Анатомия яичек – фабрики сперматозоидов
Яички расположены в мошонке, которая вынесена за пределы полостей человеческого тела. Кожа мошонки обильно снабжена потовыми железами для предотвращения перегревания. Яички имеют в своем распоряжении мышечный аппарат, который позволяет поднимать тестикулы в брюшную полость (например, при понижении температуры окружающей среды, особенно при резком охлаждении). Спермограмма – это анализ спермы, при котором учитываются определенные показатели спермы. Сперма – это секрет половых желез (простаты, семенных пузырьков), в котором располагаются сперматозоиды. Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенез. Рассмотрим подробнее весь механизм образования и созревания сперматозоидов.
Сперматогенез представляет собой непрерывный процесс, начинающийся в период полового созревания и заканчивающийся в глубокой старости, если не происходит его нарушения под действием какого-либо заболевания или иного вредного воздействия. Сперматогенез осуществляется в мужских половых железах – тестикулах (яичках).
ждении). Оба эти явления хорошо знакомы мужской части населения. Данные защитные механизмы осуществляются рефлекторно при участии вегетативной нервной системы, то есть не зависят от сознательной воли человека. Яички имеют овальную форму, слегка сплющены с боков, при нормальном развитии у мужчин зрелого возрасти становятся размером со сливу. Левое яичко всегда немного больше правого и располагается в мошонке ниже правого. Данное явление связано с анатомическими особенностями кровеносных сосудов, которые кровоснабжают левое и правое яичко. Таким образом, опасения некоторых подростков и части взрослых мужчин относительно асимметрии размеров и расположения яичек, напрасны.
Развитие сперматозоида
Какие же факторы приводят к нарушению сперматогенеза? Как мы уже говорили, это избыток тепла (как внешнего, так и внутреннего), длительная лихорадка, чрезмерно частое посещение сауны или бани с парилкой с высокой температурой, прием горячих ванн. Также отрицательное влияние на сперматогенез оказывают различные токсические химические вещества, ионизирующее излучение, электромагнитные волны, стресс, гипокальциемия, застойные явления в малом тазу, нарушение кровообращения в мошонке (длительное нахождение в положении сидя – у спортсменов-велосипедистов, профессиональных водителей, работников офисов), ношение слишком узкого нательного белья (трусов), переохлаждение органов таза (сидение на холодных предметах), инфекционные заболевания половой сферы (простатит), эндокринные заболевания (сахарный диабет, нарушение функции щитовидной железы).
Прием антибактериальных и сульфаниламидных препаратов, казалось бы, таких безобидных, как например, сульфасалазин, фурадонин, длительный прием транквилизаторов, антидепрессантов, алкоголя, табакокурение, кокаиновая наркомания, каннабизм (курение продуктов индийской конопли – марихуаны, гашиша), психические воздействия (сильный страх, например) – все эти факторы также нарушают нормальный ход созревания сперматозоидов.
Подробную информацию о простатите читайте в статье: Простатит
Из чего состоит сперма?
Зрелый сперматозоид состоит из головки, тела и хвоста. Семявыносящие протоки каждый со своей стороны проходят в брюшную полость в составе семенного канатика, через паховый канал почти до мочевого пузыря, где располагаются семенные пузырьки, выделяющие белковый секрет, способствующий большей подвижности сперматозоидов, окутывая их своеобразной защитной оболочкой. Дальше семявыносящие протоки проходят через предстательную железу (простату), которая имеет форму каштана.
Простата вырабатывает секрет, способствующий усилению подвижности сперматозоидов. Свойство подвижности сперматозоидов обеспечивается большим числом ферментов и биологически активных веществ. Семявыносящие протоки впадают в мочеиспускательный канал, в него же впадают протоки куперовых желез, выделяющие свой секрет перед эякуляцией. На пике сексуального возбуждения происходит непроизвольное сокращение мышц стенок семявыносящих протоков, расширение их просвета, семя поступает из протоков яичка. Последующие сокращения мускулатуры выталкивают семенную жидкость, при этом мужчина испытывает ощущение оргазма.
