Сперматозоиды. Морфология, количество, созревание, состав спермы. Как происходит оплодотворение яйцеклетки? Два месяца чтобы создать сперматозоид. Список полезных продуктов

Сперматозоид - это мужская половая клетка (гамета). Он обладает способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи разнополых гамет. Размеры сперматозоида микроскопические: длина этой клетки у человека составляет 50-70 мкм (самые крупные они у тритона - до 500 мкм). Все сперматозоиды несут отрицательный электрический заряд, что препятствует их склеиванию в сперме. Количество сперматозоидов, образующихся у особи мужского пола, всегда колоссально. Например, эякулят здорового мужчины содержит около 200 млн сперматозоидов (жеребец выделяет около 10 млрд сперматозоидов).

Строение сперматозоида

По морфологии сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Каждый сперматозоид имеет головку, шейку, промежуточный отдел и хвост в виде жгутика (рис.1). Почти вся головка заполнена ядром, которое несет наследственный материал в виде хроматина. На переднем конце головки (на ее вершине) располагается акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь происходит образование гиалуронидазы - фермента, который способен расщеплять мукополисахариды оболочек яйцеклетки, что делает возможным проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки. В шейке сперматозоида расположена митохондрия, которая имеет спиральное строение. Она необходима для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида по направлению к яйцеклетке. Большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой очень богат эякулят. На границе головки и шейки располагается центриоль. На поперечном срезе жгутика видны 9 пар микротрубочек, еще 2 пары есть в центре. Жгутик является органоидом активного движения. В семенной жидкости мужская гамета развивает скорость, равную 5 см/ч (что применительно к ее размерам примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца).

При электронной микроскопии сперматозоида обнаружено, что цитоплазма головки имеет не коллоидное, а жидкокристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоида к неблагоприятным условиям внешней среды (например, к кислой среде женских половых путей). Установлено, что сперматозоиды более устойчивы к воздействию ионизирующей радиации, чем незрелые яйцеклетки.

Сперматозоиды некоторых видов животных имеют акросомный аппарат, который выбрасывает длинную и тонкую нить для захвата яйцеклетки.

Установлено, что оболочка сперматозоида имеет специфические рецепторы, которые узнают химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Поэтому сперматозоиды человека способны к направленному движению по направлению к яйцеклетке (это называется положительным хемотаксисом).

При оплодотворении в яйцеклетку проникает только головка сперматозоида, несущая наследственный аппарат, а остальные части остаются снаружи.

Рис.1. Строение сперматозоида человека (электронно-микроскопическая схема) . 1- акросома; 2 - ядро; 3 - шейка; 4 - митохондрии; 5 - осевые нити.

Сперматозоид - это мужская половая клетка (гамета). Он обладает способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи разнополых гамет . Размеры сперматозоида микроскопические: длина этой клетки у человека составляет 50-70 мкм (самые крупные они у тритона - до 500 мкм). Все сперматозоиды несут отрицательный электрический заряд, что препятствует их склеиванию в сперме. Количество сперматозоидов, образующихся у особи мужского пола, всегда колоссально. Например, эякулят здорового мужчины содержит около 200 млн сперматозоидов (жеребец выделяет около 10 млрд сперматозоидов).

Строение сперматозоида

По морфологии сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Каждый сперматозоид имеет головку, шейку, промежуточный отдел и хвост в виде жгутика . Почти вся головка заполнена ядром, которое несет наследственный материал в виде хроматина. На переднем конце головки (на ее вершине) располагается акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь происходит образование гиалуронидазы - фермента, который способен расщеплять мукополисахариды оболочек яйцеклетки, что делает возможным проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки. В шейке сперматозоида расположена митохондрия, которая имеет спиральное строение. Она необходима для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида по направлению к яйцеклетке. Большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой очень богат эякулят. На границе головки и шейки располагается центриоль. На поперечном срезе жгутика видны 9 пар микротрубочек, еще 2 пары есть в центре. Жгутик является органоидом активного движения. В семенной жидкости мужская гамета развивает скорость, равную 5 см/ч (что применительно к ее размерам примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца).

