Мужчины могут быть не менее любопытны, чем женщины. Поэтому некоторых из них очень интересует устройство собственного организма, а особенно самых важных его органов. Смелые в таком случае становятся врачами, а остальные просто почитывают необходимую литературу. Самыми главными вопросами остаются: Где образуется сперматозоид? Как он выглядит? Сколько живет? И как движется? Попробуем ответить на них так, чтобы было понятно каждому.
Определение
Прежде чем отвечать на вопрос, где образуется сперматозоид, нужно понять, что он из себя представляет. Сперматозоид – это половые клетки животных и человека. Как правило, эти клетки способны активно двигаться, что жизненно необходимо для того, чтобы добраться до яйцеклетки и оплодотворить ее.
По сравнению с женской половой клеткой, сперматозоиды маленькие, юркие, и их одновременно в организме созревает большое количество (в отличие от яйцеклетки, которая одна является венцом тридцатидневной работы эндокринной системы женщины).
Строение этой половой клетки указывает на то, что у всех животных и грибов был общий предок – одноклеточный организм. Традиционно, любые мужские половые клетки, даже у растений, принято называть сперматозоидами, хотя к ним применимо и определение «спермии», а также антерозоиды.
Сперматозоиды у животных
Как это ни странно, но животные не сильно отличаются от человека в вопросе строения и функции половых клеток. Где образуется сперматозоиды? Как они выглядят? Есть какие-нибудь принципиальные изменения?
Обычный животный сперматозоид имеет головку, промежуточную часть и хвост (или жгутик). В головке, традиционно, располагается ядро, в котором находится половинный набор хромосом. Помимо генетической информации, в головке есть ферменты для внедрения в яйцеклетку и центриоль. В промежуточной части, она же шейка, расположена большая митохондрия, которая обеспечивает энергией жгутик и поддерживает его движение.
Исключениями из представленного выше образца являются некоторые виды аквариумных рыбок, чьи сперматозоиды имеют по два жгутика. Так же это относится к ракообразным (у них может быть от трех и более «хвостиков» у половых клеток). А вот круглых червей эволюция обидела на подвижные клетки – во всем его теле нет ни одной реснички или жгутика. Половые клетки этих животных имеют пластичную клеточную стенку, что позволяет передвигаться при помощи ложноножек. У тритонов на сперматозоиде присутствует плавник. Но вариации бывают не только у хвостов, но и у головок. Если у человека они эллипсоподобные, то вот мыши и крысы могут похвастаться крюкоподобной формой.
Размеры половых клеток у мужчин крайне малы – от десятков до сотен микрометров. Такой разброс никак не связан с размерами взрослой особи.
Открытие сперматозоидов
Перед тем как ученые задумались над вопросом «Где образуется сперматозоид?», они и понятия не имели, что существуют специальные клетки, участвующие в размножении человека и животных. Да и вообще о строении живых тканей имели весьма отдаленное представление.
Революция в науке произошла в середине семнадцатого века, когда голландец Антуан Левенгук изобрел микроскоп и стал рассматривать в него различные предметы: пыльцу, листья и лепестки растений, кожу человека и животных и многое другое. В 1677 году дошло дело и до половых клеток. Им была описана яйцеклетка и сперматозоид, которого он назвал «семенной зверек».
Как и любой ученый, Левенгук сначала ставил все эксперименты на себе, поэтому первыми были описаны сперматозоиды человека, а уже потом других животных. Мысль о том, что эти «зверьки» участвуют в зачатии, быстро пришла в голову Антуана, о чем он не преминул сообщить в Британское научное общество.
Но эта гипотеза была отвергнута, и еще сто лет сперматозоиды считали паразитами в мужском теле, ни имеющими никакого отношения к оплодотворению. Только в начале девятнадцатого века итальянец Спалланцани доказал правдивость этой теории.
Строение
Если не учитывать длину жгутика, то сперматозоид является самой маленькой клеткой в человеческом организме, около 55 микрометров. Такие маленькие размеры позволяют ему быстро передвигаться в полости матки и достигать яйцеклетки.
Для того чтобы быть еще меньше, в процессе образования сперматозоидов, они проходят ряд преобразований:
- ядро становится более плотным за счет конденсации генетического материала;
- цитоплазма отделяется в отдельную «цитоплазматическую каплю»;
- остаются только те органеллы, которые жизненно необходимы клетке.
