Строение и развитие мужских половых клеток

гаплоидный набор хромосом;
тотипотентность (способность формировать любые (все) органы и ткани организма);
изменённое ядерно-плазменное отношение: пониженное у яйцеклеток (объём цитоплазмы увеличен вследствие накопления питательных веществ) и высокое у сперматозоидов (из-за малого количества цитоплазмы);
различный уровень метаболизма: яйцеклетка находится в состоянии депрессии, а у сперматозоидов нормальный метаболизм и вовсе исключается;
высокая степень специализации (жгутик, оболочки яйцеклеток);
отсутствие способности к неиндуцированному митозу.
Отличия половых клеток от соматических:
Первичные половые клетки
Закладка половых клеток происходит на ранних этапах эмбриогенеза экстрагонадно. С момента отделения от линии соматических клеток и до вселения в гонаду это первичные половые клетки (ППК). Мужские и женские ППК неотличимы. Различия в их строении становятся заметными лишь при дифференцировке половой железы.

Строение спермия:
гаплоидное ядро – содержит генетический материал;
двигательная система – перемещение спермия;
акросома – используется при оплодотворении.
Ферменты акросомы: гиалуронидаза (растворяет блестящую оболочку яйцеклетки) и трипсин (нарушает целостность фолликулярной оболочки).
1
3
2
5
4
А
Я
Ц
М
Ан
1 – акросома; 2 – головной колпачок; 3 – ядро; 4 – цитоплазма; 5 – проксимальная центриоль; 6 – осевые нити; 7 – дистальная центриоль
головка: акросома (А), ядро (Я)
шейка: центриоли (Ц)
промежуточный отдел: митохондрии (М)
хвост (главный, 4, и концевой, 5, отделы): аксонема (Ан) и дуплеты микротрубочек.
Части спермия:

Строение жгутика спермия:
аксонема – двигательная основа. Начинается от дистальной центриоли.
2 центральные и 9 пар периферических фибрилл, связанных спицами;
митохондриальная спираль – 12–15 витков митохондрий;
Белки аксонемы:
тубулин – образует микротрубочки;
динеин – АТФ-аза.
Отсутствие динеина (синдром Картедженера): стерильность мужских особей, по-дверженность респираторным инфекциям, 50 % вероятность situs inversus totalis.
поперечный срез
Б – строение аксонемы (2+9)
В – расположение тубулина (13+11)
Скорость движения 2–5 мм/мин. Реотаксис – движение против тока секрета. Направление движения: вперед вверх или вниз, вращение вокруг собственной оси.
сборка
разрушение
тубулин
Mov_2

Строение семенников:
Семенник – парный дольчатый орган, который разделен на дольки (250-300 в каждом) за счет ответвлений, отходящих от белковой оболочки семенников.
В каждой дольке 3–4 извитых канальца (50 см в длину и 200 мкм в диаметре) в которых происходит сперматогенез.
Путь семенной жидкости: извитые семенные канальцы – прямые семенные канальцы – сеть семенника – 10–20 выносящих канальцев – выносящий каналец придатка – семявыносящий проток – мочеиспускательный канал.
схема строения
Сперматогенез человека - 70 дн.
На 1 г веса яичка образуется 107 спермиев в сутки.
Длительность жизни спермия половых путях женщины 1–3 дня .

Строение извитого семенного канальца (1):
интерстициальное пространство – вырабатывающие тестостерон клетки Лейдига, кровеносные и лимфатические сосуды, нервные волокна.
соединительно-тканная основа;
слой клеток Сертоли – опора, питание, упорядочение. Непролиферируют, фо-рмируют гемато-тестикулярный барьер, продуцируют антимюллеровский гормон
половые клетки (сперматогенный эпителий).
Сперматогенный эпителий:
сперматогонии
сперматоциты I порядка
сперматоциты II порядка
сперматиды
сперматозоиды
При сперматогониальных деле-ниях цитогенез не доходит до конца и формируется синцитий. Клетки сообщаются посредст-вом цитоплазматических мости-ков (фузом).

Строение извитого семенного канальца (2):
схема строения
Объектив х 40
Объектив х 100
Представлена схема строения извитого семенного канальца человека и микропрепарат извитого семенного канальца крысы (разные увеличения).

Стадии сперматогенеза:
Стадия размножения. Деление ППК и образование сперматогониев А1 (ство-ловая клетка). Самопроизводство А1 и образование сперматогониев А2, затем А3, А4 и промежуточных сперматогони-ев, митоз которых приводит к образова-нию сперматогониев В.
Стадия роста. Профаза мейоза в сперматоците I порядка.
Стадия созревания. Два последова-тельных делениях мейоза. В результате первого деления из сперматоцита I по-рядка образуются 2 сперматоцита II по-рядка. Из них в результате второго де-ления образуются 4 сперматиды.
Стадия формирования. Спермати-ды преобразуются в сперматозоиды (спермиогенез).
Длительность сперматогенеза человека – 74 дня. Скорость образования: 100 млн/час

Генетическая схема сперматогенеза:
А – стадия размножения; Б – стадия роста; В – стадия созревания;
Г – стадия формирования
Стадия размножения. Сперматогони-альные митотические деления. Их число невелико (1–14) и генетически детермини-ровано.
Стадия роста. Сперматоциты растут, в ядрах идет редупликация ДНК, образуют-ся тетрады хромосом.
Стадия созревания. В сперматоцитах I порядка диплоидное число хромосом, в сперматидах – гаплоидное. При оплодо-творении происходит соединение ядер-ного материала мужской и женской поло-вых клеток. Зигота несёт диплоидный набор хромосом.
Стадия формирования. В ходе спер-миогенеза не происходит количествен-ного изменения числа хромосом или ДНК.

Стадия формирования
Ядро уплотняется, хроматин конденсируется и становится генетически инертным.
Перемещение органелл клетки: аппарат Гольджи уплотняется, прижимается к ядру и формирует акросому. Центриоли смещаются на противоположный от неё полюс, располагаясь одна ближе к ядру, другая дальше.
Из дистальной к ядру центриоли начинает расти жгутик. Вокруг основания жгутика в виде спиралей располагаются митохондрии. Проксимальная центриоль участвует в формировании веретена первого деления дробления.
Цитоплазма отторгается, зрелый сперматозоид практически ее лишен.

Нейрогуморальная регуляция сперматогенеза
Гипоталамус: гонадотропин (гонадотропин-рилизинг-гормон). Декапептид.
Гипофиз: лютеинизирующий (лютропин, ЛГ) и фолликулостимулирующий (фоллитропин, ФСГ) гормоны. Оба – гликопротеины.
клетки Лейдига: андрогены (тестостерон, 4-10 мг/день), эстрогены (17 β-эстрадиол). Стероидные гормоны.
клетки Сертоли: 5 α-дигидротестостерон, 17 β-эстрадиол (оба стероиды) , андрогеновый рецептор, андроген-связывающий белок, ингибины, активины, антимюллеровский гормон, окситоцин (все – пептиды).
Семенная жидкость содержит фруктозу, простагландины, фибриноген (питание гамет и коагуляция спермы), даёт щелочную реакцию, обеспечивающую подвижность спермиев. Образуется в семенных пузырьках, простате, бульбо-уретальных железах под действием тестостерона.