Яйцо или яйцеклетка – это специально дифференцированная клетка , приспособленная к оплодотворению и дальнейшему развитию. В отличие от сперматозоидов яйцеклетки не способны к активному движению и имеют однообразную форму: у большинства животных они округлые, могут быть овальные или вытянутые. Ядро, как правило, повторяет форму яйцеклетки. Для нее характерно большое количество цитоплазмы, в которой, помимо обычных органоидов, содержится большое количество желтка – запасного питательного материала для развития зародыша. Яйцеклетки с большим количеством желтка, как правило, больших размеров (рыбы, рептилии, птицы), яйцеклетки с малым количеством желтка (ланцетник) или не содержащие вообще (млекопитающие) не больших размеров, но всегда крупнее сперматозоидов. Строение яиц определяется содержанием и местоположением желтка. По этим признакам можно выделить следующие типы яйцеклеток. Алецитальные яйцеклетки вообще не содержат желтка. Такие яйцеклетки характерны для плацентарных млекопитающих. Гомолецитальные яйцеклетки содержат небольшое количество желтка, более или менее равномерно распределенного по всей цитоплазме (ланцетник). Следующий тип – телолецитальные. Они характеризуются содержанием среднего или большого количества желтка, расположенного полярно. Этот тип подразделяется на два подтипа: «средне» телолецитальный и «крайне» телолецитальный. «Средне» телолецитальные яйцеклетки содержат среднее количество желтка, распложенного в вегетативной части (земноводные). «Крайне» телолецитальный тип содержит большое количество желтка также сконцентрированного в вегетативной части (костистые рыбы, рептилии, птицы). Центролецитальный тип яйцеклетки также характеризуется наличием большого количества желтка, который расположен в центре яйцеклетки (насекомые).

Наличие большого количества желтка обуславливает полярность яиц (исключение – центролецитальные клетки). Полярность яиц хорошо выражена у земноводных, рептилий, птиц. Верхняя часть яйца, бедная желтком, называется анимальным полюсом, а нижняя, содержащая большое количество желтка, – вегетативным. Мысленная линия соединяющая анимальный и вегетативный полюсы и проходящая через центр яйцеклетки, называется осью яйца.

Характерной особенностью для строения яйцеклеток является наличие у них оболочек. Оболочки сохраняют форму и строение яйца, предохраняют его содержимое от высыхания, защищают от механических и химических воздействий внешней среды.

Оболочки яйцеклеток подразделяют на три группы: первичные, вторичные и третичные.

Первичная оболочка яйцеклетки образуется самим яйцом и представляет собой ее поверхностный уплотненный слой, ее называют желточной оболочкой и образуется она до оплодотворения в процессе оогенеза.

Вторичные оболочки вырабатываются клетками, питающими яйцо. Примером могут служить фолликулярные клетки. Часто эти оболочки могут быть плотными и тогда у них имеются микропили – отверстия для проникновения сперматозоида.

Третичные оболочки служат для защиты яйца, они образуются во время прохождения яйцеклетки по яйцеводу. Примером третичных оболочек могут служить белковая, подскорлуповые и скорлуповая у птиц.

Яйцеклетки очень чувствительны к колебаниям температуры, ультрафиолетовым лучам, лучам Рентгена и радия.

При сравнительно небольшом повышении температуры, которое животные переносят безболезненно, яйцеклетки погибают. Повышение дозировки лучей Рентгена, радия, ультрафиолетовых лучей смертельно для яйцеклеток. Установлено, что если развитие и оплодотворение половых клеток ещё молодое, то оно более чувствительно к облучению.

Ткани растений

Клетки высших растений тоже дифференцированы и организованы в ткани. Ботаники различают четыре главных типа ткани: меристематическую, защитную, основную и проводящую.

Меристематическая ткань. Меристематические ткани состоят из мелких клеток с тонкими стенками и крупными ядрами; вакуолей в этих клетках мало или нет вовсе. Основной функцией клеток меристемы является рост; эти клетки делятся, дифференцируются и дают начало тканям всех других типов . Зародыш, из которого развивается растение, целиком состоит из меристемы; по мере развития большая часть меристемы дифференцируется в другие ткани, но даже в старом дереве есть участки меристемы, обеспечивающие дальнейший рост. Меристематические ткани мы находим в быстро растущих частях растения: в кончиках корней и стеблей и в камбии. Меристема в кончике корня или стебля, называемая верхушечной меристемой, осуществляет рост этих частей в длину, а меристема камбия, называемая боковой меристемой, делает возможным увеличение толщины стебля или корня.

Защитная ткань. Защитные ткани состоят из толстостенных клеток, предохраняющих лежащие глубже тонкостенные клетки от высыхания и механических повреждений. К защитным тканям относятся, например, эпидермис листьев и пробковые слои ствола и корней. Эпидермис листа выделяет воскообразный водонепроницаемый материал, называемый кутином, который препятствует потере воды с поверхности листа.

На поверхности листьев имеются замыкающие клетки - специализированные эпидермальные клетки, расположенные по две около каждого из устьиц - крошечных отверстий, ведущих внутрь листа. Тургорное давление в замыкающих клетках регулирует величину устьичных щелей, а тем самым и скорость прохождения через них кислорода, двуокиси углерода и водяных паров.