- Головка сперматозоида имеет форму эллипса, сплюснутого с боков. Иногда она может быть вогнута с одной стороны, и тогда можно говорить о ложковидной форме. В головке находятся:
- ядро, имеющее гаплоидный набор хромосом. Это необходимо, чтобы после слияния двух половых клеток общие количество генетической информации равнялось таковой в соматических клетках, иначе плод не выживет или будет иметь уродства. Из-за сильного «сжатия» хроматина он находится в неактивном состоянии и не может синтезировать РНК.
- акросома – это эволюционно измененный аппарат Гольджи, он необходим для того, чтобы головка сперматозоида могла попасть в яйцеклетку.
- центросома – органелла, которая поддерживает «скелет клетки» и обеспечивает движение хвостовой части. - Средняя часть или шейка – это сужение между головкой и хвостом. В ней располагается митохондрия, которая вырабатывает энергию для движений жгутика.
- Хвост или жгутик – тонкая подвижная часть сперматозоида. Совершает вращательные поступательные движения, позволяющие клетке достичь цели.
Функция
Способ и место образования сперматозоидов тесно связаны с его функциями. И сама главная из них – это проникновение в яйцеклетку и оплодотворение. Для выполнения этой функции природа предусмотрела подвижность, массовость и химическую «привлекательность» сперматозоидов.
Женский и мужской организмы предназначены для воспроизведения себе подобных, поэтому они совместимы физически, химически и генетически. Если мужчина заботится о своем здоровье, не имеет вредных привычек, вовремя сделал все прививки (особенно от эпидемического паротита), то его половые клетки будут готовы выполнить свою функцию в любой момент.
Движение
Образование сперматозоидов у мужчин связано, в том числе, с формированием жгутика, который помогает клетке двигаться. В процессе движения половая клетка вращается вокруг своей оси со скоростью 0,1 миллиметра в секунду. Это больше тридцати сантиметров в час. Им нужно преодолеть расстояние более 20 см. Где-то через пару часов после полового акта, сперматозоиды достигают маточных труб, и (если там есть яйцеклетка) происходит оплодотворение.
Внутри мужского организма сперматозоиды практически не двигаются, они не активны и пассивно перемещаются по семенным протокам вместе с семенной жидкостью ввиду перистальтических сокращений протоков и движения ресничек.
Продолжительность жизни сперматозоидов
Ученые вместе с физиологами пытались разобраться с вопросом, где образуются сперматозоиды и почему они периодически обновляются? Выяснилось, что весь процесс созревания половых клеток занимает более двух месяцев, но их получается большое количество. За счет этого мужчины не имеют недостатка в генетическом материале.
Жизнеспособность сперматозоидов сохраняется только в течение месяца, при этом им необходимы правильные условия:
- температура не выше 32 градусов по Цельсию;
- отсутствие воспалительных заболеваний.
А вне мужского организма, клетки сохраняют свою подвижность на срок до суток. Внутри матки это время может продлеваться до трех дней.
Что такое сперматогенез?
Сперматогенез – это образование сперматозоидов, происходящее под неусыпной регуляцией эндокринной системы организма.
Все начинается с клеток-предшественников, которые после нескольких делений приобретают вид взрослого сперматозоида. В зависимости от вида животных процесс созревания сперматозоидов может отличаться. Так, например, у хордовых в эмбриональном периоде закладываются специальные клетки, которые мигрируют в зачатки половых желез и формируют пул клеток, который в последующем станет сперматозоидами.
Сперматогенез у человека
Способ образования сперматозоида у человека ничего не отличается от такового у других позвоночных животных. Процесс начинается в момент полового созревания (с 12 лет) и продолжается практически до 80-ти лет.
По одним источникам, цикл созревания сперматозоидов продолжается 64 дня, по другим – до 75 суток. Но смена канальцевого эпителия (являющегося субстратом для половых клеток) происходит не реже, чем раз в 16 дней.
Весь процесс происходит в извитых семенных канальцах яичка. На базальной мембране канальцев располагаются сперматогонии, а также сперматоциты первого и второго порядков, который потом дифференцируются в зрелую клетку. Сначала клетки-предшественницы проходят несколько циклов деления митозом, а когда их набирается достаточное количество, переходят на мейоз. В результате этого последнего деления образуются два дочерних сперматоцита, а затем еще две сперматиды. Каждая из этих клеток обладает половинным набором хромосом и может оплодотворить яйцеклетку.
