Жизнь сперматозоидов внутри и вне тела. Как движутся эти клетки

Сперматозоид представляет собой половую клетку мужской особи, главное предназначение которой – оплодотворение яйцеклетки женщины. Строение сперматозоида, размеры, функционирование и форма во время его жизненного цикла вызывают живой интерес у людей. Ведь в таком маленьком резервуаре заложен весь набор информации, который будет передан от отца к его будущему ребенку.

Из каких элементов состоит мужская клетка

Размер сперматозоида настолько мал, что рассмотреть строение можно лишь при помощи хорошего микроскопа, измерение происходит в микронах. В длину он достигает 55 мкм и состоит из нескольких частей, каждая из которых выполняет свои функции:

Головка.
Шейка.
Промежуточный отдел, или тело.
Хвост.

Увеличенное в сотни раз фото сперматозоида позволяет рассмотреть его структуру. Полость головки заполнена хроматином – наследственным материалом. Иначе эту часть головки называют ядро. Информация ДНК, которая соединится с яйцеклеткой, и содержится в самой основной части мужской клетки, и эта часть – ядро. Его передний конец содержит акросому, где производится синтез ферментов, которыми будут растворены оболочки яйцеклетки. Это самая значительная форма гаметы. Размеры головки составляют: в высоту – 2,5 мкм, в ширину – 3,5 мкм, в длину – 5,0 мкм.

Шейка отличается спиралевидной формой, которая способствует функции выработки энергии, нужной для активного движения. Основная же масса энергии поступает за счет фруктозы, содержащейся в сперме в значительных количествах. Размер шейки в длину – 4,5 мкм.

Сперматозоид имеет сложное строение.

Схема строения сперматозоида включает центросому – форму, обеспечивающую работу двигательной функции хвоста. Расположена она в шейной части, за которой начинается средняя ее часть, называемая телом. Внутри нее находится так называемый скелет из микротрубочек.

Завершающую и самую подвижную часть в строении спермия называют хвостом. Он намного у́же и длиннее средней части. В длину он достигает 45 мкм. Перемещение происходит за счет кнутообразного движения хвостовой части. А его форму составляют микротрубочки: две из них – центральные и девять пар по бокам.

Ни смотря на свои микроскопические размеры, сперматозоид имеет функциональную структуру, каждый элемент которой активно участвует в процессе достижения цели.

Процесс созревания мужских клеток

Процесс образования и вызревания полноценных гамет называют сперматогенезом. Начинается он в период, когда наступает половое созревание, и продолжается всю дальнейшую жизнь. Возникает и развивается сперматозоид человека в специальной железе – яичках, которые являются частью структуры мужской половой системы мужчины.

Средний период развития спермия составляет около трех месяцев, это означает, что раз в 90 дней обновляются спермии. Сперматогенез – процесс довольно сложный, состоящий из различных этапов развития и деления.

Процесс управляется и регулируется с помощью функций гипофиза и гормонов яичек. Находясь в мужском организме, гаметы пребывают в состоянии покоя. Но во время выброса семенной жидкости к процессу подключается фермент простатического секрета, который и активирует движение.

В сперме содержится огромное количество гамет. Размеры сперматозоида настолько малы, что в одном миллилитре их может содержаться от 1.5 до 2 миллионов. Но для успешного оплодотворения количество особой роли не играет, важны их подвижность, активность и высокий процент качественных форм. При выполнении этих условий функции сперматозоида будут выполнены и достигнут результат.

Во время сперматогенеза происходит образования клеток двух форм: несущие X-хромосому или Y-хромосому. В первом случае происходит формирование эмбриона женского пола, во втором – мужского. При этом считается, что клетки, несущие X-хромосому, живут намного дольше. Этим и объясняется тот факт, что забеременеть мальчиком сложнее.

Для оплодотворения важна подвижность сперматозоидов.

Как происходит оплодотворение

Успешное оплодотворение яйцеклетки – основная функция сперматозоида, этот процесс достаточно сложный. Ооцит оплодотворяется лишь одним сперматозоидом. За возможность достичь цели первыми борьбу ведут миллионы сперматозоидов. Движение начинается сразу после попадания спермы в тело женщины. Спустя всего 2-3 часа большинство клеток гибнет, и виной тому – неблагоприятная форма влагалищной среды.

Выжившие продолжают двигаться, попадая поочередно в отдел шейки матки, а затем в матку. По пути к яйцеклетке гаметам приходится преодолевать препятствия в виде защитной слизи, которую будут разрушать ферментные соединения, содержащиеся в их головной части. Сама яйцеклетка также покрыта специальной мукополисахаридной оболочкой, которая будет разрушена в месте проникновения самого сильного спермия.

При использовании ферментов акросомы создается отверстие в оболочке, размером, достаточным для внедрения головки, при этом тело и хвост отпадают. Самый важный элемент сперматозоида человека несет половинную генетическую информацию. Слияние мужских и женских клеток завершается образованием диплоидной зиготы, содержащей 46 хромосом.