Некоторые из эпидермальных клеток корня имеют выросты, называемые корневыми волосками; эти выросты увеличивают поверхность, всасывающую воду и растворенные минеральные вещества из почвы. Стебли и корни покрыты слоями пробковых клеток, образуемых особым пробковым камбием. Пробковые клетки очень плотно «упакованы», и стенки их содержат другое водонепроницаемое вещество - суберин. Суберин препятствует проникновению воды в пробковые клетки; поэтому они живут недолго, и зрелая пробковая ткань состоит из мертвых клеток.

Основная ткань. Эта ткань образует главную массу тела растения: мягкие части листа, цветков и плодов, кору и сердцевину стеблей и корней. Главные функции этой ткани - выработка и накопление питательных веществ. Самый простой тип основной ткани - паренхима, состоящая из тонкостенных клеток с тонким слоем протоплазмы, окружающим центральную вакуоль. Хлоренхима - видоизмененная паренхима, содержащая хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Клетки хлоренхимы расположены рыхло и образуют большую часть внутренней ткани листьев и некоторых стеблей. Они характеризуются тонкими клеточными стенками, крупными вакуолями и наличием хлоропластов.

В некоторых основных тканях углы клеточных стенок утолщены, чтобы обеспечить растению опору. Такая ткань, называемая колленхимой, встречается в стеблях и черешках листьев под самым эпидермисом. В другой ткани - склеренхиме - сильно утолщена вся клеточная стенка; склеренхимные клетки, обеспечивающие механическую прочность, можно найти в стеблях и корнях многих растений. Иногда они имеют форму длинных тонких волокон. Веретенообразные склеренхимные клетки, называемые лубяными волокнами, встречаются во флоэме (лубе) стеблей многих растений. Округлые склеренхимные клетки, называемые каменистыми клетками, имеются в твердой скорлупе орехов.

Проводящие ткани. У растений есть два типа проводящей ткани: ксилема (древесина), которая проводит воду и растворенные соли, и флоэма (луб), по которой перемещаются растворенные питательные вещества, например глюкоза . У всех высших растений из клеток ксилемы первыми образуются длинные клетки, называемые трахеидами, с заостренными концами и с кольцевыми или спиральными утолщениями стенок. Позднее эти клетки соединяются между собой концами, образуя сосуды древесины. В процессе развития сосудов поперечные стенки растворяются, а боковые утолщаются, так что образуется длинная целлюлозная трубка для проведения воды. Эти сосуды могут достигать 3 м в длину. Как в трахеидах, так и в сосудах цитоплазма в конце концов отмирает и остаются пустые трубки, которые продолжают функционировать. Утолщение клеточных стенок, сопровождающееся отложением лигнина (вещества, обусловливающего твердость и деревянистость стволов и корней), позволяет ксилеме выполнять не только проводящие, но и опорные функции.

Аналогичное слияние клеток, примыкающих друг к другу концами, приводит к образованию ситовидных трубок флоэмы. Концевые стенки не исчезают, а сохраняются в виде пластинок с отверстиями - ситовидных пластинок. В отличие от трахеид и сосудов древесины ситовидные трубки остаются живыми и содержат большое количество цитоплазмы, но утрачивают ядра. К ситовидным трубкам примыкают «клетки-спутники», имеющие ядра; возможно, что они служат для регулирования функции ситовидных трубок. Круговое движение цитоплазмы существенно ускоряет проведение растворенных питательных веществ по этим трубкам. Ситовидные трубки встречаются в мягкой коре деревянистых стеблей, лежащей кнаружи от камбия.

Ткани животных

Биологи несколько расходятся во мнениях по вопросу о том, как следует классифицировать различные типы тканей и сколько вообще существует таких типов. Мы будем различать шесть типов животных тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную, кровь, нервную и репродуктивную.

Эпителиальная ткань. Эта ткань состоит из клеток, которые образуют наружные покровы тела или выстилают его внутренние полости. Эпителиальная ткань может выполнять функции защиты, всасывания, секреции и восприятия раздражений (или одновременно несколько из этих функций). Эпителий защищает нижележащие клетки от механического повреждения, от вредных химических веществ и бактерий и от высыхания. Через клетки кишечного эпителия происходит всасывание пищи и воды. Другие эпителиальные ткани служат для выделения самых разнообразных веществ; некоторые из этих веществ представляют собой ненужные продукты обмена, а другие используются организмом. Наконец, поскольку тело сплошь покрыто эпителием, очевидно, что любое раздражение, чтобы быть воспринятым, должно пройти через эпителий. К эпителиальным тканям относятся, например, наружный слой кожи и ткани, выстилающие пищеварительный тракт, трахею, почечные канальцы. Эпителиальные ткани делятся на шесть подгрупп в зависимости от формы и функции их клеток.

