Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Сперматогенез и оогенез. Сходства и различия

Сперматогенез

Сперматозоид или спермий, зрелая мужская половая клетка животных и многих растений. Основная функция сперматозоида - оплодотворение яйца, т.е. перенос генетического материала отцовского организма в женскую половую клетку. Происхождение термина «сперматозоиды», означающего буквально «животное в семени», связано с тем, что Антони ван Левенгук первоначально счел их за паразитических животных, обитающих в семени (сперме). Хотя позднее Левенгук отказался от такой трактовки и стал рассматривать спермии как собственно «семя», содержащее преформированное животное, все же его первоначальная точка зрения просуществовала очень долго. Только в первой половине 19 в. было выяснено, что сперматозоиды - не паразиты, а участники оплодотворения, и лишь в 1876 Оскар Гертвиг установил, что спермий проникает в яйцо и ядра этих клеток сливаются.

В мужской половой системе сперматогенез происходит в половых желёзах (гонадах), представленных парным органом - яичками, выполняющими две важные функции: -генеративную (образование мужских половых клеток); - эндокринную (синтез мужских половых гормонов).

Эти функции взаимосвязаны, хотя и обеспечиваются различными структурными компонентами органа.

Сперматогенез включает в себя четыре периода: -размножения; -роста; -созревания; -формирования.

Период размножения. Сперматогенные клетки представлены сперматогониями. Это мелкие округлые диплоидные клетки, располагающиеся на базальной мембране семенных извитых канальцев. Различают два типа сперматогоний: А и В. Тип А представлен светлыми и тёмными слегка уплощёнными клетками со светлым ядром. Тёмные сперматогонии - неделящиеся, покоящиеся клетки, считаются стволовыми; светлые сперматогонии - клетки, делящиеся митозом. Одни из них поддерживают популяцию камбиальных клеток, другие - в ходе последовательных делений становятся сперматогониями типа В. Последние имеют грушевидную форму, большое округлое ядро и центрально расположенное ядрышко. Сперматогонии пополняются за счет деления (полного митоза) стволовых клеток мужской гонады. В определенный момент дочерняя клетка (производная стволовой) делится неполно, оставляя мостик, связывающий дочерние клетки, и вступает на путь сперматогенеза. Синтициальная связь, с одной стороны, обеспечивает синхронность существования клеток клона, с другой (в силу массовости) - гетерогенность и полиморфизм составляющих его клеток и тем самым высокую жизнеспособность. Деления гоний дифференцирующие. В процессе таких митотических делений дочерние клетки не вполне дорастают до исходных и мельчают, и в итоге подготавливают гонии к вступлению в мейоз. Период митотического дифференцирующего сперматогенеза завершается созданием «вторичных» сперматогоний, и подводит клетки клона к мейотическому периоду сперматогенеза.Клетки, закончившие деление и вступившие в период роста и созревания, называются первичными сперматоцитами (сперматоциты первого порядка).

Период роста. В период мейоза совершаются сложные изменения ядер, подготавливающие клетку к переходу в гаплоидное состояние. Сперматоциты первого порядка значительно увеличиваются в объёме и становятся самыми крупными сперматогенными клетками, содержание ДНК в ядрах удваивается (2n4c). Они отделяются от базальной мембраны канальцев и смещаются по направлению к просвету канальца. Сперматоциты первого порядка сразу вступают в профазу первого деления мейоза, продолжительность около 22 суток. В профазе мейоза I сперматоцит растет, и поэтому такие клетки называются еще ауксоцитами, то есть растущими. Таким образом самыми крупными клетками сперматогенеза являются готовящиеся к первому делению созревания сперматоциты I порядка.

Период созревания. У особей мужского пола первое редукционное деление мейоза заканчивается образованием двух сперматоцитов второго порядка, или вторичных сперматоцитов. Это клетки меньших размеров, чем первичные, которые располагаются ближе к просвету канальцев. Второе эквационное деление заканчивается появлением 4 гаплоидных клеток - сперматид.

Период формирования (спермиогенез). В этом периоде происходит преобразование сперматид в зрелые половые клетки - сперматозоиды (спермии). В период формирования происходят лишь структурные изменения клеток, так как хромосомный набор их не меняется, оставаясь гаплоидным. В начале сперматогенеза клетки все ещё связаны друг с другом цитоплазматическими мостиками и продолжают оставаться в составе синцитиального клона. Структурные изменения сперматид заключаются в:

-уплотнение хроматина (благодаря замещению гистонов негистоновыми белками), уменьшение ядра, приобретение им грушевидной формы:

-образование акросомы - плоского мембранного мешочка, содержащего ряд липических ферментов, необходимых для оплодотворения. Акросома -производное комплекса Гольджи, формирующего начально акросомальные гранулы, которые, сливаясь, образуют пузырек, прилежащий к будущей передней поверхности ядра и постепенно распластывающийся по ней в виде шапочки;

-формирование жгутика дистальной центриолью, образующей аксонему хвостика (после перемещения обеих центриолей к заднему полюсу ядра); проксимальная центриоль располагается во вдавлении ядерной оболочки;

-образование особых элементов цитоскелета происходит по мере формирования хвостика и включает появление 9 продольно лежащих сегментированных колонн вокруг центриолей (связующий отдел), которые детально связаны с 9 плотными волокнами, расположенными по периферии пар микротрубочек аксонемы (промежуточный отдел). В главном отделе формируется волокнистое влагалище, образованное продольными столбами, соединенными ребрами;

-изменение формы и расположения митохондрий, которые из удлиненных и диффузно разбросанных по цитоплазме: сперматиды, становятся спиралевидными и сосредотачиваются вокруг плотных волокон в формирующемся промежуточном отделе, тесно прилегая друг к другу;

-удаление избыточной цитоплазмы, содержащей органеллы и липидные включения, из формирующихся спермиев в виде так называемых остаточных телец, которые выделяются в просвет канальца.

Особенностью сперматогенеза является образование функционального синцития, объединяющего клоны сперматогенных клеток, включённых в этот процесс. Межклеточные связи сперматогенных клеток обеспечивают их синхронное развитие, перенос питательных веществ и межклеточный обмен продуктами экспрессии генов.(Рис.1)

Схема процессов сперматогенеза

Рис.1. Схема процессов сперматогенеза.

Сперматогенез у человека длится 64-74 дня, начинаясь в период полового созревания и продолжаясь в течение всей жизни. После 50 лет его интенсивность значительно снижается. У человека ежедневно вырабатывается около 250 млн. сперматозоидов. Сперматогенез нормально протекает при температуре на 3 градуса ниже температуры тела (температура в мошонке). Он угнетается при повышении температуры (ношении излишне теплой одежды), крипторхизме (неопущении яичка в мошонку) и давлении на него окружающих тканей в полости брюшины и паховом канале.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее