Spermium (Samenzelle)

Definition: Was ist ein Spermium?

Die männlichen, reifen Keimzellen (Gameten) werden als Spermium bzw. Spermatozoon oder Spermatozoid bezeichnet. Es handelt sich also um nichts anderes als die männliche Samenzelle und damit das Pendant zur Oocyte, der weiblichen Eizelle. Während der weibliche Organismus zwischen Pubertät und Wechseljahren nur wenige reife Eizellen produziert, läuft die Produktion von Spermien in den Hoden ein Leben lang auf Hochtouren. Bei jedem Samenerguss des Mannes werden mit dem Sperma Millionen von Spermien ausgestoßen. Im Schnitt beträgt das Volumen des Ejakulats bei einem gesunden Mann rund zwei bis sechs Milliliter. Jeder Milliliter enthält dabei zwischen 20 bis 150 Millionen Samenzellen.

Obwohl sich beim Geschlechtsakt zur Zeugung im Mittel mehr als 340 Millionen Spermien auf den Weg durch die Vagina, die Gebärmutter und die Eileiter machen, wird am Ende nur ein Spermium als Sieger hervorgehen und die weibliche Keimzelle befruchten. Beim Rennen um die Fortpflanzung gibt es viele Verlierer, denn nur die mobilsten und damit die besten Spermien erreichen überhaupt den Eileiter. Den Weg dorthin schaffen jedoch nur rund 500 bis 800 Samenzellen.

 

Das Spermium entscheidet mit seinem haploiden Chromosomensatz über das Geschlecht des Nachwuchses

Da ein Spermium eine Keimzelle ist, besitzt es genauso wie die weibliche Eizelle nur einen haploiden Chromosomensatz und damit 23 Chromosomen. Normale Körperzellen verfügen über einen diploiden Chromosomensatz und damit 23 Chromosomenpaare. Das macht 46 Chromosomen insgesamt.

Bei der Befruchtung verschmelzen Eizelle und Samenzelle zur sogenannten Zygote. Dabei handelt es sich um die befruchtete Eizelle. Zu deren Erbgut steuert die Mutter 23 Chromosomen und der Vater 23 Chromosomen bei. Am Ende verfügt die Zygote und damit der Nachwuchs auch wieder über einen diploiden Chromosomensatz. Das Geschlecht des Kindes wird dabei vom Vater bestimmt, denn ein Spermium kann entweder ein X-Chromosom oder ein Y-Chromosom enthalten. Bei einem X-Chromosom handelt es sich um ein weibliches Spermium, das ein Mädchen zeugt. Bei einem Y-Chromosom handelt es sich um ein männliches Spermium, das einen Jungen zeugt.

 

Entstehung des Spermiums

Der Begriff Spermatogenese bezeichnet den Prozess der Bildung von Spermien. In den männlichen Hoden bilden sich schon vor der Geburt und während der Pubertät aus Stammzellen sogenannte Spermatogonien. Diese Stammzellen sind dabei aus den Urkeimzellen, den primordialen Stammzellen hervorgegangen. Bei den Spermatogonien handelt sich dabei quasi um Ursamenzellen. Bei einer mitotischen Teilung entstehen aus einem Spermatogonium zwei Tochterzellen. Eine der Tochterzellen tritt in die nächste Phase ein und beginnt damit, den Reifeprozess zu durchlaufen. Die andere Tochterzelle bleibt ein Spermatogonium und wird sich erneut teilen, sodass stets ein Vorrat an Spermatogonien erhalten bleibt.

Der Reifeprozess erfolgt in den Hodenkanälchen. Dort durchlaufen die Zellen, die nun als Spermatozyten bezeichnet werden, die erste Reifeteilung und damit die Meiose. Es entstehen hierbei zwei sekundäre Spermatozyten. In der zweiten Reifeteilung (ebenfalls Meiose) entstehen daraus die Spermatide. Diese reifen in der sich anschließenden Spermiogenese zu Spermien heran.

 

Aufbau einer Samenzelle

Erstmalig beschrieben wurden die Spermatozoen 1677 vom Medizinstudenten Johan Ham. Sein Lehrer Antoni van Leeuwenhoek ordnete sie als Animalcula, also als (Samen-)Tierchen, ein und führte weitere Untersuchungen durch. Er erkannte richtig, dass die Spermien in den Hoden, die Mediziner auch als Testikel bezeichnen, gebildet werden.