Подробную информацию об анализе спермы читайте в статье:
Иммунологический феномен: охрана «чужого» в «своем»
Любопытно, что описанный процесс внедрения плодного яйца представляет собой настоящую биологическую загадку, являясь уникальным феноменом с точки зрения иммунологии, так как происходит поселение в «своем» (организм матери) «чужого» (плодное яйцо).
Однако вернемся к сперматозоидам. Частота встречаемости мужского бесплодия в структуре причин бесплодия в браке составляет до 40 %. Принимая во внимание данный факт, рекомендуется начинать обследование с анализа спермы мужа. В пользу именно такой последовательности обследования партнеров также говорит большая техническая (да и экономическая) простота исследования спермы. Данный метод не является инвазивным, к тому же позволяет избавить партнершу от манипуляций, требующих от нее значительных усилий и имеющих ряд противопоказаний или даже осложнений.
О мужском бесплодии и способах его лечения читайте в статье: Мужское бесплодие
Затем начинается деление и развитие будущего организма из этой единственной клетки, образовавшейся в результате соединения яйцеклетки и сперматозоида. Процесс оплодотворения изображен очень схематично, однако важно, что две половинки хромосомного набора соединились, как половинки любящих сердец. В действительности эти процессы довольно сложны и подвергаются очень тонкой регуляции. Регуляция процессов оплодотворения построена с многократной системой защиты и подстраховок, однако, и они бывают уязвимы.
Во время эякуляции сперматозоиды, вышедшие из хвоста придатка яичка, смешиваются с секретами различных добавочных желез в определенной последовательности и попадают в область наружного отверстия цервикального канала и заднего свода влагалища. Сперматозоиды первой порции эякулята характеризуются существенно лучшей подвижностью и выживаемостью, чем сперматозоиды последующих порций. Большинство сперматозоидов проникает через слой шеечной слизи в течение 15-20 мин после эякуляции. Способность к миграции через границу между семенной жидкостью и шеечной слизью во многом зависит от специфического характера движений сперматозоида.
После проникновения сперматозоидов в шеечную слизь дальнейшая их селекция основана на отличии характера движения нормальных и анормальных клеток. Она начинается и модифицируется в дальнейшем после появления внутри слоя шеечной слизи первого сперматозоида. Чувствительность шеечной слизи к проникновению в нее сперматозоидов циклична: она повышается за 4 дня до начала овуляции и резко снижается после ее завершения. Максимальную чувствительность регистрируют в день достижения пиковой концентрации ЛГ и за день до этого. В полость матки сперматозоиды проникают через внутреннее отверстие цервикального канала за счет собственной подвижности. Отсюда они попадают к месту оплодотворения в ампуле фаллопиевой трубы или в самой трубе.
Эксперименты на крысах и кроликах показали, что сперматозоиды, попадающие в женские половые пути, сначала неспособны к проникновению в яйцеклетку. Для этого им необходимо провести там определенное время. Совокупность клеточных или физиологических реакций, которые должны произойти в сперматозоиде, чтобы он стал способным к оплодотворению, называют капацитацией. Сюда входят способность к совершению акросомальной реакции, связыванию с белочной оболочкой (БО) и приобретению гипермобильности. Скорее всего, механизм капацитации выработался в процессе эволюции как следствие развития системы хранения неактивной спермы в хвосте придатка яичка.
Сама по себе капацитация не характеризуется какими-либо морфологическими изменениями, даже на ультраструктурном уровне. Она представляет собой изменения молекулярной организации интактной плазмолеммы сперматозоида, которые позволяют ему подвергнуться акросомальной реакции в ответ на адекватный стимул. При капацитации происходит удаление факторов семенной жидкости, покрывающей поверхность сперматозоида, модификация поверхностного заряда, модификация мембраны сперматозоида, стеролов, липидов и гликопротеинов, а также лежащей непосредственно под ней акросомальной мембраны. При капацитации также повышается количество свободного внутриклеточного кальция.
Изменения метаболизма сперматозоида, повышение количества 3′,5′-циклической монофосфатазы и активацию акросомальных ферментов тоже считают компонентами капацитации. Начало процесса капацитации сперматозоида in vivo, по-видимому, происходит при прохождении через цервикальную слизь. В конечном счете сперматозоиды приобретают гипермобильность, что проявляется в увеличении скорости их передвижения и амплитуды жгутикообразных движений хвоста. Все это необходимо для предотвращения прикрепления к эпителию маточных труб и для проникновения сквозь яйценосный холмик и белочную оболочку (БО).