Плоский эпителий состоит из уплощенных клеток, имеющих форму многоугольников. Он образует поверхностный слой кожи и выстилку ротовой полости, пищевода и влагалища. У человека и высших животных плоский эпителий обычно состоит из нескольких слоев плоских клеток, накладывающихся друг на друга; такая ткань называется многослойным плоским эпителием.

Кубический эпителий состоит из кубовидных клеток. Он выстилает почечные канальцы.

Клетки цилиндрического эпителия имеют продолговатую форму и напоминают столбики или колонны; ядро обычно расположено ближе к основанию клетки. Цилиндрическим эпителием выстланы желудок и кишечник.

Ресничный эпителий. Цилиндрические клетки могут иметь на своей свободной поверхности мельчайшие протоплазматические отростки, называемые ресничками, ритмическое биение которых продвигает находящийся у поверхности клеток материал в одном направлении. Большая часть дыхательных путей выстлана цилиндрическим ресничным эпителием, реснички которого служат для удаления частиц пыли и другого постороннего материала.

Чувствительный (сенсорный) эпителий содержит клетки, специализированные для восприятия раздражений. Примером может служить выстилка носовой полости - обонятельный эпителий, с помощью которого воспринимаются запахи.

Клетки железистого эпителия специализированы для секреции различных веществ, например молока, ушной серы или пота. Они имеют цилиндрическую или кубическую форму.

Соединительные ткани. Этот тип ткани, к которому относятся костная ткань, хрящ, сухожилия, связки и волокнистая соединительная ткань, поддерживает и соединяет между собой все остальные клетки тела. Для всех этих тканей характерно наличие большого количества неживого материала, который выделяют их клетки. Это так называемое основное вещество. Природа и функция соединительной ткани того или иного типа в значительной степени зависит от характера этого межклеточного основного вещества. Таким образом, клетки выполняют свои функции косвенным путем, выделяя основное вещество, которое и служит собственно связующим и опорным материалом.

В волокнистой соединительной ткани основное вещество представляет собой густую, беспорядочно и плотно переплетенную сеть волокон, которые окружают соединительнотканные клетки и состоят из материала, выделяемого этими клетками. Такая ткань встречается в организме повсюду: она связывает кожу с мышцами, удерживает в надлежащем положении железы и соединяет многие другие образования. Специализированными видами волокнистой соединительной ткани являются сухожилия и связки. Сухожилия - не эластичные, но гибкие тяжи, прикрепляющие мышцы к костям. Связки обладают некоторой упругостью и соединяют между собой кости. Особенно густое сплетение соединительнотканных волокон находится под самой кожей (именно этот слой после химической обработки - дубления - превращается в выделанную кожу).

Волокна соединительной ткани содержат белок, который называется коллагеном. При обработке этих волокон горячей водой коллаген превращается в растворимый белок - желатину. Коллаген и желатина имеют почти одинаковый аминокислотный состав. Макромолекулы коллагена, образующие волокна, представляют собой спиральные структуры из трех пептидных цепей, соединенных между собой водородными связями. Поскольку в организме человека очень много соединительной ткани, коллаген составляет в нем около трети всех белков.

Опорный скелет позвоночных состоит из хряща или кости. У зародышей всех позвоночных скелет образован из хряща, но у всех взрослых форм, за исключением акул и скатов, хрящевой скелет в основном замещается костным. У человека хрящи можно прощупать в ушной раковине и в кончике носа. Хрящ тверд, но обладает упругостью. Хрящевые клетки выделяют вокруг себя плотное, упругое основное вещество, образующее сплошной однородный межклеточный материал, среди которого в небольших полостях поодиночке или группами (по 2 или по 4) лежат сами клетки. Эти заключенные в основное вещество клетки остаются живыми; некоторые из них выделяют волокна, которые включаются в основное вещество и укрепляют его.

Костные клетки также остаются живыми и выделяют основное вещество кости в течение всей жизни человека. Основное вещество кости содержит соли кальция (в виде гидроксилапатита) и белки, главным образом коллаген. Соли кальция обеспечивают кости твердость, а коллаген препятствует ломкости; таким образом кость приобретает прочность, позволяющую ей выполнять опорные функции. На вид кость кажется сплошной, но в действительности это не так. У большинства костей в середине имеется обширная костномозговая полость, в которой может находиться желтый костный мозг, состоящий главным образом из жира, или красный костный мозг - ткань, образующая эритроциты и некоторые виды лейкоцитов.