Eine menschliche Samenzelle ist mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Bei einer Länge von etwa 0,05 bis 0,06 Millimetern braucht es ein Mikroskop. Das Spermium besteht aus einem Kopfteil, einem Mittelstück sowie der Geißel. Dieser „Schwanz“ dient der Fortbewegung. Der Spermium-Kopf ist etwa fünf Mikrometer lang und drei Mikrometer breit. Er enthält den Zellkern und damit die DNA. Auf der Oberseite sitzt die sogenannte Akrosomenkappe. Sie ist für die Befruchtung der Eizelle wichtig, denn die darin enthaltenen Enzyme lösen die Eizellen-Membran auf und ermöglichen so, dass Ei- und Samenzelle überhaupt miteinander verschmelzen können. Im Mittelstück des Spermiums hat Mutter Natur die Mitochondrien untergebracht. Sie sind die Zellkraftwerke und liefern die Energie für die Fortbewegung. Der Schwanz des Spermiums ist rund 50 Mikrometer lang und besteht zum größten Teil aus der Geißel. Sie treibt das Spermium an. Mit ihrer Hilfe erreicht eine Samenzelle eine Geschwindigkeit zwischen zehn und zwanzig Zentimetern pro Stunde. Runtergebrochen auf die Minuten legt ein Spermium damit in einer Minute eine Distanz von drei bis vier Millimeter zurück. Angesichts seiner Größe ist das eine beachtliche Distanz!

 

Zusammenfassung und Beantwortung der häufigsten Fragen rund um den Begriff „Spermium (Samenzelle)“

Wie lange sind die Spermien befruchtungsfähig?

Während die Oocyte, also die weibliche Eizelle, nur 24 Stunden lang befruchtungsfähig ist, hält ein Spermium deutlich länger durch. Im Körper der Frau können Spermien zwischen drei und fünf Tagen überleben und dabei zeugungsfähig bleiben, denn hier stimmen Temperatur, Feuchtigkeit und pH-Wert. An der Luft überleben Spermien maximal 24 Stunden. Ein Großteil der Spermien überlebt auf der Haut jedoch nur wenige Minuten.

 

Sind Spermien männlich oder weiblich?

Die weibliche Eizelle ist Träger des X-Chromosoms. Das Erbgut des Vaters entscheidet demnach über das Geschlecht des Nachwuchses.

Bei der Spermatogenese wird der diploide Chromosomensatz des Vaters aufgeteilt. Das XY-Chromosomenpaar wird hierbei ebenfalls geteilt. Der haploide Chromosomensatz entsteht bei der 1. Teilung während der Reifephase. Aus den diploiden Spermatozyten erster Ordnung entstehen durch die erste meiotische Teilung die haploiden Spermatozyten der zweiten Ordnung. Es handelt sich jetzt um die Präspermatiden. Jedes aus einem Spermatid hervorgegangene Spermium kann damit entweder das X-Chromosom oder das Y-Chromosom des Vaters erhalten. Die eine Hälfte der Spermien ist folglich männlich und die andere Hälfte der Spermien ist demnach weiblich. Besitzt ein Spermium das X-Chromosom, so zeugt es bei der Befruchtung ein Mädchen. Besitzt das Spermium dagegen ein Y-Chromosom, so zeugt es einen Jungen.

 

Wie viel Protein hat Sperma?

Als Sperma wird die komplette bei einem Samenerguss, also der Ejakulation, ausgestoßene Befruchtungsflüssigkeit bezeichnet. Es handelt sich um eine milchig-trübe, gallertartige Flüssigkeit, die aus der Harnsamenröhre ausgestoßen wird. Das Sperma, das häufig auch Ejakulat genannt wird, enthält letztlich nicht nur die Spermien, sondern beispielsweise auch Fruktose und Gewebehormone (Prostaglandine).

Die Fruktose liefert die Energiequelle, damit sich die Spermien mit der Geißel vorwärtsbewegen können. Die Hormone sollen die Kontraktionen im weiblichen Genitaltrakt fördern und so dabei helfen, dass die Spermien schneller ans Ziel gelangen.

Ein Großteil des Sperma-Volumens macht die in den Geschlechtsdrüsen gebildete Sekretflüssigkeit aus. Sie ist das „Trägermedium“ für die Spermien und besteht zu 95 % aus Wasser. Dagegen enthält das Ejakulat nur rund ein Prozent Sperma-Eiweiß. Es stammt zum größten Teil von den Epithelzellen, die in den Hodenkanälchen ins Sperma gelangen. Genau auf dieses Eiweiß können manche Menschen allergisch reagieren. Es hält sich noch immer hartnäckig der Mythos, dass Sperma ein wahrer Protein-Shake wäre. Doch die nachgewiesene Zusammensetzung widerlegt dies als Irrglauben. Es gibt wahrlich bessere Eiweißquellen.