Во время эякуляции выбрасывается несколько миллионов сперматозоидов.

В конечном итоге функции яйцеклетки и сперматозоида сводятся к единой цели – успешному и здоровому оплодотворению. Поэтому наиболее значимой характеристикой для спермия является его активность. Благодаря строению и функциям сперматозоидов и яйцеклетки оплодотворение становится высоко вероятным. Наличие специфических рецепторов на внешней оболочке дает возможность распознать химические вещества, которые выделяет яйцеклетка. Функция и строение сперматозоида создают все необходимые условия для целенаправленного движения. После выброса семенной жидкости здоровые клетки, которые не погибли во влагалищной среде, продолжают движение к яйцеклетке. Это перемещение называют положительный хемотаксис.

Важно: длина сперматозоидов и их количество в сперме роли не играет. Успешному достижению цели способствует их хорошая подвижность.

Основные сведения о мужских гаметах

Скорость движения, учитывая форму сперматозоида, а особенно его размер, просто огромна. За одну минуту он способен преодолеть дистанцию в 4-5 мм. Можно представить, что это за расстояние, если его собственная длина, в переводе на миллиметры, составляет 0,055. Длина маточной трубы, в среднем, составляет 170 мм, а это значит, что для достижения цели сперматозоиду понадобится 44 минуты беспрерывного движения. Но в реальности это может занять несколько суток.

25% – такова статистика успешного оплодотворения во время выброса спермы. Это касается даже здоровых пар. Во время выброса спермы введение сперматозоида во влагалище происходит с очень большой скоростью. В среднем она составляет 70 км/ч.

По окончании этапа созревания сперматозоид может прожить в мужском организме месяц. Вне организма – около суток, на это влияют окружающие условия (температура, влажность, кислотный уровень). Сперма наполнена огромным количеством питательных веществ. Спермии занимают всего 5% всей семенной жидкости. Все оставшееся вещество в своем составе имеет элементы защитных и питательных веществ, которые должны поддерживать жизнеспособность клетки во время ее продвижения к цели.

Для того чтобы оплодотворение прошло успешно и будущий эмбрион развивался без отклонений, можно предпринять ряд мер по улучшению качества спермы. Среди них – воздержание от вредных привычек, употребление фруктов и овощей, пребывание на свежем воздухе. Не последнее место занимают контроль над весом и предпочтение в меню легкой пищи. Таким образом, все элементы строения сперматозоида будут хорошо функционировать, и клетки будут более активны.

СПЕРМАТОЗОИД (сперма + зоо... + греч. eidos — вид; синонимы — спермий, сперматозоон, живчик), зрелая гаплоидная мужская половая клетка. Открыл студент-медик Й. Гам (1680), позднее описан А. Левенгуком. Термин введён К. М. Бэром в 1827 г. Сперматозоиды образуются в результате сперматогенеза и участвуют в оплодотворении. Зрелый нормальный сперматозоид человека состоит из головки, шейки, тела и хвоста, или жгутика, который заканчивается тонкой концевой нитью.

Общая длина сперматозоида составляет около 50 — 60 мкм (головка 5 — 6 мкм, шейка и тело 6 — 7 и хвост 40 — 50 мкм). В головке находится ядро, несущее отцовский наследственный материал. На переднем её конце находится акросома, обеспечивающая проникновение сперматозоида через оболочки женской яйцеклетки. В шейке и теле расположены митохондрии и спиральные нити, являющиеся генератором двигательной активности сперматозоида. От шейки через тело и хвост отходит осевая нить (аксонема), окружённая оболочкой. Под нею вокруг осевой нити расположены 8 — 10 ещё более мелких нитей — фибрилл, выполняющих в клетке двигательную или скелетную функции.

Подвижность является наиболее характерным свойством сперматозоида и осуществляется с помощью равномерных ударов хвоста путём вращения вокруг собственной оси по направлению часовой стрелки. Продолжительность существования сперматозоида во влагалище достигает 2,5 часа, в шейке матки — 48 часов и более. В норме сперматозоид движется всегда против тока жидкости, что и позволяет ему передвигаться вверх по женскому половому тракту до встречи с яйцеклеткой со скоростью 3 мм/мин.

Известно, что в определении пола ведущую роль играют 2 половые хромосомы — Х и Y. Сперматозоиды, содержащие Y-хромосому, называются андроспермиями, Х-хромосому — гиноспермиями. Яйцеклетку может оплодотворить, как правило, только один спермий, причём, с равной вероятностью им может быть андро- или гиноспермий, в связи с чем предварительные предсказания пола ребёнка практически невозможны. Предполагают, что мальчики чаще рождаются от мужчин, в сперме которых преобладают андроспермии.

В спермограмме здорового мужчины наряду с нормальными встречаются и патологические формы спермиев, но не более 20 — 25%. Превышение этого числа может приводить к бесплодию или к врождённым уродствам плода. При патологии в эякуляте уменьшается количество сперматозоидов (олигозооспермия), может снижаться число подвижных форм (астенозооспермия). Иногда отсутствуют зрелые сперматозоиды, а встречаются лишь клетки сперматогенеза. Все сперматозоиды могут быть неподвижными или в сперме могут отсутствовать как сперматозоиды, так и клетки сперматогенеза (аспермия).

