Сперматозоиды. Морфология, количество, созревание, состав спермы. Как происходит оплодотворение яйце

Размножение и созревание сперматозоидов (сперматогенез) представляет собой непрерывный процесс, начинающийся в период полового созревания и заканчивающийся в глубокой старости, если не происходит его нарушения под действием какого-либо заболевания или иного вредного воздействия. Сперматогенез осуществляется в мужских половых железах - тестикулах (яичках).

Анатомия яичек - фабрики сперматозоидов

Яички расположены в мошонке, которая вынесена за пределы полостей человеческого тела. Кожа мошонки обильно снабжена потовыми железами для предотвращения перегревания. Яички имеют в своем распоряжении мышечный аппарат, который позволяет поднимать тестикулы в брюшную полость (например, при понижении температуры окружающей среды, особенно при резком охлаждении). Спермограмма - это анализ спермы, при котором учитываются определенные показатели спермы. Сперма - это секрет половых желез (простаты, семенных пузырьков), в котором располагаются сперматозоиды. Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенез. Рассмотрим подробнее весь механизм образования и созревания сперматозоидов.

Сперматогенез представляет собой непрерывный процесс, начинающийся в период полового созревания и заканчивающийся в глубокой старости, если не происходит его нарушения под действием какого-либо заболевания или иного вредного воздействия. Сперматогенез осуществляется в мужских половых железах - тестикулах (яичках).
ждении). Оба эти явления хорошо знакомы мужской части населения. Данные защитные механизмы осуществляются рефлекторно при участии вегетативной нервной системы, то есть не зависят от сознательной воли человека. Яички имеют овальную форму, слегка сплющены с боков, при нормальном развитии у мужчин зрелого возрасти становятся размером со сливу. Левое яичко всегда немного больше правого и располагается в мошонке ниже правого. Данное явление связано с анатомическими особенностями кровеносных сосудов, которые кровоснабжают левое и правое яичко. Таким образом, опасения некоторых подростков и части взрослых мужчин относительно асимметрии размеров и расположения яичек, напрасны.

Физиология яичек

Яички вырабатывают мужской половой гормон - тестостерон. Тестостерон продуцируется клетками Лейдига, которые также называются интерстициальными клетками. Параллельно процессу выработки тестостерона в семенных канальцах яичка происходит созревание сперматозоидов. Семенные канальцы очень протяженные - их длина достигает 150-300 м. Такая феноменальная протяженность семенных канальцев достигается их невероятной извитостью. По отводящим каналам, которых имеется 12-13 в каждом яичке, сперматозоиды попадают в чрезвычайно сильно извитый, длиной до 5 метров, проток придатка яичка (эпидидимус), где и заканчивается процесс их созревание. Далее сперматозоиды попадают в семявыносящий проток или же распадаются.

Развитие сперматозоида

Как происходит развитие сперматозоида? В начале развития мужская половая клетка - предшественник (сперматогоний) проходит несколько стадий митотического деления, при котором клетка делится на две с сохранением полного хромосомного набора. В результате образуется сперматоцит, который представляет собой очередной этап развития сперматозоида. Сперматоцит вступает в мейотические деления (в два этапа), при которых происходит разделение хромосомного набора пополам, и, в результате, образуются сперматиды. Сперматиды уже не делятся, а лишь проходят процесс созревания. В результате происходит образование зрелой мужской половой клетки - сперматозоида.

Какие условия нужны для нормального развития сперматозоидов?

При каких условиях осуществляется процесс развития и созревания мужских половых клеток? Оптимальная температура для сперматогенеза составляет 34 ºС, и длится этот процесс 72-74 дня. За сутки у здорового мужчины образуется около 100 миллионов сперматозоидов. Этот процесс происходит непрерывно - одни сперматозоиды завершают свое созревание, другие только начинают расти, а третьи находятся в средней стадии. В этот период воздействие на организм мужчины различных неблагоприятных факторов, может оказать отрицательное влияние на развитие, подвижность, строение, а, следовательно, и биологическую способность сперматозоидов.

Что неблагоприятно для развития сперматозоидов?

