Сперматогенез, регуляция сперматогенеза

Пожалуй, самым важным показателем фертильности (плодовитости) мужчины является его способность вырабатывать здоровую сперму, способную оплодотворить женскую яйцеклетку.

Сперматогенезом называется процесс развития мужских половых клеток, заканчивающийся формированием сперматозоидов. Сперматогенез начинается под влиянием половых гормонов в период полового созревания подростка и далее протекает непрерывно, а у большинства мужчин – практически до конца жизни.

Процесс созревания сперматозоидов происходит внутри извитых семенных канальцев, составляющих более 90% объёма яичка взрослого половозрелого мужчины, и длится 74 дня. На внутренней стенке канальцев располагаются клетки 2 типов – сперматогонии (самые ранние, первые клетки сперматогенеза, из которых в результате последовательных клеточных делений через ряд стадий постепенно образуются зрелые сперматозоиды) и питающие клетки Сертоли.

Сперматогонии, содержащие удвоенный набор хромосом, делятся, приводя к возникновению сперматоцитов 1-го порядка. Далее в результате двух последовательных делений образуются сперматоциты 2-го порядка, а затем сперматиды (клетки сперматогенеза, непосредственно предшествующие сперматозоиду). При этих делениях происходит уменьшение числа хромосом вдвое. Сперматиды вступают в заключительный период сперматогенеза и после длительной фазы дифференцировки превращаются в сперматозоиды. Происходит это путём постепенного вытяжения клетки, изменения, удлинения её формы, в результате чего клеточное ядро сперматида образует головку сперматозоида,а оболочка и цитоплазма – шейку и хвост. В последней фазе развития головки сперматозоидов тесно примыкают к клеткам Сертоли, получая от них питание до полного созревания. После этого сперматозоиды, уже зрелые, попадают в просвет канальца яичка и далее в придаток, где происходит их накопление и выведение из организма во время семяизвержения.

Процесс сперматогенеза происходит при температуре на 1-2оС ниже температуры тела. Вот почему яички подвешены в мошонке вне тела. Высокая температура не только препятствует формированию клеток новой спермы, но также убивает хранящиеся в запасе. Эффекты этого могут быть как временные, так и (в худшем случае) перманентные, а результат – бесплодие. Очень низкие температуры так же прекращают выработку спермы, но не уничтожают хранящуюся.

Морфология сперматозоида

Зрелый нормальный сперматозоид человека состоит из головки, шейки, тела и хвоста, или жгутика, который заканчивается тонкой концевой нитью. Общая длина сперматозоида составляет около 50-60 мкм (головка 5-6 мкм, шейка и тело 6-7 и хвост 40-50 мкм). В головке находится ядро, несущее отцовский наследственный материал. На переднем её конце находится акросома, обеспечивающая проникновение сперматозоида через оболочки женской яйцеклетки. В шейке и теле расположены митохондрии и спиральные нити, являющиеся как бы генератором двигательной активности сперматозоида. От шейки через тело и хвост отходит осевая нить (аксонема), окружённая оболочкой. Под нею вокруг осевой нити расположены 8-10 ещё более мелких нитей – фибрилл, выполняющих в клетке двигательную или скелетную функции. Подвижность является наиболее характерным свойством сперматозоида и осуществляется с помощью равномерных ударов хвоста путём вращения вокруг собственной оси по направлению часовой стрелки. Продолжительность существования сперматозоида во влагалище достигает 2,5 часа, в шейке матки – 48 часов и более. В норме сперматозоид движется всегда против тока жидкости, что и позволяет ему передвигаться вверх по женскому половому тракту до встречи с яйцеклеткой со скоростью 3 мм/мин.

В определении пола ведущую роль играют 2 половые хромосомы – Х и Y.

Сперматозоиды, содержащие Y-хромосому, называются андроспермиями, Х-хромосому – гиноспермиями. Яйцеклетку может оплодотворить, как правило, только один спермий, причём, с равной вероятностью им может быть андро- или гиноспермий, в связи с чем предварительные предсказания пола ребёнка практически невозможны. Предполагают, что мальчики чаще рождаются от мужчин, в сперме которых преобладают андроспермии.

Регуляция сперматогенеза

Сложный процесс сперматогенеза регулируется гонадотропными гормонами гипофиза и стероидными гормонами яичка. После полового созревания гипоталамус начинает выделять гонадотропный рилизинг-гормон, под влиянием которого гипофиз секретирует фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), стимулирующий развитие и функционирование клетки Сертоли и лютеинизирующий гормон (ЛГ), стимулирующий клетки Лейдига к выработке тестостерона. Тестостерон оказывает воздействие на развитие клеток Сертоли, а также на предшественники половых клеток (в ассоциации с андроген-связывающим белком, выделяемым клетками Сертоли).

Секреторная активность гипофиза регулируется клетками Сертоли и клетками Лейтига. Тестостерон, выделяемый клетками Лейдига подавляет активность гипофиза к выработке ЛГ и ФСГ. Ингибин и эстрадиол, образующийся в клетках Сертоли, подавляют гипофиз к выработке ФСГ и клетки Лейдига к выработке тестостерона. Морфофункциональное состояние яичка регулируется гормонами аденогипофиза — ФСГ и ЛГ, причём уровень гормонов постоянный, имеются лишь незначительные колебания.

 Кратко:

1. Тестостерон секретируемый клетками Лейдига, локализованными в интерстиции семенников. Он ответствен главным образом за рост и деление зародышевых клеток, которые находятся на первой стадии образования сперматозоидов. 2. Лютеинизирующий гормон, секретируемый передней долей гипофиза. Стимулирует продукцию тестостерона клетками Лейдига.

3. Фолликулостимулирующий гормон, также продуцируемый передней долей гипофиза. Стимулирует клетки Сертоли; без такой стимуляции превращение сперматид в сперматозоиды (процесс спермиогенеза) не происходит. 4. Эстрогены, образующиеся из тестостерона клетками Сертоли, когда они стимулируются фолликулостимулирующим гормоном. Возможно, эстрогены также необходимы для спермиогенеза.

5. Гормон роста (как и другие метаболические гормоны) необходим для регуляции основных метаболических функций в семенниках. Гормон роста специфически обеспечивает раннее деление сперматогоний. При его отсутствии, как это бывает при гипофизарном нанизме, сперматогенез либо существенно снижен, либо не осуществляется вообще, что ведет к бесплодию.

Хранение сперматозоидов.

Два семенника взрослого мужчины образуют ежедневно до 120 млн сперматозоидов. Небольшое их количество хранится в эпидидимисе, а основная часть пребывает в семявыносящих протоках. Сперматозоиды могут сохраняться в этих вместилищах, не утрачивая способность к оплодотворению на протяжении месяца. Все это время они пребывают в неподвижном состоянии благодаря присутствию множества ингибиторных веществ, продуцируемых в протоках. При высоком уровне половой активности сохранение запаса сперматозоидов возможно не более нескольких дней.

После эякуляции сперматозоиды становятся подвижными и приобретают способность к оплодотворению яйцеклетки. Этот процесс называют достижением окончательного развития. Клетки Сертоли и эпителиоциты эпидидимиса продуцируют специфические питательные растворы, которые эякулируются вместе со сперматозоидами. Эти растворы содержат гормоны (тестостерон и эстрогены), ферменты и специфические питательные вещества, необходимые для окончательного созревания сперматозоидов.

Физиология окончательного созревания сперматозоидов. Нормальная подвижность, обеспечивающая оплодотворяющую способность сперматозоидов, создается благодаря ундулирующим движениям со скоростью от 1 до 4 мм/мин. Подвижность сперматозоидов существенно повышается в нейтральной или слегка щелочной среде, существующей в эякуляте, и столь же существенно подавляется в умеренно кислой среде. Очень кислая среда приводит к гибели сперматозоидов.

Подвижность сперматозоидов заметно возрастает при повышении температуры, что сопровождается ускорением метаболических процессов, одновременно укорачивая продолжительность жизни сперматозоидов. Сперматозоиды могут сохранять жизнеспособность в течение многих дней, присутствуя в протоках семенников в заторможенном состоянии, но продолжительность их жизни в половых путях после эякуляции ограничивается сроком от 1 до 2 сут.

 
spermatogenez_reguljacija_spermatogeneza.txt · Последние изменения: 2012/06/21 22:27 (внешнее изменение)


 

© 2011 - 2014 Сообщество продвинутых мам - Mamuli♥info



Яндекс.Метрика