Строение и функция сперматозоида

Сперматозоид человека - это специализированная клетка, строение которой позволяет ей выполнить свою функцию: преодолеть половые пути женщины и проникнуть в яйцеклетку, чтобы внести в неё генетический материал мужчины. Сперматозоид, сливаясь с яйцеклеткой, оплодотворяет её.

В организме человека сперматозоид является самой маленькой клеткой тела (если учитывать только саму головку без хвостика). Общая длина сперматозоида у человека равна приблизительно 55 мкм. Головка составляет приблизительно 5,0 мкм в длину, 3,5 мкм в ширину и 2,5 мкм в высоту, средний участок и хвостик - соответственно, приблизительно 4,5 и 45 мкм в длину.

Малые размеры, вероятно, необходимы для быстрого движения сперматозоида. Для уменьшения размера сперматозоида при его созревании происходят специальные преобразования: ядро уплотняется за счет уникального механизма конденсации хроматина (из ядра удаляются гистоны, и ДНК связывается с белками-протаминами), большая часть цитоплазмы выбрасывается из сперматозоида в виде так называемой «цитоплазматической капли», остаются только самые необходимые органеллы.

Сперматозоид мужчины имеет типичное строение и состоит из головки, средней части и хвоста.

Головка сперматозоида человека имеет форму эллипсоида, сжатого с боков, с одной из сторон имеется небольшая ямка, поэтому иногда говорят о «ложковидной» форме головки сперматозоида у человека. В головке сперматозоида располагаются следующие клеточные структуры:

Ядро , несущее одинарный набор хромосом. Такое ядро называют гаплоидным. После слияния сперматозоида и яйцеклетки (ядро которой также гаплоидно) образуется зигота - новый диплоидный организм, несущий материнские и отцовские хромосомы. При сперматогенезе (развитии сперматозоидов) образуются сперматозоиды двух типов: несущие X-хромосому и несущие Y-хромосому. При оплодотворении яйцеклетки X-несущим сперматозоидом формируется эмбрион женского пола. При оплодотворении яйцеклетки Y-несущим сперматозоидом формируется эмбрион мужского пола. Ядро сперматозоида значительно мельче ядер других клеток, это во многом связано с уникальной организацией строения хроматина сперматозоида (см. протамины). В связи с сильной конденсацией хроматин неактивен - в ядре сперматозоида не синтезируется РНК.
Акросома - видоизмененная лизосома - мембранный пузырек, несущий литические ферменты - вещества, растворяющие оболочку яйцеклетки. Акросома занимает около половины объёма головки и по своему размеру приблизительно равна ядру. Она лежит спереди от ядра и покрывает собой половину ядра (поэтому часто акросому сравнивают с шапочкой). При контакте с яйцеклеткой акросома выбрасывает свои ферменты наружу и растворяет небольшой участок оболочки яйцеклетки, благодаря чему образуется небольшой «проход» для проникновения сперматозоида. В акросоме содержится около 15 литических ферментов, основным из которых является акрозин.
Центросома - центр организации микротрубочек, обеспечивает движение хвоста сперматозоида, а также предположительно участвует в сближении ядер зиготы и первом клеточном делении зиготы.

Позади головки располагается так называемая «средняя часть » сперматозоида. От головки среднюю часть отделяет небольшое сужение - «шейка». Позади средней части располагается хвост. Через всю среднюю часть сперматозоида проходит цитоскелет жгутика, который состоит из микротрубочек. В средней части вокруг цитоскелета жгутика располагается митохондрион - гигантская митохондрия сперматозоида. Митохондрион имеет спиральную форму и как бы обвивает цитоскелет жгутика. Митохондрион выполняет функцию синтеза АТФ и тем самым обеспечивает движение жгутика.

Хвост , или жгутик, расположен за средней частью. Он тоньше средней части и значительно длиннее её. Хвост - орган движения сперматозоида. Его строение типично для клеточных жгутиков эукариот.

Движение сперматозоидов человека

Сперматозоид человека движется при помощи жгутика. Во время движения сперматозоид обычно вращается вокруг своей оси. Скорость движения сперматозоида человека может достигать 0,1 мм в сек. или более 30 см в час. У женщины приблизительно через 1-2 часа после коитуса с эякуляцией первые сперматозоиды достигают ампулярной части фаллопиевой трубы (той части, где происходит оплодотворение).

В организме мужчины сперматозоиды находятся в неактивном состоянии, движения жгутиков у них незначительны. Перемещение сперматозоидов по половым путям мужчины (семенные канальцы, проток эпидидимиса, семявыносящий проток) происходит пассивно за счет перистальтических сокращений мышц протоков и биения ресничек клеток стенок протоков. Сперматозоиды приобретают активность после эякуляции за счет воздействия на них ферментов простатического сока.