Какие же факторы приводят к нарушению сперматогенеза? Как мы уже говорили, это избыток тепла (как внешнего, так и внутреннего), длительная лихорадка, чрезмерно частое посещение сауны или бани с парилкой с высокой температурой, прием горячих ванн. Также отрицательное влияние на сперматогенез оказывают различные токсические химические вещества, ионизирующее излучение, электромагнитные волны, стресс, гипокальциемия, застойные явления в малом тазу, нарушение кровообращения в мошонке (длительное нахождение в положении сидя - у спортсменов-велосипедистов, профессиональных водителей, работников офисов), ношение слишком узкого нательного белья (трусов), переохлаждение органов таза (сидение на холодных предметах), инфекционные заболевания половой сферы (простатит), эндокринные заболевания (сахарный диабет, нарушение функции щитовидной железы).

Прием антибактериальных и сульфаниламидных препаратов, казалось бы, таких безобидных, как например, сульфасалазин, фурадонин, длительный прием транквилизаторов, антидепрессантов, алкоголя, табакокурение, кокаиновая наркомания, каннабизм (курение продуктов индийской конопли - марихуаны, гашиша), психические воздействия (сильный страх, например) - все эти факторы также нарушают нормальный ход созревания сперматозоидов.

Подробную информацию о простатите читайте в статье: Простатит

Как происходит оплодотворение?

Сперматозоиды несут половинный набор хромосом (гаплоидный) - 23 штуки, из которых 22 хромосомы являются соматическими и 1 хромосома - половой. Именно эта половая хромосома и определит пол будущего ребенка: если половая хромосома Х - ребенок будет женского пола, если же Y - ребенок будет мужского пола. Впоследствии в процессе оплодотворения гаплоидный набор хромосом сперматозоида соединятся с половинным набором хромосом яйцеклетки (женской половой клетки). Происходит слияние генетического материала обоих родителей и восстановление количества хромосомного аппарата до 46 хромосом (23 материнских и 23 отцовских).

Затем начинается деление и развитие будущего организма из этой единственной клетки, образовавшейся в результате соединения яйцеклетки и сперматозоида. Процесс оплодотворения изображен очень схематично, однако важно, что две половинки хромосомного набора соединились, как половинки любящих сердец. В действительности эти процессы довольно сложны и подвергаются очень тонкой регуляции. Регуляция процессов оплодотворения построена с многократной системой защиты и подстраховок, однако, и они бывают уязвимы.

Из чего состоит сперма?

Зрелый сперматозоид состоит из головки, тела и хвоста. Семявыносящие протоки каждый со своей стороны проходят в брюшную полость в составе семенного канатика, через паховый канал почти до мочевого пузыря, где располагаются семенные пузырьки, выделяющие белковый секрет, способствующий большей подвижности сперматозоидов, окутывая их своеобразной защитной оболочкой. Дальше семявыносящие протоки проходят через предстательную железу (простату), которая имеет форму каштана.

Простата вырабатывает секрет, способствующий усилению подвижности сперматозоидов. Свойство подвижности сперматозоидов обеспечивается большим числом ферментов и биологически активных веществ. Семявыносящие протоки впадают в мочеиспускательный канал, в него же впадают протоки куперовых желез, выделяющие свой секрет перед эякуляцией. На пике сексуального возбуждения происходит непроизвольное сокращение мышц стенок семявыносящих протоков, расширение их просвета, семя поступает из протоков яичка. Последующие сокращения мускулатуры выталкивают семенную жидкость, при этом мужчина испытывает ощущение оргазма.

Подробную информацию об анализе спермы читайте в статье: Спермограмма

Что происходит со сперматозоидами в половых путях женщины?

