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Se llama espermatogénesis o espermatocitogénesis al proceso de generación o producción de los espermatozoides, que tiene lugar en el interior de las glándulas sexuales masculinas (testículos), específicamente en los túbulos seminíferos, conductos enrollados de unos 30 a 60 cm. de longitud y 0,2 mm de ancho. Entre los dos testículos del hombre se suman más de un millar de estos conductos.
La creación de los espermatozoides implica las siguientes fases:
Fase proliferativa o espermatogónica. A partir de las células madres germinales se forman espermatogonias tipo A: células que por división mitótica (mitosis) dan origen a espermatogonias tipo A y tipo B. Las primeras seguirán replicándose y produciendo ambos tipos de células; las segundas en cambio se dividirán en dos espermatocitos primarios, que a su vez se dividirá en cuatro espermatozoides maduros. Esta primera fase tiene lugar en la pubertad del hombre, cuando se activa su aparato reproductivo.
Fase meiótica o espermatocitogénesis. En esta fase se producen nuevos mecanismos de división celular, que dan origen a células haploides llamadas espermátidas, mediante procesos de meiosis. Esto ocurre durante dos etapas:
Meiosis I. Cada espermatocito primario (diploide) se divide en dos espermatocitos secundarios (haploides).
Meiosis II. Los espermatocitos secundarios se dividen en dos espermátidas (haploides), obteniendo así cuatro células a partir de la primera. En estas últimas ya se empieza a dar la forma del espermatozoide maduro, incluso presentan flagelo.
Espermiogénesis. Esta última etapa se da durante la maduración de la espermátida para formar espermatozoides maduros. El flagelo crece hasta su punto idóneo, la célula adquiere su característica forma puntiaguda, la reducción del citoplasma, alargamiento de su núcleo celular y desarrollo de acrosoma. En este momento los espermatozoides se liberan al centro del túbulo seminífero, listo para ser eyaculado.