Движение сперматозоидов по половым путям женщины является самостоятельным и осуществляется против движения жидкости. Для осуществления оплодотворения сперматозоидам необходимо преодолеть путь длиной около 20 см (цервикальный канал - около 2 см, полость матки - около 5 см, фаллопиева труба - около 12 см).

Мужская сперма - это сложное вещество, состоящее из более чем 30 различных компонентов, включающих лимонную кислоту, фруктозу, высококонцентрированный калий и такой важнейший элемент, как цинк. В состав спермы также входят сера, медь, магний, кальций, витамин С и Б12, т. е. все самые важные химические элементы для здоровья человека.Мужская сперма - это сложное вещество, состоящее из более чем 30 различных компонентов, включающих лимонную кислоту, фруктозу, высококонцентрированный калий и такой важнейший элемент, как цинк. В состав спермы также входят сера, медь, магний, кальций, витамин С и Б12, т. е. все самые важные химические элементы для здоровья человека. Кроме того, семенные пузырьки содержат 15 различных выделений предстательной железы, которые стимулируют мышечные сокращения и расширение кровеносных сосудов. Несмотря на присутствие лимонной кислоты, сперма имеет легкое щелочное свойство. Среднее количество спермы, выделяемой при эякуляции, составляет 3 грамма (чайная ложка), хотя эта величина может колебаться в диапазоне от 2 до 6 граммов. Каждый день воздержания увеличивает количество спермы на 0,4 грамма.
При эякуляции выделяется около 1 % всей накопленной спермы, поэтому мужчины с высокой потенцией могут иметь 4-6 и более эякуляций в течение нескольких часов. Семя здорового мужчины при одной эякуляции содержит около 70-80 миллионов сперматозоидов. В сперме не может содержаться кровь. Её присутствие указывает на наличие инфекции или рака предстательной железы. Сперматозоиды составляют в среднем только 3% эякулята. Остальные 97% - это секрет предстательной железы и жидкость семенных пузырьков. В первой порции эякулята содержание сперматозоидов выше, чем в последующих, и особенно в последней. Основными компонентами спермы являются сперматозоиды - мужские половые клетки. Они участвуют в оплодотворении и передают наследственную информацию от отца потомству. До прошлого века функция сперматозоидов оставалась неясной, их считали некими паразитами, средой обитания которых является сперма, отсюда и пошло их название, приблизительный перевод которого означает «звери спермы».
Сперматозоиды сильно отличаются от всех других клеток не только тем, что они напоминают по форме головастиков и способны двигаться вне организма с помощью «хвоста». Прежде всего, они имеют иное количество хромосом (особых структур, содержащих молекулы наследственной информации ДНК). Если во всех остальных клетках организма их сорок шесть, то сперматозоид, как, впрочем, и яйцеклетка, содержит половинный набор из 23 хромосом, одна из которых - половая.
Существует два типа сперматозоидов: одни содержат половую хромосому X, другие У. Слияние с яйцеклеткой У-сперматозоида приводит к рождению мальчика, а Х-сперматозоида - девочки. Исследование израильских ученых подтвердили, что пол будущего ребенка с большей вероятностью можно определить при зачатии. Считается, что У-сперматозоиды более подвижны, но имеют меньшую продолжительность жизни. Поэтому, если зачатие происходит в период овуляции, т. е. когда созревшая яйцеклетка выходит из яичника, они успевают достичь, цели быстрее, чем Х-сперматозоиды. Тогда будет зачат мальчик. И наоборот, если зачатие происходит за сутки до овуляции, то больше шансов на оплодотворение яйцеклетки Х-сперматозоидом, у которого больше продолжительность жизни. И будет зачата девочка.
Из многомиллионной армии сперматозоидов, выбрасываемых во время одной эякуляции (семяизвержения), проникнуть в яйцеклетку может только один. Оплодотворенная яйцеклетка вырабатывает особого рода защиту, не позволяющую другим сперматозоидам проникнуть в нее. Для нормального процесса оплодотворения важно не только образование достаточного количества полноценных сперматозоидов, но и определенный состав жидкой части спермы: оптимальная концентрация в ней фруктозы, ионов цинка и кальция, биологически активных пептидов и низкий уровень кислотности. На состояние этих показателей влияют уровень гормонов и радиации, действие некоторых химических веществ и даже психоэмоциональное состояние. Хвост сперматозоида движется змееобразно, изгибаясь сразу в нескольких местах. 800 раз нижняя часть хвоста должна вильнуть из стороны в сторону, чтобы сперматозоид продвинулся вперед на 1 см. Сперматозоидам необходимо провести 72 дня в яичках и 12 дней в придатках, чтобы достигнуть уровня зрелости, то есть в общей сложности почти 3 месяца. Только после этого они готовы отправиться в долгий путь к семенным пузырькам и далее к предстательной железе. Зрелые половые клетки накапливаются в придатках яичка, но не надолго. Они имеют ограниченный срок годности. Они сохраняют «свежесть» и активность менее месяца. После этого они резко стареют и вскоре погибают. Погибшие сперматозоиды разлагаются, а содержащиеся в них питательные вещества, в том числе белки, впитываются яичками.