Капацитация может также произойти при культивировании в среде, содержащей соответствующие энергетические субстраты, и в присутствии белка и биологически активных жидкостей, например сыворотки крови или фолликулярной жидкости. In vitro капацитация спермы занимает около 2 ч. Дальнейшие модификации происходят при приближении сперматозоида к яйцеклетке.
За счет акросомальной реакции сперматозоид приобретает способность к проникновению через белочную оболочку (БО). Кроме того, к слиянию подготавливается плазмолемма, лежащая над инертным экваториальным сегментом, что способствует взаимодействию с оолеммой. Появляются определенные точки слияния между наружной акросомальной мембраной и плазматической мембраной. Слияние начинается позади и вокруг передней границы экваториального сегмента, который никогда не принимает участия в реакции. Изменения, обозначаемые термином «акросомальная реакция», подготавливают сперматозоид к слиянию с мембраной яйцеклетки. К акросомальной реакции сперматозоид подготавливается за счет удаления холестерина с поверхностной мембраны.
Кроме того, в процессе слияния сперматозоида с белочной оболочкой (БО) у человека принимают участие D-маннозасвязывающие лектины.
Таким образом, все вышеописанные серии последовательных изменений необходимы для превращения стволовых клеток в полностью зрелые, функционально активные сперматозоиды, обладающие всеми нужными качествами, чтобы оплодотворить яйцеклетку.
Следовательно, процессы в яичках можно представить следующим образом:
• Яичко — иммунотолерантный орган. Гематотестикулярный барьер обеспечивает создание необходимой для сперматогенеза среды. Сперматозоиды образуются в семенных канальцах.
• Процесс дифференцировки сперматогониев в сперматозоиды называют сперматогенезом. Он осуществляется за счет как митотического, так и мейотического деления, а также интенсивного клеточного ремоделирования.
• У человека сперматогенез начинается во время полового созревания и продолжается всю жизнь.
• Сперматогенез обеспечивает продукцию генетического материала, необходимого для размножения. Мейоз обеспечивает генетическое разнообразие.
• Внутри сперматогенного эпителия сосуществует несколько циклов сперматогенеза.
• По всей длине семенного канальца имеется лишь несколько поперечных срезов, в которых происходит одновременное высвобождение сперматозоидов.
• Образование спермы — процесс непрерывный, а не импульсный.
• Сперматозоиды — высокоспециализированные клетки, не способные к росту и делению.
• Сперматогенез поддерживается за счет различных внутренних и внешних механизмов регуляции.
• До того как приобрести способность к оплодотворению яйцеклетки, сперматозоиды подвергаются серии клеточных или физиологических изменений, в том числе капацитации и акросомальной реакции.
• Придаток яичка играет роль всего лишь накопителя сперматозоидов, поскольку сперматозоиды, которые никогда не проходили через придаток, сохраняют способность к оплодотворению яйцеклетки in vitro.
• Компоненты пищи, лекарственные средства, гормоны и их метаболиты, повышенная температура мошонки, токсичные вещества и рентгеновское излучение могут нарушать или разрушать сперматогенез.
Следовательно, процессы в яичках можно представить следующим образом:
• Яичко — иммунотолерантный орган. Гематотестикулярный барьер обеспечивает создание необходимой для сперматогенеза среды. Сперматозоиды образуются в семенных канальцах.
• Процесс дифференцировки сперматогониев в сперматозоиды называют сперматогенезом. Он осуществляется за счет как митотического, так и мейотического деления, а также интенсивного клеточного ремоделирования.
• У человека сперматогенез начинается во время полового созревания и продолжается всю жизнь.
• Сперматогенез обеспечивает продукцию генетического материала, необходимого для размножения. Мейоз обеспечивает генетическое разнообразие.
Давайте будем совместно делать уникальный материал еще лучше, и после его прочтения, просим Вас сделать репост в удобную для Вас соц. сеть.