Вклад мужчины в зачатие

Яички можно сравнить с конвейером, так как они работают без перерыва. Деятельность каждого вырабатывающего сперматозоиды семенного канальца не прекращается ни на минуту. Огромная линия конвейера неутомимо движется вперед без перекуров, перерывов на обед и ночных простоев. Когда готовый продукт сходит с линии, часть оставшихся позади клеток находится на полпути, а другая только начинает жить. На каждой стадии развития соблюдается специфический ритм и скорость движения, которые нельзя ни замедлить, ни ускорить.

Внутри яичек мужские клетки могут выполнять только небольшие движения.

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.

Крюгером и Менквельдом (1986-1990) были предложены так называемые «строгие тайгербергские критерии», основанные на морфологии «посткоитальных» сперматозоидов, т.е. сперматозоидов, выявляемых на уровне внутреннего зева матки. Предложенный этими учеными тезис состоял в том, что популяция сперматозоидов, преодолевших шейку матки и обнаруживаемых на уровне ее внутреннего зева является однородной и морфологически не сравнимой со сперматозоидами на уровне наружного зева матки. Отсюда был сделан вывод о том, что мигрировать через цервикальную слизь способны только определенные морфологические типы сперматозоидов и эта природная селекция приводит к тому, что возникает популяция сперматозоидов со значительно более высокими морфологическими характеристиками, чем первичный образец эякулята. Позднее методология эксперимента, позволившего сделать данные выводы была признана некорректной.

По окончании процесса производства далеко не все сперматозоиды выглядят «эстетически правильно» (с позиции человека). Человек, впервые увидевший сперму под микроскопом, скорее всего удивится огромному количеству «уродливых» и «кривых» сперматозоидов. У одних отсутствует жгутик, у других недоразвита головка, третьи деформированы. Пугаться не нужно: прямая связь между деформированной головкой сперматозоида и качеством генетического материала, который он несет в себе, отсутствует. Согласно критериям ВОЗ, в нормальной сперме допускается до 50% анормальных сперматозоидов; на практике, при прочих нормальных параметрах, мужчины, имеющие до 85% патологичных спермиев, могут иметь здоровых детей. 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. После выхода из канальцев яичек сперматозоиды недостаточно развиты, не в состоянии правильно передвигаться и оплодотворить яйцеклетку. Окончательное созревание спермы происходит в придатках яичка.

Придатки - это длинные, узкие канальцы, лежащие в свернутом виде над обоими яичками.

Стенки протока придатка яичка выделяют жидкость, под влиянием которой сперматозоиды обретают способность к движению. Но они еще плохо чувствуют направление, что заставляет их плавать по кругу.

Двенадцать дней длится созревание сперматозоидов в канальцах придатков, прежде чем они в достаточной степени научатся плавать. В это время чувствительнейшие мышцы, размещенные в стенках канальцев, проталкивают их вперед. Огромное расстояние, которое им приходится преодолевать, составляет около 6 м. Жидкая питательная среда служит им пищей, помогает им созреть и обрести необходимую подвижность.

Сперматозоидам необходимо провести 72 дня в яичках и 12 дней в придатках, чтобы достигнуть уровня зрелости, то есть в общей сложности почти 3 месяца. Только после этого они готовы отправиться в долгий путь к семенным пузырькам и далее к предстательной железе. Зрелые половые клетки накапливаются в придатках яичка, откуда и выводятся из организма во время семяизвержения. Накопленные в придатках сперматозоиды имеют ограниченный «срок годности» около 30 дней; если семяизвержение в течение этого времени не происходит, сперматозоиды резко стареют и вскоре погибают. Погибшие сперматозоиды разлагаются, а содержащиеся в них питательные вещества, в том числе белки, впитываются яичками.

Суммарно у человека развитие сперматозоидов происходит в течение 74 (73-75) суток; каждые сутки их образуется 100-200 млн штук, что соответствует продукции примерно 70-150 тыс. клеток в минуту или 15 000 спермиев с каждым биением сердца. Однако, в эякулят поступает значительно меньшее количество спермиев, чем то, что изначально образуется в семенных канальцах яичка, вследствие их частичной гибели в самом яичке и в семявыносящих путях.