Сперматозоидам необходимо провести 72 дня в яичках и 12 дней в придатках, чтобы достигнуть уровня зрелости, то есть в общей сложности почти 3 месяца. Только после этого они готовы отправиться в долгий путь к семенным пузырькам и далее к предстательной железе. Зрелые половые клетки накапливаются в придатках яичка, но не надолго. Они имеют ограниченный срок годности. Они сохраняют «свежесть» и активность менее месяца. После этого они резко стареют и вскоре погибают. Погибшие сперматозоиды разлагаются, а содержащиеся в них питательные вещества, в том числе белки, впитываются яичками.
Перед эякуляцией небольшая капля жидкости смачивает конец члена. Она поступает из железы Купера и дает сильную щелочную реакцию, нейтрализующую все следы кислот после мочеиспускания. Она очищает и промывает уретру, подготавливая ее к проходу спермы. В этой жидкости содержится несколько тысяч сперматозоидов. Существует теория, согласно которой это «сборная суперзвезд», готовых победить в гонке. Чтобы избежать зачатия, даже небольшая часть этой жидкости не должна попасть во влагалище, иначе сперматозоиды могут найти дорогу к яйцеклетке. Кстати при эякуляции сперма вылетает из пениса тела со скоростью 18 км в час. Мужская половая клетка развивается около 75 дней от момента возникновения. Поэтому последствия вредных воздействий могут проявляться через несколько месяцев. Некоторую относительную гарантию правильного развития половых клеток дает строгое соблюдения норм питания. Результаты научных исследований свидетельствуют, что избыточный вес у мужчин приводит к изменению уровня тестостерона и эстрогена - основных гормонов, ответственных за формирование спермы. Кроме того, при избыточном весе повышается температура яичек, которая для успешного образования сперматозоидов должна быть ниже температуры тела. По той же причине нежелательны частые горячие ванны.
Перед эякуляцией небольшая капля жидкости смачивает конец члена. Она поступает из железы Купера и дает сильную щелочную реакцию, нейтрализующую все следы кислот после мочеиспускания. Она очищает и промывает уретру, подготавливая ее к проходу спермы. В этой жидкости содержится несколько тысяч сперматозоидов. Существует теория, согласно которой это «сборная суперзвезд», готовых победить в гонке. Чтобы избежать зачатия, даже небольшая часть этой жидкости не должна попасть во влагалище, иначе сперматозоиды могут найти дорогу к яйцеклетке. Недостаточное потребление витамина С (меньше, чем 60 мг в сутки) отрицательно сказывается на состоянии спермы, и, как полагают, влияет на возникновение различных нарушений у потомства. Общеизвестными факторами риска являются табак, алкоголь и наркотики. Также весьма опасны и анаболические препараты, которыми увлекаются культуристы. Далеко не все мужчины вспоминают о здоровье своего потомства при выборе профессии. А статистика свидетельствует: у маляров, полотеров и других людей, работающих с красками и лаками, изменяется количество и качество спермы, а аномалии у их детей встречаются чаще. А, например, у жен стоматологов повышается риск выкидыша из-за того, что их мужья вдыхают испарения наркотических веществ, которые вводят пациентам. Исследования спермы и потомства специалистов, работающих на компьютерах, пока дают противоречивые результаты. И все-таки специалисты советуют и мужчинам, и женщинам, занятым на такой работе, прервать или ограничить ее по крайней мере за месяц до возможного зачатия.
Максимально подвижны сперматозоиды осенью и зимой, в это же время сперма содержит максимальную концентрацию половых клеток. Месяцы с октября по февраль ученые рекомендуют как наиболее подходящие для зачатия. Кроме того, в эти месяцы наиболее велика вероятность зачать мальчика - поскольку летом из-за жары Y-хромосомы, носители мужского генетического кода, сильно уступают в жизнеспособности женским Х-хромосомам.
Изменение процесса созревания сперматозоидов, уменьшение их числа, подвижности, наличие в них хромосомных нарушений могут стать причиной мужского бесплодия, которое, хотя и встречается несколько реже, чем женское, но требует не менее тщательного исследования и лечения.
Кроме своей прямой функции - оплодотворения яйцеклетки, сперма оказывает положительное воздействие на организм женщины, кроме, разумеется, тех случаев, когда она становится переносчиком болезней (СПИД, гепатит, венерические). Исходя из этого, гормональные контрацептивы, с одной стороны, предпочтительнее презервативов, с другой - последние остаются самым эффективным средством профилактики инфекционных заболеваний, передающихся при половом акте. У партнерши сперма может вызывать аллергическую реакцию. Аллергия проявляется в виде сыпи или длительного зуда детородных органов. Подобное случается крайне редко, чаще всего такие симптомы свидетельствуют о наличии инфекции. Не секрет, что некоторые французские производители используют для изготовления косметики сперму. Косметика эта очень эффективна и стоит недешево. Все дело в том, что в природе нет более ценного и уникального продукта, чем сперма. Косметологическая ценность спермы определяется наличием в ее составе чрезвычайно полезных веществ. Оказывается, всемирно известная виагра и некоторые другие популярные средства от импотенции не повышают активность сперматозоидов, как можно было ожидать, а тормозят ee, что отрицательно сказывается на способности к оплодотворению.
Так или иначе, сперму надо беречь. Он нее зависит ваше здоровье, здоровье ваших подруг, будущих детей. Не обделяйте сперматозоид вниманием!
© Ирина Золотова. www.afrodita.kiev.ua

Мужские половые клетки

Онтогенез

Онтогенез - процесс индивидуального развития организма от момента оплодотворения и до момента смерти.

