Drtivá většina lidských buněk nese ve svém jádru dvě sady chromozomů (jsou diploidní). Polovina tohoto materiálu pochází od otce a druhá polovina pochází od matky. Za přenos rodičovské genetické informace jsou odpovědné pohlavní buňky - gamety. Splynutím gamety otcovské a mateřské vzniká zygota, která tak obsahuje genetickou informaci obou rodičů. Aby nedošlo při tomto přenosu k polyploidizaci (ke zmnožení chromozomových sad), musí být obě pohlavní buňky haploidní (tj. obsahovat pouze polovinu genetické informace), aby se po jejich splynutí v zygotu opět obnovilo standardní množství genetické informace (zygota je již opět diploidní). Haploidní gamety vznikají meiotickým dělením.

Vznik spermií

Spermie jsou mužské pohlavní buňky. Vznikají ve varlatech a to od puberty po celý zbytek života. Pro správný vývoj spermií je zapotřebí jak dostatečná stimulace pohlavními hormony (testosteronem), tak nižší teplota (která je docílena umístěním varlat v šourku). Důležitá je taky funkce Sertoliho buněk, které zajišťují správné prostředí pro vývoj spermií (zajišťují ochranu prekurzorových buněk či jejich výživu).

Na začátku vývojové řady spermie stojí spermatogonie. Ty fungují jako kmenové buňky, neboť se mitoticky dělí jednak aby doplnily své stavy (zachování spermatogonií pro neustálou spermatogenezi) a jednak jejich přeměnou vznikají primární spermatocyty. Primární spermatocyty jsou stále diploidní. Vstupují však již do prvního meiotického dělení, na jehož konci vzniknou 2 sekundární spermatocyty. Ty jsou již haploidní, ovšem stále mají zdvojené chromatidy. Záhy však navazuje druhé meiotické dělení, při kterém z každého sekundárního spermatocytu vznikají 2 spermatidy. Z každého primárního spermatocytu tedy vznikají celkem 4 spermatidy. Spermatidy jsou již plně haploidní a dále se nedělí.

Spermatidy potom prochází procesem zvaným spermiogeneze, kdy dochází ke kondenzaci jádra, vytvoření bičíku a ztrátě většiny cytoplazmy a některých organel. Vytváří se také akrosomový váček, obsahující několik hydrolytických enzymů, které usnadňují průnik spermie k vajíčku. Nezralé spermie jsou uvolněny do semenotvorných kanálků, odkud putují do nadvarlete, kde definitivně dozrávají. Zralé spermie jsou díky svému bičíku plně pohyblivé.

Obrázek 2 - Schéma spermatogeneze

Vznik vajíček

Vajíčka neboli oocyty jsou ženské pohlavní buňky. Jejich vývoj začíná již v prenatálním období. Vlastní produkce zralých vajíček je potom omezena na "plodné období ženy", které trvá od puberty až do přechodu (menopauzy). I zde je zapotřebí příslušná stimulace pohlavními hormony.

Prekurzorovou buňkou v prenatálním období je oogonie. Ty se mohou mitoticky dělit a jejich přeměnou také vznikají diploidní primární oocyty. Okolo primárních oocytů se formuje jednovrstevný obal z folikulárních buněk. Tento útvar označujeme jako primordiální folikul.

Ještě v prenatálním období vstupují primární oocyty do prvního meiotického dělení. To však nedokončí, neboť je zastaveno již v průběhu profáze. V tomto stádiu (diktyotenní stádium) primární oocyty zůstávají až do puberty, kdy teprve vývoj pokračuje (viz dále).

V této souvislosti si je třeba uvědomit, že toto diktyotenní stádium může trvat třeba i přes 40 let, neboť meióza pokračuje až před ovulací příslušného vajíčka. Po celou tuto dobu je v buňce přítomen cytoskeletární mitotický aparát (dělící vřeténko), který je zodpovědný za bezchybný rozestup chromozomů. Jelikož během této dlouhé doby na něj může působit řada nepříznivých vlivů, existuje riziko, že tento aparát nesplní zcela svůj úkol a dojde k chybnému rozestupu chromozomů (nondisjunkci). Čím je ona doba delší, tím je toto riziko vyšší - proto je u matek nad 35 let obecně vyšší riziko vzniku chromozomových aberací.

Z původních zhruba 2-3 milionů! primárních oocytů jich velká většina zaniká a do puberty jich zbude zhruba 300 tisíc. Z nich pouze okolo 450 vajíček je skutečně uvolněno (při ovulaci) v průběhu plodného období ženy.

V pubertě se nejprve zvětšují jak primární oocyty, tak okolní folikulární buňky. Okolo primárního oocytu se taktéž objevuje vrstva glykoproteinové hmoty (zona pellucida). Vzniklý útvar se nazývá primární folikul, folikul s vícevrstevným obalem folikulárních buněk a dutinkou se potom nazývá sekundární folikul. Vrcholem vývoje folikulu je Graafův folikul, který je opět větší, vyplněný velkou dutinou s tekutinou. Vajíčko je na jedné straně spojeno s vrstvou folikulárních buněk (granulózní buňky), které tvoří obal folikulu (jako tzv. membrana granulosa). Nad vrstvou těchto buněk jsou potom buňky thekální.

Těsně před ovulací je dokončeno první meiotické dělení. Vzniká sekundární oocyt a první pólové tělísko. Při ovulaci dojde k prasknutí Graafova folikulu a k uvolnění oocytu. Ten je zachycen (či "nasát") vejcovodem, kterým putuje směrem k děloze. Po ovulaci vstupuje sekundární oocyt do profáze druhého meiotického dělení, které ale opět prozatím nedokončí. Teprve při oplození vajíčka spermií je dokončeno druhé meiotické dělení, které dá za vznik druhému pólovému tělísku a zralému oocytu, tedy již vlastně oplozenému oocytu. Další průběh naleznete v kapitole oplodnění a těhotenství.

Primární oocyt je diploidní, sekundární oocyt je haploidní se zdvojenými chromatidami a teprve výsledný oocyt je haploidní s polovinou genetické informace. Pólová tělíska v drtivé většině případů beze zbytku zanikají (slouží pouze pro eliminaci chromozomů během meiózy); první pólové tělísko také může projít druhým meiotickým dělením a dát vzniku dvěma haploidním buňkám, které ale stejně zaniknou.

Obrázek 2 - Schéma oogeneze

Hlavní rozdíly spermatogeneze a oogeneze

• Spermatogeneze probíhá od puberty po celý život; naproti tomu oogeneze probíhá v prenatálním období a poté pouze od puberty do menopauzy
• Vývoj od prekurzorové buňky po zralou gametu je mnohem kratší u spermatogeneze (okolo 60 dní) než u oogeneze (i přes 40 let)
• U spermatogeneze vznikají z primárního spermatocytu 4 spermie; u oogeneze vzniká z primárního oocytu jediný zralý oocyt (pólová tělíska zanikají)