Весь процесс формирования сперматозоида протекает при температуре, которая на 1-2°С ниже температуры внутренних областей тела. Более низкая температура мошонки частично определяется ее положением, а частично - сосудистым сплетением, образуемым артерией и веной семенника и действующим как противоточный теплообменник. Сокращения особых мышц перемещают семенники ближе или дальше от тела в зависимости от температуры воздуха, чтобы поддерживать температуру в мошонке на уровне, оптимальном для образования спермы. Если мужчина достиг половой зрелости, а яички не опустились в мошонку (состояние, называемое крипторхизмом), то он навсегда остается стерильным, а у мужчин, носящих слишком тесные трусы или принимающих очень горячие ванны, образование спермиев может так сильно понизиться, что это приведет к бесплодию. Очень низкие температуры так же прекращают выработку спермы, но не уничтожают хранящуюся.

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.

Процесс сперматогенеза протекает непрерывно на всем протяжении половой активности организма: у большинства мужчин практически до конца жизни.

В организме мужчины сперматозоиды находятся в неактивном состоянии, движения жгутиков у них незначительны. Перемещение сперматозоидов по половым путям мужчины (семенные канальцы, проток эпидидимиса, семявыносящий проток) происходит пассивно за счет перистальтических сокращений мышц протоков и биения ресничек клеток стенок протоков. Сперматозоиды приобретают активность после эякуляции за счет воздействия на них ферментов простатического сока. Во время полового акта порция спермы мужчины (2-4 мг), содержащая от 100 до 500 млн сперматозоидов, извергается в верхний отдел женского влагалища около шейки матки. У мужчины в момент эякуляции выброс спермы происходит на скорости 10-20 м/с, или 70 км/ч. В эякуляте объем самих сперматозоидов составляет всего около 5%. Остальное - это секрет семенных пузырьков, предстательной железы, бульбоуретральных желез. То есть помимо сперматозоидов в сперме содержится масса высоко и низкомолекулярных веществ, обеспечивающих сперматозоидам нормальные условия существования, источники энергии, химическую защиту от кислой среды влагалища и от иммунологической атаки женского организма, вещества для дозревания и пригодности к оплодотворению.

Для осуществления оплодотворения сперматозоидам необходимо преодолеть путь длиной около 20 см (шейка матки - около 2 см, полость матки - около 5 см, маточная (фаллопиева) труба - около 12 см) до ампулярного отдела фаллопиевой трубы, где в норме происходит оплодотворение.

Среда влагалища является губительной для сперматозоидов. Хотя семенная жидкость частично нейтрализует слабокислую влагалищную среду (pH около 6,0) и частично подавляет действие иммунной системы женщины против сперматозоидов, как правило, большая часть сперматозоидов не способна преодолеть шейку матки и погибает уже во влагалище. По критериям ВОЗ, гибель всех сперматозоидов, оставшихся спустя 2 часа после коитуса во влагалище, является нормой. Средняя продолжительность существования сперматозоида во влагалище достигает 2,5 часа, в шейке матки - 72 часа и более.

Из влагалища сперматозоиды движутся по направлению к шейке матки. Направление движения сперматозоид определяет, воспринимая кислотность (pH) окружающей среды, в направлении уменьшения кислотности. В то время как pH влагалища около 6,0, в шейке матки pH около 7,2. 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.

Тем не менее, канал шейки матки, соединяющий влагалище и полость матки также является препятствием для сперматозоидов из-за слизи, представляющей собой гидрогель из гликопротеинов и образующей слизистую пробку, имеющую пористую структуру. Размер пор и вязкость слизи зависит от уровня гормонов. К моменту овуляции размер пор увеличивается и уменьшается вязкость, что способствует прохождению сперматозоидов. Ток слизи направленный кнаружи канала и более выраженный по периферии способствует «фильтрации» полноценных сперматозоидов.

После прохождения шейки матки сперматозоиды оказываются в матке, среда которой оказывает на сперматозоиды активирующее действие (их подвижность значительно возрастает, возникает «капацитация») и в которой они могут сохранять жизнеспособность до 5 суток.