Периоды онтогенеза

I Пренатальный - период внутриутробного развития (длительность 280 суток) ;

а) начальный (ранний эмбрион) первая неделя

б) зародышевый (эмбрион) 2 - 8 неделя, образование первой полости, органогенез и сердцебиение на 21 день

в) плодный (до конца беременности), плацентация, дифференциация тканевых структур

II Постнатальный - период развития организма после рождения;

а) ранний постэмбриональный

б) дальнейшего формирования, развития и созревания организма, его старения и смерти.

Начальный период - имеет следующие стадии:

1) зигота - начало синтеза ДНК;

2) дробление - начало синтеза всех видов РНК;

3) морула - клетки тотипотентны;

4) бластоциста - потеря тотипотентности; клетки детерминированы к образованию зародышевых или внезародышевых структур;

5) гаструла - наличие зародышевых листков и стволовых клеток.

Онтогенезу всегда предшествует прогенез, так как без образования и созревания мужских и женских половых клеток невозможно образования нового организма.

ПРОГЕНЕЗ

Прогенез - образование, развитие и созревание мужских и женских половых клеток.

Половые клетки - гаметы, в отличие от соматических, имеют гаплоидный набор хромосом. Все хромосомы гамет, за исключением одной половой, называются аутосомами, половая гоносома .

Мужские половые клетки имеют половые хромосомы X или Y.

Женские половые клетки только Х.

Дифференцированные гаметы имеют невысокий уровень метаболизма и не способны к размножению.

Мужские половые клетки - сперматозоиды (спермии), развивается в очень их несколько тысяч миллионов. Они невелики по размерам (у человека около 70мкм), обладают способностью к активному движению со скоростью 30-50 мкм/сек. Сперматозоид имеет жгутиковую форму.

ЁПроцесс образования и созревания сперматозоидов - сперматогенез.

Сперматозоид состоит из двух частей: 1) головки; 2) хвоста.

Головка сперматозоида (caput spermatozoidi) содержит небольшое плотное ядро с гаплоидным набором хромосом. Для человека характерно наличие в ядре 22 аутосомы и 1 половой хромосом (гоносомы). В зависимости от того, какую половую хромосому имеет ядро сперматозоида Х или Y, они делятся на два вида:

1) андроспермии - содержат Y - хромосомы,

2) гинекоспермии - содержат Х - хромосомы.

ЁЯдро характеризуется высоким содержанием нуклеопротаминов и нуклеогистонов . Передняя часть ядра покрыта плоским мешочком, который образует чехлик сперматозоида. На переднем полюсе чехлика располагается акросома (от греч. acros - верхушка; soma - тело). Оба образования (чехлик и акросома) являются производными комплекса Гольджи.

Акросома содержит набор ферментов, среди которых важное место принадлежит гиалуронидазе и протеазам (трипсин), которые способны растворять оболочки яйцеклетки.

Головка снаружи покрыта клеточной мембраной.

Хвост (feagellum) сперматозоида состоит из:

а) связующей части (шейка) образованной двумя центиолями - проксимальной и дистальной, от дистальной берет начало осевая нить (аксонема);

б) промежуточной части образованной двумя центральными и 9 парами периферических микротрубочек, окруженных по спирали митохондриями (митохондриальное влагалище);

в) главной части, которая по строению напоминает ресничку. Окружена тонкофибриллярным влагалищем;

г) терминальной части, которая содержит единичные сократительные филаменты.

Также как и головка, хвост покрыт клеточной мембраной

Ответы на эти и многие другие вопросы – тема сегодняшней статьи.

Какие факторы влияют на жизнеспособность сперматозоидов

Значение сперматозоидов в человеческой жизни трудно переоценить. Именно от их жизнеспособности и подвижности при стечении благоприятных обстоятельств зависит исход полового акта и зарождение новой жизни, появление малыша на свет и даже его род.

Жизненный цикл мужских сперматозоидов принято условно делить на два периода:

Рождение и созревание в родительском организме. Необходимо приблизительно 2 месяца, чтобы спермик стал взрослым, окреп и получил свой индивидуальный набор хромосом. Еще месяц он ждет момента эякуляции, потом погибает, становится неспособным оплодотворить женскую яйцеклетку.
Жизнь во внешней среде – наступает с момента оргазма, когда сперматозоид покидает родительский организм. Он или попадает в женское влагалище, где имеет шанс к оплодотворению, или гибнет на открытом воздухе.

