Характеристика специфических особенностей сперматогенеза

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Огромное влияние на жизнь человечества в наши дни оказывают генетика и связанные с ней исследования физиологических особенностей размножения человека.

Современные люди часто не помнят или забывают о прошлом и считают, что интерес к генетике и связанным с ней вопросам возник недавно. Но можно утверждать, что интерес к вопросам размножения столь же древен, как и наш собственный биологический вид.

Размножение - основное проявление жизнедеятельности для любого вида, даже если его представители этого и не осознают.

Развитие гамет у многоклеточных животных происходит в половых железах - гонадах (греч. gone - семя). Различают два типа половых клеток: мужские (сперматозоиды) и женские (яйцеклетки). Сперматозоиды развиваются в семенниках, яйцеклетки в яичниках.

Процесс формирования половых клеток (гамет) известен под общим названием гаметогенеза. Он характеризуется рядом весьма важных биологических процессов и протекает несколько по-разному при созревании сперматозоидов (сперматогенез) и яйцеклеток (овогенез).

1. Яичко - место осуществления сперматогенеза

Яичко (лат. testis) - парная мужская железа, функцией которой является образование мужских половых клеток и гормонов.

Яички расположены в области промежности в мошонке. Они отделены друг от друга перегородкой мошонки и окружены оболочками. Поверхность каждого яичка гладкая и блестящая. Яичко имеет плотную консистенцию, овальную форму и несколько сплющенную с боков.

Строение яичка:

Снаружи яичко покрыто беловатой фиброзной оболочкой- белочной оболочкой (tunica albuginea). Под оболочкой находится вещество яичка - паренхима яичка (parenchyma testis). От внутренней поверхности заднего края белочной оболочки в паренхиму яичка внедряется валикообразный вырост соединительной ткани- средостение яичка (mediastinum testis), от которого веерообразно идут тонкие соединительнотканные перегородочки яичка( septula testis), разделяющая паренхиму на дольки яичка (lobuli testis). Дольки имею форму конуса и своими вершинами обращены к средостению яичка, а основаниями - к белочной оболочке. В яичке около 25--300 долек. В паренхиме каждой дольке 2-3 извитых семенных канальца (tubuli seminiferi contorti). Направляясь к средостению яичка, извитые семенные канальцы в области вершин долек сливаются друг с другом и образуют короткие прямые семенные канальца (tubeli seminiferi recti). Эти канальца впадают в сеть яичка (rete testis), которая расположена в толще средостения яичка. Из сети яичка начинаются 12-15 выносящих канальцев яичка( ductuli efferentes testis), направляющих в его придаток, где они впадают в проток придатка яичка.

2. Клетки семенных канальцев и их роль в сперматогенезе

Процесс сперматогенеза осуществляется в извитых семенных канальцах яичка. Внутренняя поверхность их мембран выстлана двумя видами клеток, благодаря которым недифференцированные семенные клетки размножаются и превращаются в зрелые спермин.

С 10-летнего возраста у мальчиков в семенных канальцах начинается формирование сустентоцитов. Фактически они выкармливают и вынянчивают подрастающие половые клетки, расположенные между их многочисленными цитоплазматическими отростками, направленными в просвет извитого семенного канальца. Клетки Сертоли обеспечивают своих питомцев продуктами своей секреторной активности и, наоборот, выполняют фагоцитарную функцию в отношении остатков после сперматогенеза.

Сустентоциты выполняют ряд эндокринных функций. Одна из них -- синтез эстрогеноподобного вещества ингибина, влияющего на деятельность гипофиза по принципу отрицательной обратной связи. Если при нормальном функционировании яичек ингибин угнетает продукцию сперматогенез-стимулирующего гормона(ССГ) гипофизом, то при поражении семенных канальцев и угнетении сперматогенеза продукция ингибина уменьшается, что приводит к повышенному выделению стимуляторов гипофизом. Другая инкреторная функция заключается в выработке особого андрогенсвязывающего протеина, который способствует переносу в половые клетки и закреплению в ядре важнейших мужских гормонов (тестостерона и дигидротестостерона), необходимых для созревания спермиев.

Вторым типом клеток, выстилающих внутренние мембраны семенных канальцев, являются сами первичные половые клетки, или сперматогонии.

3. Сперматогенез

Сперматозоиды образуются у человека в течении всего активного репродуктивного периода жизни мужчины. Продолжительность развития и формирования зрелых сперматозоидов из их предшественников- сперматогоний составляет около 70-75 суток. Этот процесс проходит только в извитых семенных канальцах яичка.