Для успешного оплодотворения в матку должно проникнуть не менее 10 млн сперматозоидов.

Из матки сперматозоиды направляются в фаллопиевы трубы, направление к которым и внутри которых сперматозоиды определяют по току жидкости. Показано, что сперматозоиды имеют отрицательный реотаксис, то есть стремление двигаться против течения. Ток жидкости в фаллопиевой трубе создают реснички эпителия, а также перистальтические сокращения мышечной стенки трубы. Большая часть сперматозоидов не может достичь конца фаллопиевой трубы - так называемой «воронки», или «ампулы», где происходит оплодотворение. Из нескольких миллионов сперматозоидов, вошедших в матку, лишь несколько тысяч достигают ампулярной части фаллопиевой трубы.

Каким образом сперматозоид человека разыскивает яйцеклетку в воронке фаллопиевой трубы остается неясным. Существуют предположения о наличии у сперматозоидов человека хемотаксиса - движения по направлению к неким веществам, выделяемым яйцеклеткой, либо фолликулярными клетками, ее окружающими. Несмотря на то, что хемотаксис присущ сперматозоидам многих водных организмов с наружным оплодотворением, у сперматозоидов человека и млекопитающих животных его наличие пока не доказано.

Наблюдения in vitro показывают, что движение сперматозоидов является сложным - сперматозоиды способны обходить препятствия и осуществлять активный поиск.

Довольно распространенным заблуждением является мнение, что для зачатия необходим всего один сперматозоид, но это не совсем так. Из примерно 500 млн сперматозоидов, выброшенных в зону шейки матки, только несколько миллионов пройдут через шейку матки, десятки тысяч попадут в фалопиевую (маточную) трубу. Для того, чтобы растворить оболочку яйцеклетки, понадобятся еще сотни сперматозоидов, которые выполнят эту задачу, но погибнут. Оплодотворение совершит тот сперматозоид, который окажется на поверхности яйцеклетки в тот момент, когда ее оболочка станет проницаемой. При этом сразу после его проникновения в цитоплазму, доступ в яйцеклетку для остальных уцелевших сперматозоидов будет немедленно закрыт.

Таким образом, побеждает не самый активный сперматозоид: победителем становится лишь тот случайный член первой когорты, кто прошел сложный 20 см путь и оказался первым после нескольких сотен более быстрых и активных товарищей, которые (в буквальном смысле) сложили свои головы, чтобы освободить ему путь.

Новорожденный ребенок имеет в миллионы раз больший шанс стать премьер-министром, чем сперматозоид, ставший причиной его рождения, имел шанс добраться до яйцеклетки и оплодотворить ее.

Проникновение конкретного (Х или Y) сперматозоида в цитоплазму яйцеклетки - явление статистическое и это, с нашей точки зрения, наиболее убедительно показывает абсурдность попыток «запрограммировать» пол будущего ребенка в условиях естественного зачатия.

Функциональная полноценность сперматозоидов = способность успешного оплодотворения ооцита и дальнейшего ее дробления in vivo сперматозоиду определяется:

- наличием и составом интактной акросомы, c помощью которой осуществляется пенетрация сперматозоидом оболочек ооцита;

- наличием и полноценностью ядра сперматозоида для переноса в ооцит генетического материала мужской гаметы;

- полноценностью центриоли зрелого сперматозоида, обеспечивающей митотические деления дробления эмбриона.

Нарушение функциональных свойств сперматозоидов при обычном светомикроскопическом исследовании в ряде случаев обнаружить невозможно. Для определения различных параметров взаимодействия сперматозоидов с ооцитом разработан ряд функциональных тестов. Среди таких тестов можно назвать акросомную реакцию, тест связывания сперматозоидов с блестящей оболочкой ооцита (HZA - hemizona assay); тест проникновения сперматозоидов сквозь блестящую оболочку ооцита; тест проникновения сперматозоидов в ооцит, лишенный оболочки; определение деконденсации хроматина ядра сперматозоида методом окраски анилиновым синим. Наряду с этими тестами для установления этиологии и патогенеза патозооспермии и для оценки функционального состояния сперматозоидов может быть применен метод ультраструктурного анализа.