Один раз в три месяца происходит обновление клеточного состава гамет, которое продолжается на протяжении всей жизни мужчины.

Важно знать, сколько времени сперматозоид жив и сохраняет при этом свою активность именно с момента эякуляции. В среднем продолжительность жизни колеблется от нескольких минут до нескольких суток . Все зависит от того, куда они попали – в женский организм или во внешнюю среду.

Срок жизни сперматозоидов зависит от многих факторов, основными из которых являются:

состояние репродуктивных органов мужчины и женщины, наличие или отсутствие хронических или острых заболеваний, воспалительные процессы;
температура тела мужчины или окружающей среды;
тип внешней среды, в которую они попали после секса;
воздействие света, в том числе солнечных лучей;
применение лубрикантов во время полового контакта;
показатели кислотно-щелочного баланса во влагалище. Если среда щелочная, то спермики живут дольше;
прием медикаментозных препаратов или контрацептивов;
набор хромосом конкретного сперматозоида;
индивидуальные показатели состояния спермы: количество, состав, активность половых клеток;
синтетические соединения, которые могут находиться в смазке презерватива.

Женская яйцеклетка после овуляции живет сутки. Этого времени вполне достаточно, чтобы жизнеспособный спермик достиг ее, ведь на это ему требуется всего полчаса.

Сколько живут сперматозоиды с Х и Y хромосомами

Но есть разница и в жизни сперматозоидов. И это особенно важно для пар, которые планируют ребенка и мечтают о девочке или мальчике:

На самом деле ученые пока опровергают подобные расчеты, но почему бы не попробовать?

Иногда случается и такое, что по мужской линии сперматозоиды с Y-хромосомами или с X-хромосомами всегда гибнут, имея нарушения в строении и являясь нежизнеспособными. Это связано с наследственностью, и в таких семьях из поколения в поколение рождаются либо только девочки, либо только мальчики.

Как влияет пониженная или повышенная температура на сперматозоиды

Температура мужского тела и окружающей среды, в которой он проводит достаточное количество времени, играет наиболее важную роль в том, как долго живут сперматозоиды и насколько они активны.

Наиболее благоприятной температурой тела для спермиев является температура до 37 градусов . Пара, которая планирует беременность, должна и дома жить при оптимальной комнатной температуре.

Повышенная температура

если основное рабочее время связано с условиями повышенной температуры, например, в производственном цехе или шахте, то большинство спермиев гибнут, а те, что выживают, не отличаются активностью и жизнеспособностью, почти не способны к оплодотворению;
снижение подвижности наблюдается и в летнюю жару, когда термометр показывает 38ºС выше нуля;
мужчине следует избегать ношение узкого, тесного, да к тому же синтетического нижнего белья;
любители попариться в бане и сауне должны быть настороже, ведь у них тоже могут быть проблемы с зачатием ребенка.

Пониженная температура

Воздействие низких температур на организм мужчины тоже чревато последствиями. Если мужчина длительное время находится в условиях, где четыре градуса ниже нуля, то происходит не только гибель гамет, но и дисбаланс работы половой системы в целом.

Поэтому так важно не игнорировать теплое нижнее белье во время морозов, не сидеть на холодном, не трогать руками лед и снег. Особенно в тот период, когда планируется зарождение новой жизни.

Но как же тогда заморозка спермы для банка доноров?

Ведь ее замораживают при высоких температурах, но при этом она сохраняет свои способности во время искусственного оплодотворения?

Все дело в особой технологии такой заморозки и условиях ее хранения. Процесс происходит буквально за несколько секунд так, что сперматозоиды в состоянии шока не успевают погибнуть. А вот при малейшем отклонении от определенных условий хранения они сразу теряют свои свойства и умирают.

Сколько живут сперматозоиды в женском организме

Оказавшись в женском организме, спермики ведут себя по-разному. Время их способности к оплодотворению зависит от различных факторов, связанных с состоянием женского организма, менструальным циклом, их жизнеспособностью:

во влагалище преобладает кислая среда, поддерживаемая специальными лактобактериями, под воздействием которой большинство спермиев гибнет в течение 1.5-2 часов . Остаются лишь самые сильные и подвижные. Они то и достигают шейки матки;
в шейке матки продолжительность их жизни увеличивается от 4 до 8 дней в связи с тем, что среда здесь щелочная. Они начинают двигаться гораздо активнее и через полчаса уже достигают матки и фаллопиевых труб;
в трубах во время овуляции их уже может ждать созревшая к оплодотворению яйцеклетка. Если она отсутствует, то спермии живут неделю, но свою оплодотворяющую способность утрачивают через 3-5 дней .

Срок жизни гамет напрямую зависит от состояния здоровья женского организма, в том числе и органов репродуктивной системы. Любые воспалительные процессы меняют pH среды в сторону повышения кислотности, что губительным образом действует на большинство спермиев. Наличие половых инфекций, например, хламидий, вообще оказывают цитотоксическое, убивающее действие на клетки.