Развитие и дифференциация мужских половых клеток проходит в три этапа:

1) Сперматоцытогенез (размножение, рост).

Первый из них называется сперматоцытогенезом и заключается в усиленном митотическом делении сперматогонии, начиная с периода эмбрионального развития и вплоть до 11 -- 13 лет. При этом сперматогонии, как бы втиснутые между отростками сустентоцитов, располагаются ближе к основанию мембраны. По мере созревания клетки сперматогенного эпителия продвигаются к просвету канальца. В результате многочисленных митозов число сперматогоний заметно растет, и , увеличиваясь в размерах, они превращаются в сперматоциты первого порядка, каждый из которых содержит диплоидный набор хромосом 46XY.

2) Сперматогенез (созревание).

Начало второго этапа относится, таким образом, в среднем к 12-летнему возрасту. Сперматоциты первого порядка после периода усиленного размножения и роста вступают в стадию мейоза (редукционного деления). При этом из каждого сперматоцита первого порядка образуются два сперматоцита второго порядка с гаплоидным набором хромосом (22 аутосомы и 1 половая -- X или Y). Из каждого сперматоцита второго порядка путем быстрого митотического деления образуются две сперматиды. Профаза первого (мейотического) деления сперматоцита первого порядка занимает значительную часть (около 3/8) времени сперматогенеза. Второе (митотическое) деление сперматоцитов второго порядка, приводящее к образованию сперматид, происходит довольно быстро. В конечном итоге из одного сперматоцита первого порядка возникают четыре сперматиды, содержащие наполовину уменьшенный гаплоидный набор хромосом. Полное формирование сперматогенеза происходит к 16 годам, когда происходит образование сперматид из сперматоцитов второго порядка.

3) Спермиогенез (формирование).

Третий этап формирования мужских половых клеток заключается в том, что сперматиды захватываются цитоплазматическими выростами сустентоцитов, в цитоплазме которых происходит развитие и созревания спермиев, или сперматозоидов. Сперматида удлиняется, ядро ее эксцентрично смещается. Из части цитоплазмы формируется шейка и вырастает жгутик спермия, который приводится в движение благодаря множеству митохондрий. Под тончайшей мембраной расположена осевая нить спермия, построенная микротрубочками. В передней части головки под мембраной стараниями неутомимых сустентоцитов создается небольшая полость акросома, наполненная весьма агрессивными ферментами нападения -- гиалуронидазой и протеазами. Морфологические изменения в сперматиде, включающие перестройку ядра и цитоплазматических элементов и завершающиеся образованием спермиев, также занимают около 3/8 времени герминативного цикла. После распада цитоплазматических выростов сустентоцитов спермии освобождаются, выходят в просвет канальцев и накапливаются на придатке яичка, где происходит их дозревание.

Время, необходимое для превращения первичной клетки в спермин, занимает у человека около 70--75 дней.

4. Характеристики эякулята

семенной сперматогенез яичко половой

Мужская сперма - органическая жидкость, представляющая собой сложное вещество, которое состоит более чем из 30 компонентов.

В химический состав спермы входят следующие важные для здоровья человека элементы:

· лимонная кислота;

· фруктоза;

· цинк;

· калий высокой концентрации;

· сера;

· медь;

· кальций;

· витамины С, Б12 и др.

Сперма обладает щелочным свойством, несмотря на содержание лимонной кислоты. Поэтому бытует мнение о спринцевании слабокислым раствором как о способе контрацепции. Но такой метод не надежен.

Сперма состоит из двух основных частей:

1) семенная плазма (образуется из секреции предстательной железы, выделений яичек и протоков семенной железы);

2) форменные элементы (сперматозоиды или первичные половые клетки яичек).

Семенная плазма.

В состав семенной жидкости входит комплекс специфических химических веществ и элементов, которые находятся и в других тканях организма, однако в значительно меньшем количестве. Основными составляющими семенной плазмы являются: белки, жиры, углеводы, ферменты, гормоны, минералы и другие вещества.

Несколько фактов:

Ш Креатин в значительной концентрации содержится в семенной жидкости и находится во взаимной зависимости концентрации креатинфосфокиназы - специфического фермента, который сохраняет свою активность в пятнах семенной плазмы длительное время. Именно это свойство используется в судебной медицине для распознания семенной жидкости.

Ш В норме количество фруктозы в семенной жидкости составляет 1-5 мг/мл. Более высокие показатели свидетельствуют о наличии сахарного диабета, а более низкие - о заболевании предстательной железы.

Ш Жирные кислоты, или простагландины, играют важную роль в плодотворной функции мужского организма. Простагландины обладают свойствами понижать артериальное давление, стимулировать гладкую мускулатуру, оказывать защитное воздействие на слизистую оболочку и кожу.

