The biological role of apoptosis in spermatogenesis: a review

Abstract

Apoptosis as a fundamental biological phenomenon is a special, genetically programmed form of physiological death of cell and is a prerequisite for the development and normal reproduction of living biodiversity, in particular the functioning of the reproductive system and the regulation of spermatogenesis. Apoptosis plays an important role in the regulation of spermatogenesis, a complex multi-stage process of sperm formation from primary germ cells, which begins during puberty and lasts throughout. The role of apoptosis in the regulation of spermatogenesis is well determined, since it controls the number of germ cells and eliminates defective gametes, but the role of apoptosis in ejaculate fertility impairment has not been elucidated yet. The biological role of apoptosis mechanisms in spermatogenesis is to maintain a constant number of cells in the spermatogenic system, to ensure the correct ratio of cells of various types and to remove genetically defective cells. Apoptotic changes in spermatozoa may result from the process initiated during spermatogenesis due to genetic disorders. So, a distortion of chromosome segregation, fixed at the verification points of the cell cycle, can lead to a switch to the apoptosis pathway. Thus, on the basis of the synthesis of information, it can be concluded that the biological role of apoptosis in the regulation of spermatogenesis is huge and inevitable for preserving biodiversity, however, to date, the patterns of sperm cell apoptosis realization and apoptosis markers initiation in the process have not been completely clarified. At the same time, it has been shown that the regulation of sperm cell apoptosis is directly dependent on the influence of various factors; in particular, it depends on the properties, concentration and time of exposure of the damaging agent to spermatogenesis

Apoptoza ca fenomen biologic fundamental este o formă specială, programată genetic de moarte fiziologică a celulelor şi constituie o condiţie prealabilă pentru biologia dezvoltării şi reproducerea normală a biodiversităţii viului, în special, pentru funcţionarea sistemului reproductiv şi reglarea spermatogenezei. Apoptoza joacă un rol important în reglarea spermatogenezei, care începe intensiv în perioada pubertăţii şi continuă pe tot parcursul vieţii organismului. Rolul apoptozei în reglarea spermatogenezei este bine definit, realizând controlul determinat al numărului de celule germinale şi eliminarea gameţilor patologici, iar rolul apoptozei în dereglarea fertilităţii ejaculatului încă nu este elucidat. Rolul biologic al mecanismelor de apoptoză în spermatogeneză este de a menţine un număr constant de celule reproductive în sistemul spermatogen, de a asigura raportul optim dintre celule nou formate de diverse tipuri şi de a elimina celulele spermatogene defecte genetic. Modificările procesului de apoptoză ale spermatozoizilor pot rezulta dintr-un proces iniţiat în timpul spermatogenezei şi din cauza tulburărilor genetice. Prin urmare, o dereglare a segregării cromozomilor, fixată la nivelul punctelor de reconciliere ale ciclului celular, poate provoca trecerea evoluţiei la fenomenele apoptozei. Astfel, în baza sintezei informaţiei existente, este posibil de concluzionat că rolul biologic al apoptozei în reglarea derulării spermatogenezei este imens şi inevitabil pentru păstrarea biodiversităţii, însă până în prezent, nu sunt elucidate complet schemele de realizare a apoptozei spermatozoizilor şi procesul de iniţiere a markerilor apoptozei. În acelaşi timp, s-a demonstrat că reglarea apoptozei celulelor reproductive este direct proporţională cu influenţa multiplilor factori, în special, depinde de proprietăţile, concentraţia şi durata de acţiune a agentului nociv asupra spermatogenezei.