精子形成
精子形成過程は、環境の変動、特にホルモンや温度に非常に敏感である。テストステロンは精細管に存在するアンドロゲン結合タンパク質による結合によって局所的に高濃度となり、この濃縮は精子形成の過程に必要である。テストステロンは、精細管に隣接しているライディッヒ細胞と呼ばれる間質細胞によって産生される。ヒトや他の動物では精上皮は高温に弱く、正常体温より高温では悪影響を受ける。そのため、精巣は陰嚢と呼ばれる皮膚の袋に包まれ、身体の外側にぶらさがっている。最適温度は、体温より2°C(ヒト、マウスでは8°C)低い温度に維持される。温度は、精巣挙筋と肉様膜陰嚢の平滑筋によって身体から離されたり近づいたりすることや、血流 によって調整される。アナボリックステロイド、金属(カドミウム、鉛)、栄養欠乏(ビタミンB、E、Aなど)、X線への曝露、ダイオキシン、アルコール、および感染症も精子形成の速度に悪影響を与える。 また雄性生殖細胞系列は、酸化ストレスによって引き起こされるDNA損傷に大して感受性であり、この損傷はおそらく受精および妊娠に大きな影響を与える。殺虫剤への曝露も、精子形成に影響を与える。
精子形成のホルモン制御は、種によって異なる。ヒトでのメカニズムは完全には理解されていない。しかし精子形成の開始が、視床下部、下垂体とライディッヒ細胞との相互作用で思春期に起こることが知られている。下垂体が除去されている場合、卵胞刺激ホルモン(FSH)およびテストステロンによって精子形成を開始させることができる。FSHとは対照的に、黄体形成ホルモン(LH)は生殖腺のテストステロン産生を誘導する以外には精子形成に役割を果たさない。
FSHはセルトリ細胞によるアンドロゲン結合タンパク質(ABP)の産生、および血液精巣関門の形成の両方を刺激する。ABPは、テストステロンを精子形成の維持に十分な高いレベルに濃縮するために不可欠である。精巣内のテストステロン濃度は、健康な男性の間で5–10倍の幅があるものの、血液中に見られる濃度よりも20–100または50–200倍高い。FSHは精巣内にテストステロンをとらえて濃縮させることができるが、いったん発生が開始されると精子形成の維持にはテストステロンのみが必要となる。
精子発生 (せいしはっせい、英: spermatogenesis)は、オスの始原生殖細胞から有糸分裂および減数分裂を通じて精子が形成される過程である。この経路における初期の細胞は精原細胞であり、精原細胞の有糸分裂によって一次精母細胞が形成される。一次精母細胞は2つの二次精母細胞に減数分裂(減数分裂第一分裂)する。それぞれの二次精母細胞が減数分裂第二分裂をし、2つの精細胞に分かれる。精細胞は成熟し、精子に分化する。このように、一次精母細胞から2つの二次精母細胞が生じ、それらがさらに分裂して4つの二次精母細胞になり、それぞれが4つの精子となる。
精子は、多くの有性生殖生物においてオスの成熟した配偶子である。男性における精子形成は女性における卵形成に相当し、どちらの過程も配偶子形成と呼ばれる。哺乳類では、男性の精巣の精細管で段階的な分化が行われる。精子形成が正常に行われるためには最適な環境であることが非常に重要であり、有性生殖に必須である。DNAのメチル化およびヒストン修飾は、この過程の調節に関与している。精子形成は思春期から始まり、加齢とともに形成される精子の量はわずかに減少するが、個体が死ぬまで中断することなく継続される。男性不妊の項目も参照。
精子形成は、オスの成熟した配偶子である精子を形成する過程である。精子はメスの配偶子である卵と受精し、接合体である受精卵が形成される。これが有性生殖の基礎である。2つの配偶子は両方とも半数体であり、通常の半分のセットの染色体を持っている。受精によって、正常な染色体数の(二倍体の)受精卵となる。正常な染色体数は種によって異なる。子孫の染色体の数を正常に維持するには、各配偶子は他の体細胞の半分の数の染色体を持っている必要がある。配偶子が体細胞と同じ染色体数である場合、子孫の染色体数は通常の2倍になり、深刻な異常が生じる可能性がある。ヒトでは、染色体数の異常は先天性の遺伝子疾患(ダウン症候群、クラインフェルター症候群)を引き起こし、胎児の自然流産につながることも多い。精子形成の段階で染色体数に異常があればこういった疾患につながる。