Объем эякулята в среднем от 2 до 5 мл. В 1 мл содержится не менее 20 млн сперматозоидов, причем около 50% из них должны быть подвижны.

5. Немного о мужском бесплодии

Существуют две основные формы мужского бесплодия - секреторная и обтурационная. При секреторной форме нарушено образование сперматозоидов в извитых канальцах яичек, при обтурационной имеется препятствие на их пути к мочеиспускательному каналу.

Секреторная форма мужского бесплодия.

При этой форме яички не производят достаточного количества сперматозоидов, необходимого для достижения и оплодотворения яйцеклетки, или у сперматозоидов нарушена подвижность, или же большинство сперматозоидов имеют дефекты строения.

Наиболее распространенным заболеванием, приводящим к нарушению продукции сперматозоидов, является варикозное расширение вен яичка, или варикоцеле. При этом заболевании чрезмерно расширенные яичковые вены не в состоянии дать полноценный отток крови из яичка, в результате чего развивается ее застой, нарушается кровоснабжение ткани яичка и угнетается его функция.

Схожие явления возможны при водянке яичка. При этом заболевании в мошонке скапливается значительное количество жидкости, которая сдавливает яичко. При длительном отсутствии лечения это сдавление может привести к нарушению кровоснабжения ткани яичка, что в итоге может закончится таким неблагоприятным исходом. Аналогичный результат может дать паховая грыжа.

Нередко приводящим к такому же результату, является эпидемический паротит, или, проще говоря, свинка. Вирус, вызывающий это заболевание, имеет обыкновение поражать разные железы организма. Почти всегда начинается воспаление слюнных желез. В процесс вовлекаются и половые железы, особенно яички у мальчиков. Если воспаление яичек было достаточно сильным, а необходимое лечение оказано не было, возможно значительное нарушение их функции.

Стоит также отметить угнетающее действие на функцию яичек высоких температур. Это актуально не только для сварщиков и кочегаров, но и для любителей попариться в сауне или принять горячую ванну. Такие процедуры лучше заканчивать прохладным душем или хотя бы дать телу остыть перед одеванием, если вам не безразличен этот вопрос.

Снижение количества сперматозоидов могут также вызвать такие факторы, как затянувшийся стресс, недостаток содержания белков и витаминов в пище, неблагоприятные экологические факторы, хроническое недосыпание, злоупотребление сигаретами, алкогольными напитками, наркотиками.

Обтурационная форма мужского бесплодия.

При этой форме бесплодия продвижение сперматозоидов по семявыносящим путям с одной или обеих сторон становится невозможным. При одностороннем нарушении проходимости в сперме наблюдается снижение количества сперматозоидов, при двухстороннем - их полное отсутствие.

Чаще всего это развивается в результате перенесенного эпидидимита - воспаления придатка яичка. После стихания воспаления протоки придатка яичка склеиваются или закупориваются, в результате чего ни один сперматозоид из яичка не может попасть в семенные пузырьки.

К такому же результату могут привести и травмы яичек или паховых областей, особенно оставшиеся без осмотра и лечения доктором.

Нередко непроходимость семявыносящих путей развивается в результате случайного повреждения их во время операции на органах малого таза - мочевом пузыре, мочеточниках, прямой кишке и др. Встречаются случаи сдавления семявыносящего протока кистой или опухолью придатка яичка.

Заключение

Сперматогенез - это сложный процесс развития половых клеток мужчины (сперматозоидов), происходящий в извитых семенных канальцах яичка.

В сперматогенезе участвуют 2 вида клеток: сустентоциты и сперматогонии. Сустеноциты обеспечивают сперматогонии питанием и выполняют регуляторную функцию.

Сперматогенез проходит в 3 фазы: сперматоцытогенез ( размножение, рост), сперматогенез (созревание) и спермиогенез ( формирование). Во время первой фазы из сперматогонии путем митотических делений и роста образуется сперматоцит первого порядка. Во второй фазе после двух мейотических делений сначала образуется сперматоцит первого порядка , а потом - сперматид. В Третьеф фазе происходит формирование сперматозоидов.

Эякулят состоит их двух частей: семенной плазмы и форменных элементов.

Мужское бесплодие составляет 40% от причин бесплодия в паре. Существует две формы мужского бесплодия- секреторная и обтурационная. При секреторной форме нарушено образование сперматозоидов в извитых канальцах яичек, при обтурационной имеется препятствие на их пути к мочеиспускательному каналу.

Размещено на Allbest.ru