После излития (эякуляции) спермы она сначала превращается в гель. Однако вместе с самими сперматозоидами в сперме содержится сок предстательной железы (простаты). Приблизительно через 20-30минут ферменты простатического сока разжижают сперму, которая становится полностью жидкой. Сперма имеет щелочную реакцию, которая защищает сперматозоиды от воздействия нормальной кислой среды влагалища. В этот период часть наиболее «энергичных» и подвижных сперматозоидов попадают в слизь шеечного канала шейки матки. Эта слизь образует так называемое «озерцо», где происходит активация сперматозоидов. Именно те сперматозоиды, которые задержались либо в «озерце», либо в слизистой пробке шеечного канала шейки матки, впоследствии смогут участвовать в процессе оплодотворения. При этом возможны три различных варианта двигательной активности сперматозоидов:

• хорошая двигательная активность - движение сперматозоидов поступательное, прямонаправленное
• умеренная двигательная активность - движение сперматозоидов неактивное, но прямолинейное
• недостаточная двигательная активность - движение сперматозоидов маятникообразное, колебательное.

Дальнейшему продвижению сперматозоидов способствуют маточные сокращения. В шейке матки происходит процесскапацитации сперматозоидов - повышение их проникающей способности. На уровне внутреннего зева шеечного канала матки осуществляется еще один этап отбора сперматозоидов - аномальные, поврежденные, с неправильной структурой или строением, этот барьер преодолеть не могут. В железах канала шейки матки сперматозоиды могут сохраняться до недели или даже более, в среднем, около двух суток. Следующий уровень отбора «достойных» сперматозоидов находится на уровне анатомического соединения маточной трубы и полости матки. Это соединение является своеобразным резервуаром для сперматозоидов и регулирует процесс их проникновения в ампулярный отдел маточной трубы. Обычно, капацитация сперматозоидов на этом участке продолжается в течение 6-8 часов.

Как, когда и где происходит оплодотворение, имплантация плодной яйцеклетки в матку?

Процесс оплодотворения (слияние сперматозоида и яйцеклетки) происходит в ампулярном отделе маточной трубы или изредка в брюшной полости. Происходит это так: сперматозоиды окружают яйцеклетку, защищенную клетками лучистого венца, как бы продырявливают его, и лишь один сперматозоид вносит свой генетический материал в яйцеклетку. Этот единственный «избранный» сперматозоид прилипает к яйцеклетке, затем быстро проникает через прозрачную оболочку, доставляет свой генетический материал в яйцеклетку. После чего в результате химических превращений в прозрачной оболочке, она оказывается непроницаема для других сперматозоидов.

Оплодотворенная яйцеклетка движется по маточной трубе в полость матки, что обеспечивается сокращениями маточных труб под влиянием эстрогенов, прогестерона и простагландинов. Данный процесс занимает 3-5 дней. На 5-6 день от начала оплодотворения, образованное в результате слияния генетического материала от отца и матери, плодное яйцо погружается в слизистую оболочку полости матки, то есть происходит имплантация плодного яйца. Завершается процесс имплантации зародыша в стенку матки на 7 день. По периферии плодного яйца расположены особые клетки, называемые трофобласт. Трофобласт выделяет многообразные ферменты, разрушающие клетки слизистой оболочки матки и маточных капилляров. В результате чего образуются щели, в которые погружаются выросты трофобласта, и, в конечном итоге, образуется детское место - плацента. Посредством плаценты осуществляется связь растущего эмбриона с материнским организмом, как источником всего необходимого для его роста и развития.

Подробнее о зачатии ребенка читайте в статье: Зачатие ребенка

Иммунологический феномен: охрана «чужого» в «своем»

Любопытно, что описанный процесс внедрения плодного яйца представляет собой настоящую биологическую загадку, являясь уникальным феноменом с точки зрения иммунологии, так как происходит поселение в «своем» (организм матери) «чужого» (плодное яйцо).

Однако вернемся к сперматозоидам. Частота встречаемости мужского бесплодия в структуре причин бесплодия в браке составляет до 40 %. Принимая во внимание данный факт, рекомендуется начинать обследование с анализа спермы мужа. В пользу именно такой последовательности обследования партнеров также говорит большая техническая (да и экономическая) простота исследования спермы. Данный метод не является инвазивным, к тому же позволяет избавить партнершу от манипуляций, требующих от нее значительных усилий и имеющих ряд противопоказаний или даже осложнений.

О мужском бесплодии и способах его лечения читайте в статье: Мужское бесплодие


Автор: Наседкина А.Н