Биология

Сперматогенез

Сперматогенез – процесс развития, созревания и формирования мужских половых клеток. В норме этот период начинается в пубертатном возрасте и продолжается всю жизнь. Сперматогенез проходит в мужских половых железах – семенниках, это сложная трубчатая железа яйцевидной формы, которая заключена в капсулу – белочную оболочку и состоит из примерно тысячи извитых семенных канальцев, погруженных в соединительную ткань (Рис. 1).

Рис. 1. Семенники (Источник)

В соединительной ткани содержатся интерстициальные клетки, или клетки Лейдига, в семенных канальцах образуются гаметы сперматозоиды (Рис. 2), а интерстициальные клетки вырабатывают мужской гормон – тестостерон.

Рис. 2. Сперматозоиды и интерстициальные (лейдиговые) клетки (Источник)

Семенники располагаются вне брюшной полости – мошонке, где температура на 2–3 градуса ниже температуры тела, поэтому сперматозоиды созревают при более низкой температуре, чем температура тела. Более низкая температура определяется расположением семенников относительно тела и сосудистым сплетением, то есть расположением артерий и вен в семенниках, которые действуют как противоточные теплообменники. Такая температура является обязательным условием для созревания нормальных сперматозоидов. Сокращение особых мышц перемещает семенники ближе или дальше от тела, чтобы поддерживать в мошонке температуру, оптимальную для развития сперматозоидов.

Если мужчина достиг половой зрелости, но при этом семенники не опустились в мошонку, то развивается состояние, которое носит название крипторхизма, и мужчина навсегда остается стерильным. У мужчин, носящих слишком тесную одежду либо часто принимающих очень горячую ванну, формирование или образование спермиев может очень сильно снизиться и привести к бесплодию.

Фазы сперматогенеза

Сперматогенез включает в себя те же фазы, что и оогенез – фаза размножения, фаза роста и фаза созревания, за которой следует сложный процесс дифференцировки будущих гамет. Образование сперматозоидов занимает 70 суток.

Эпителий семенного канальца (Рис. 3) состоит из наружного слоя клеток зачаткового эпителия и примерно шести слоев клеток, образовавшихся в результате многократных делений клеток этого эпителия, и соответствуют последовательным стадиям развития сперматозоидов.

Рис. 3. Срез семенных канальцев (Источник)

Клетки зачаткового эпителия делятся и дают начало многочисленным сперматогониям, которые имеют округлую форму и крупное ядро. Сперматогонии содержат диплоидный набор хромосом (46), это фаза размножения.

В фазе роста сперматогонии увеличиваются в размерах и становятся сперматоцитами первого порядка, которые также содержат 46 хромосом.

Эти сперматоциты в результате первого деления мейоза образуют гаплоидные сперматоциты второго порядка, после чего претерпевают второе деление мейоза и превращаются в сперматиды. Сперматоциты и сперматиды содержат гаплоидный набор хромосом – имеют 23 хромосомы. Эта фаза носит название созревания.

В сперматогенезе (Рис. 4) выделяется еще одна фаза – фаза формирования, или спермиогенез, на которой из сперматид формируются сперматозоиды, имеющие определенное строение, хвосты сперматозоидов направлены в просвет канальца, таким образом, из одного диплоидного сперматогония формируется четыре гаплоидных сперматозоида.

Рис. 4. Сперматогенез (Источник)

Между тяжами из развивающихся клеток располагаются крупные клетки – трофические клетки Сертоли (Рис. 5), которые располагаются во всем пространстве семенного канальца, от наружного слоя до его просвета.

Рис. 5. Клетки Сертоли (Источник)

Клетки Сертоли выполняют механическую опору, защиту и питание развивающимся сперматозоидам. Все питательные вещества и кислород, которые доставляются к созревающим гаметам из окружающих семенные канальца кровеносных сосудов, проходят через клетки Сертоли. Продукты обмена, которые уже не нужны созревающим гаметам, тоже уходят через клетки Сертоли.

Заключение

Мы рассмотрели процесс образования мужских половых клеток – сперматозоидов, этот процесс носит название сперматогенез.

 

Список литературы

1. Беляев Д.К. Общая биология. Базовый уровень. – 11 издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012.
2. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Общая биология, 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005.
3. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Medbiol.ru (Источник).
2. Probirka.org (Источник).
3. Uromed.com.ua (Источник).

 

Домашнее задание

1. На какие фазы делится сперматогенез?
2. Дать определение сперматогенезу.
3. Дать определение семенникам.