Сколько клеток образуется при сперматогенезе

Сперматогене́з — развитие мужских половых клеток (сперматозоидов), происходящее под регулирующим воздействием гормонов. Одна из форм гаметогенеза.

Сперматозоиды развиваются из клеток-предшественников, которые проходят редукционные деления (деления мейоза) и формируют специализированные структуры (акросома, жгутик и пр.). В разных группах животных сперматогенез различается. У позвоночных животных сперматогенез проходит по следующей схеме: в эмбриогенезе первичные половые клетки — гоноциты мигрируют в зачаток гонады, где формируют популяцию клеток, называемых сперматогониями. С началом полового созревания сперматогонии начинают активно размножаться, часть из них дифференцируется в другой клеточный тип — сперматоциты I порядка, которые вступают в мейоз и после первого деления мейоза дают популяцию клеток, называемых сперматоцитами II порядка, проходящих впоследствии второе деление мейоза и образующих сперматиды; путём ряда преобразований последние приобретают форму и структуры сперматозоида в ходе спермиогенеза.

Сперматогенез у человека [ править | править код ]

Сперматогенез у человека в норме начинается в пубертатном периоде (около 12 лет) и продолжается до глубокой старости. Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин составляет примерно 73—75 дней [1] . Один цикл зародышевого эпителия составляет приблизительно 16 дней [2]

Сперматозоиды образуются в семенниках, а именно в извитых семенных канальцах. Просвет семенного канальца посредством образования прочных контактов между соседними клетками Сертоли делится на базальную (люминальную) и адлюминальную части. В люминальной части расположены клетки Сертоли (сустентоциты) и предшественники половых клеток (сперматогонии, сперматоциты I и II порядков и сперматиды).

Сперматогонии, лежащие непосредственно на базальной мембране извитых семенных канальцев, проходят несколько последовательных стадий митотического деления. Общее количество сперматогоний в яичке мужчины составляет около 1 млрд. Различают две основные категории сперматогоний: А и В. Сперматогонии А, которые делятся митотически, сохраняют способность к делению и поддерживают свою популяцию. Остальные дифференцируются в сперматогоний В, которые «эвакуируются» клеточными контактами сустентоцитов (образуют под основанием половой клетки новый контакт и резорбируют старый). Сперматогония В делится митотически, дифференцируясь в сперматоцит I порядка, вступающий в мейоз.

В результате первого деления мейоза образуются две дочерние клетки сперматоциты второго порядка, каждый из которых содержит гаплоидный набор (23 у человека) d-хромосом [3] . Вторичные сперматоциты расположены ближе к просвету канальца. Во втором делении мейоза образуются две сперматиды. Таким образом, в результате деления одной сперматогонии образуются четыре сперматиды, каждая из которых обладает гаплоидным набором хромосом.

В ходе сложного процесса спермиогенеза сперматиды дифференцируются в зрелые сперматозоиды. Дифференцирующиеся сперматиды лежат в углублениях плазматической мембраны клеток Сертоли. При спермиогенезе комплекс Гольджи формирует акросому, содержащую протеолитические ферменты , которые при контакте с яйцеклеткой растворяют участок её блестящей оболочки (zona pellucida).

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).

Читайте также:  Фото работы гинеколога

Секреторная активность гипофиза регулируется клетками Сертоли и клетками Лейдига. 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.

Сперматогенез — это процесс образования и созревания сперматозоидов — мужских половых клеток. Он происходит в яичках и длится в среднем 75 дней. Впервые этот процесс начинается во время полового созревания под влиянием мужских половых гормонов и продолжается до конца жизни. Для того чтобы сперматогенез протекал нормально, необходима температура около 34 °С, поэтому яички вынесены за пределы тела.

Рис. 1 — Схема сперматогенеза.

Анатомо-физиологические особенности

Яичко покрыто плотной белочной оболочкой, которая создает отходящие внутрь перегородки, формируя дольки. Внутри каждой дольки расположены от 1 до 4 семенных канальца — извитых трубочек со сперматогенным эпителием внутри. Именно там и происходит сперматогенез.

На базальной мембране — «основе» извитого канальца — сперматогенный эпителий располагается в несколько слоев, каждый из которых, по сути, отдельное «поколение» (генерация) сперматозоидов. Между ними находятся поддерживающие клетки — клетки Сертоли. Это «система жизнеобеспечения» формирующихся половых клеток. Клетки Сертоли снабжают будущие сперматозоиды питательными веществами и кислородом все время, пока происходит деление, рост и созревание сперматозоидов. Кроме того, они опосредованно регулируют сперматогенез, вырабатывая белок, переносящий тестостерон.