Сколько живут сперматозоиды после попадания на половые органы, существует ли возможность беременности в таком случае?

Ответ на вопрос положительный. Да, можно забеременеть, даже если , так как сперматозоиды содержатся в смазке и остаются на пенисе и в уретре. И в случае их выносливости и активности они очень даже могут помочь забеременеть.

Особенно, если половой акт повторяют, предварительно не совершив необходимых гигиенических процедур, не смыв следы первого.

Сколько живут сперматозоиды в окружающей среде

Сперматозоиды в составе эякулята находятся в секрете простаты, содержащей биологически активные вещества, которые поддерживают их, питают и оказывают защитное действие от кислой среды в женском влагалище. Иммунные клетки воспринимают их, как чужеродные белки и стараются уничтожить. Поэтому легко представить себе, что происходит со спермиями, когда они оказываются во внешней среде и теряют эту защиту. Живут они в этом случае совсем недолго.

В воде

Существуют от 5 до 10 минут в составе эякулята. Оказавшись без питательной среды, спермики гибнут через секунду.

На головке члена и нижнем белье

Гибнут в течение получаса. Поэтому за это время самые активные из них при положительном стечении обстоятельств могут проникнуть во влагалище, матку и оплодотворить яйцеклетку.

Под воздействием света и солнечных лучей

Свет действует на них губительно, продолжительность жизни – не более 20 минут.

В завязанном презервативе

Около получаса, если отсутствует синтетическая спермицитная смазка. В противном случае гибнут мгновенно.

Истории о том, как женщины обманом применяли сперму из использованного презерватива, чтобы забеременеть, вполне соответствуют истине. Ввести сперму во влагалище не так сложно и долго. А некоторые из гамет вполне могут оплодотворить яйцеклетку.

На открытом воздухе

После того, как мужчина кончил вне женского организма, спермии могут существовать не более 2 часов. И даже обладая самой большой активностью, преодолев кислую среду влагалища, уже навряд ли смогут двигаться дальше.

Высокая фертильная способность мужчины предполагает выделение большого количества спермы. В этом случае гибель гамет происходит в течение последующих 5 часов.

Во рту, на руках, в слюне, в анальном отверстии , на любых участках кожных покровов и предметах быта сперматозоиды гибнут в течение 3-5 часов. И в этом случае волноваться по поводу того, может ли наступить нежелательная беременность или нет, не стоит.

На простынях и полотенце спермики гибнут, как только семенная жидкость высохнет, и риск беременности в таком случае сводится к нулю.

Многие женщины хотят знать, можно ли зачать ребенка, если собрать свежую сперму в шприц. Да, можно, но при благоприятном стечении обстоятельств, которые зависят от дня менструального цикла и чистоты спермы. Сделать это нужно сразу после оргазма в чистую чашку, а уже потом использовать ее в шприце. Через час возможность оплодотворения будет снижена в 5 раз.

Спермограмма

Этот анализ спермы сегодня очень актуален, так как значительно увеличилось число бездетных пар именно по причине мужского бесплодия, которое часто бывает связано с составом спермы, подвижностью и жизнеспособностью гамет, с их дефектами и т.д.

После трехдневного воздержания мужчина эякулирует в специальную чашку, а затем специалисты делают тест, в котором определяют:

какова форма, внешний вид и размеры гамет
их активность, то, насколько быстро они двигаются;
плотность, то есть содержание гамет в сперме, выражается в миллионах на миллилитр;
количество выделившегося эякулята, которого должно быть не более чайной ложки.

По показателям спермограммы определяют, насколько высока способность конкретного мужчины к воспроизведению потомства, сколько живут сперматозоиды, соотношение зрелых и молодых в составе эякулята.

Не забывайте, что такой анализ следует проводить в специализированных медицинских центрах при участии квалифицированных специалистов.

Как увеличить жизнеспособность гаметы

откажитесь от узкого обтягивающего белья, отдайте предпочтение свободным, так называемым семейным трусам;
не переохлаждаетесь, поддерживайте нужный температурный режим тела и окружающей среды;
откажитесь от походов в баню или сауну хотя бы за несколько недель до планируемого зачатия;
не используйте различные смазки и гели, уменьшающие срок жизни гаметы;
избегайте стрессов, старайтесь не реагировать на сложные жизненные обстоятельства депрессиями и раздражительностью.
больше отдыхайте, не забывайте, что спать нужно не менее восьми часов в сутки;
избавляйтесь от вредных привычек, особенно курения и злоупотребления алкогольными напитками;
повышайте физическую активность, не принимайте анаболики и стероиды, но при этом избегайте подъема тяжестей и профессионального спорта;
измените рацион питания, не употребляйте сою и жирные продукты, ешьте побольше овощей и фруктов, наполняйте свой организм недостающими полезными веществами;
принимайте витаминно-минеральные комплексы и иммуномодуляторы, особенно в периоды межсезонья.

Зная, сколько живут сперматозоиды, можно легко запланировать беременность или избежать ее. И даже, если ученые ошибаются, угадать пол долгожданного малыша.