Стадии сперматогенеза

В процессе сперматогенеза выделяют четыре фазы:

Стадия деления

В самом крайнем ряду, у базальной мембраны, располагаются сперматогонии — мелкие округлые клетки. По сути, это стволовые клетки для будущих гамет. Часть их активно делится, «сдвигая» дочерние клетки к центру извитого канальца. На этом этапе будущие половые клетки содержат полный набор хромосом — 23 пары. Некоторые (те, что остаются у базальной мембраны) продолжают активно делиться, остальные начинают дифференцировку (формирование), превращаясь в сперматоциты первого порядка, все еще имеющие 46 хромосом.

Стадия роста

Сперматоциты первого порядка крупнее своих «прародителей», и в них идет активный обмен веществ, необходимый для подготовки к делению. Синтезируются белки, ферменты, удваивается ДНК.

Стадия созревания

На этой стадии сперматоциты первого порядка делятся дважды. После первого деления образуются сперматоциты второго порядка, имеющие 23 пары хромосом, которые сразу же делятся снова, и на этот раз каждой дочерней клетке — сперматиде — достается только одна хромосома из пары. Такое двойное деление, после которого клетка сохраняет только половинный набор хромосом, называется мейоз. В итоге из одного сперматоцита первого порядка получается 4 сперматиды. Половина из них содержит Х-хромосому, формирующую плод женского пола, половина — У-хромосому, необходимую для мужского генотипа.

Формирующиеся половые клетки по-прежнему крепко связаны с клетками Сертоли, обеспечивающими их питанием. Более того, они продолжают быть связанными и между собой мостиками из цитоплазмы. Это позволяет полноценно созреть и сформироваться клеткам, содержащим всего 23 хромосомы — количество, недостаточное для нормального существования клетки.

Читайте также:  Головная боль при климаксе

Стадия формирования

Формирование сперматозоидов из сперматид происходит в центральных рядах сперматогенного эпителия. Клетки отращивают жгутики, которые «свешиваются» в просвет канальцев. В жгутики смещается большая часть митохондрий — «энергетических станций» клетки. Именно они будут обеспечивать энергией движения «хвостика», обеспечивающие, собственно, возможность поступательного перемещения сперматозоидов, без которого сперма теряет фертильность.

А вот аппарат, обеспечивающий концентрацию ферментов — комплекс Гольджи — наоборот, перемещается к переднему концу головки, уплотняется и создает акросому. В ней содержатся ферменты, которые «растворяют» участок оболочки яйцеклетки, чтобы произошло оплодотворение. Сперматозоиды без акросомы не фертильны.

Только после созревания сперматозоидов разрывается цитоплазматический мостик, соединявший клетки, и полноценная гамета становится полностью автономной.

Зрелые сперматозоиды продвигаются в семявыносящие пути, соединяется с секретом предстательной железы, который обеспечивает подвижность и жизнеспособность сперматозоидов, и покидают организм во время эякуляции.

Гормональная регуляция сперматогенеза

Основной гормон, регулирующий темп деления сперматогоний и сперматоцитов — тестостерон. Сперматогенез — процесс крайне чувствительный к внешним воздействиям и даже субклиническое снижение тестостерона может вызвать бесплодие. Причем простое введение тестостерона не ускоряет сперматогенез, для этого приходится вмешиваться на уровне регуляторных гормонов: хорионического гонадотропина и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ). Только с помощью совместной работы этих гормонов удается восстановить фертильность.

Для производства потомства важно не только женское, но и мужское здоровье. Немалую роль в успешном зачатии играет состав мужской спермы. Научное название спермы – эякулят. Большей частью он состоит из семенной жидкости и сперматозоидов. Но есть в его составе и клетки сперматогенеза. Их количество также учитывается при проведении спермограммы. Об этой составляющей спермы и пойдет речь в нашей статье. Мы расскажем про клетки сперматогенеза, что это, их назначение и норма в анализах.

Что такое сперматогенез?

Сперматогенезом называется процесс созревания мужских сперматозоидов. Спермии – это половые мужские клетки, которые формируются в результате деятельности яичек и гормонов гипофиза. Сперматозоиды образуются из так называемых клеток-предшественников. Именно они и носят название клетки сперматогенеза.

Активный и непрерывный процесс развития спермиев из этих клеток стартует в момент полового созревания. Он продолжается до самой старости. Один полный цикл сперматогенеза протекает 75 суток.

Интересно! В течение каждого дня образуется около двухсот миллионов сперматозоидов.

Сами половые клетки формируются в семенных канальцах, имеющих извилистую форму. В каждом яичке находится около 350 канальцев. Общая протяженность всех канальцев составляет примерно 450 метров. В их центральной части находятся клеточные элементы сперматогенеза. В районе канальцевых стенок располагаются сперматогонии. Именно с них начинается формирование зрелых сперматозоидов. В каждом яичке взрослого мужчины около одного миллиарда таких клеток.

На разном этапе своего развития элементы сперматогенеза отличаются строением:

  • в базальной мембране канальцев находятся сперматогонии (это клетки с полным хромосомным набором человека);
  • из сперматогоний образуются первичные сперматоциты;
  • первичный сперматоцит делится на два вторичных сперматоцита, каждый из которых несет половину мужских хромосом;
  • в результате деления вторичного сперматоцита получаются две сперматиды (они проходят сложный процесс развития и трансформируются в сперматозоиды).

Показатели количества и видов клеток в анализах

Что такое клетки сперматогенеза, мы разобрались. Теперь пришла очередь изучить нормируемые показатели по этим элементам. Для начала отметим, что все клетки спермы, не имеющие жгутиков, называются круглыми. То есть это все остальные клеточные элементы, которые не относятся к числу сперматозоидов. Такое название они получили за то, что даже под микроскопом отличить обычные лейкоциты от незрелых клеточных элементов сперматогенеза невозможно.

Важно! К круглым клеткам спермы не причисляют эритроциты и эпителиальные клеточные элементы.

Если в эякуляте оценивают клетки сперматогенеза, норма точно не определена. ВОЗ предлагает нормируемый показатель в 5 млн. единиц на один миллилитр. Предполагается, что если это значение превышено, то в эякуляте одновременно повышено и содержание лейкоцитов. Впоследствии эту норму отменили, поскольку этот показатель бывает повышен не из-за содержания лейкоцитов, а по причине повышенного содержания предшественников спермиев.

Внимание! Норма по клеточным элементам сперматогенеза составляет 2-50 млн. единиц на один миллилитр.

Роль гормонов в сперматогенезе

Важную роль в процессе сперматогенеза играют следующие гормоны:

  • тестостерон вырабатывается клетками Лейдига, находящимися в интерстициальном слое семенных канальцев (этот гормон отвечает за деление и рост первичных спермиев);
  • лютеинизирующий гормон передней доли гипофиза участвует в стимуляции выработки тестостерона клеточными элементами Лейдига;
  • гормон фолликулостимулирующий тоже продуцируется передней гипофизарной долей, он воздействует на клетки Сертоли, которые отвечают за превращение сперматид в зрелые сперматозоиды;
  • эстрогены также важны для полноценного сперматогенеза, они получаются из тестостерона в результате стимуляции клеток Сертоли;
  • без гормона роста не происходят основные метаболические преобразования в семенниках, этот гормон отвечает за ранее деление сперматогоний.
Читайте также:  Себорея и выпадение волос у женщин

Причины нарушения выработки спермы

Довольно сложный процесс выработки спермы регулируется гормональной системой. Сбои в этом процессе не проявляются внешними симптомами и обнаруживаются только при обследовании мужчины, жалующегося на бесплодие. Для этого делается спермограмма, в которой клетки сперматогенеза подсчитываются, а их число сравнивается с нормируемыми показателями.

На процесс формирования спермы воздействуют следующие факторы:

  1. Перегревание паховой области (особенно в течение длительного времени). Именно поэтому мужчинам не рекомендуют часто ходить в сауну, одевать тесное белье из синтетики. Оптимальная температура в этой области – 32-34°С. С целью защиты от перегрева внутри тела яички располагаются в мошонке, то есть анатомически отдаленно от тазовой области и брюшной полости.
  2. К бесплодию могут привести инфекционные болезни – свинка (эпидемический паротит), крипторхизм, варикоцеле, венерические инфекции, гипогонадизм, туберкулез, опухоли гипоталамуса и гипофиза.
  3. Важен и образ жизни мужчины. Неправильное питание, курение, алкоголь, гиподинамия и хроническая усталость ухудшают сперматогенез. В итоге не только сокращается число спермиев в семенной жидкости, но и снижается подвижность сперматозоидов, а также возрастает число патологически измененных элементов.
  4. Ионизирующее облучение угнетает сперматогенез. Есть предположение, что электромагнитные волны, излучаемые сотовыми телефонами, также негативно воздействуют на процесс формирования спермиев. Поэтому не рекомендуется носить мобильный возле тазовой области.

Клетки сперматогенеза в спермограмме указываются после исследования образцов эякулята под микроскопом. Поскольку состав спермы довольно изменчивый и на него воздействует множество факторов, этот анализ считается субъективным. Повышение числа клеточных элементов в спермограмме косвенно указывает на нарушение процесса образования сперматозоидов. Но некоторые врачи считают, что этот показать не имеет существенного диагностического значения.

Adblock detector