В основном веществе кости имеются каналы (гаверсовы каналы), по которым проходят кровеносные сосуды и нервы, снабжающие костные клетки кровью и регулирующие их деятельность. Основное вещество отлагается в виде концентрических колец (костных пластинок), образующих стенки каналов, а клетки оказываются замурованными в полостях, имеющихся в основном веществе. Костные клетки связаны между собой и с гаверсовыми каналами своими протоплазматическими отростками, лежащими в тончайших канальцах в основном веществе. Через эти канальцы костные клетки получают кислород и различные необходимые им вещества и освобождаются от продуктов обмена. В костной ткани есть также клетки, разрушающие эту ткань, так что кости постепенно изменяют свою форму под влиянием испытываемых ими нагрузок и напряжений.

Мышечная ткань. Движения большинства животных обусловлены сокращением вытянутых, цилиндрических или веретенообразных клеток, каждая из которых содержит большое число тонких продольных, параллельно расположенных сократимых волокон, называемых миофибриллами . Сокращаясь, т. е. укорачиваясь и утолщаясь, мышечные клетки производят механическую работу; они могут только тянуть, но не толкать. В организме человека есть мышечная ткань трех типов: поперечнополосатые мышцы, гладкие мышцы и сердечная мышца. Сердечная мышца образует стенку сердца, гладкие мышцы находятся в стенках пищеварительного тракта и некоторых других внутренних органов, а поперечнополосатые мышцы образуют большие массы мышечной ткани, прикрепленной к костям. Волокна поперечнополосатых и сердечной мышц обладают характерной особенностью: в отличие от всех остальных клеток, имеющих только по одному ядру, каждое их волокно содержит по многу ядер. Кроме того, в поперечнополосатых волокнах ядра занимают необычное положение: они лежат на периферии, под самой клеточной мембраной; по-видимому, это имеет значение для увеличения силы сокращения. Эти волокна достигают необычайной для клеток длины - до 2 и даже 3 см. Некоторые исследователи полагают, что мышечные волокна тянутся от одного конца мышцы до другого.

Под микроскопом в волокнах поперечнополосатых и сердечной мышц можно видеть чередование светлых и темных поперечных полос, поэтому их и называют поперечнополосатыми. Эти полосы, очевидно, имеют отношение к механизму сокращения, так как при сокращении их относительная ширина изменяется: темные полосы практически не изменяются, а светлые становятся уже. Поперечнополосатые мышцы иногда называют произвольной мускулатурой, так как их движением мы можем управлять. Сердечная и гладкая мускулатура называется непроизвольной, так как человек не может управлять их функцией.

Кровь. Кровь состоит из эритроцитов и лейкоцитов (красные и белые кровяные тельца) и жидкой неклеточной части - плазмы. Многие биологи относят кровь к соединительной ткани, так как обе эти ткани образуются из сходных клеток.

Эритроциты позвоночных животных содержат гемоглобин - пигмент, способный легко присоединять и отдавать кислород. Соединяясь с кислородом, гемоглобин образует комплекс оксигемоглобин, который может легко освобождать кислород, доставляя его таким образом всем клеткам тела. Эритроциты млекопитающих имеют форму уплощенных двояковогнутых дисков и не содержат ядра; у других позвоночных эритроциты больше похожи на клетки; они имеют овальную форму и содержат ядро.

Существует пять типов лейкоцитов - лимфоциты, моноциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Лейкоциты не содержат гемоглобина, они очень подвижны и могут легко захватывать бактерий. Они способны выходить сквозь стенки кровеносных сосудов в ткани, уничтожая находящиеся там бактерии. Жидкая часть крови, плазма, переносит разнообразные вещества из одних частей тела в другие. Одни вещества переносятся в растворенном состоянии, другие могут быть связаны каким-либо из белков плазмы. У некоторых беспозвоночных пигмент, переносящий кислород, находится не внутри клеток, а растворен в плазме, окрашивая ее в красноватый или голубоватый цвет. Кровяные пластинки (тромбоциты) представляют собой фрагменты особых крупных клеток находящихся в костном мозге; они участвуют в процессе свертывания крови.

Нервная ткань. Нервная ткань состоит из клеток, специализированных для проведения электрохимических импульсов и называемых нейронами. Каждый нейрон имеет тело - расширенную часть, содержащую ядро, - и два или большее число тонких нитевидных отростков, отходящих от тела клетки. Отростки состоят из цитоплазмы и покрыты клеточной мембраной; толщина их варьирует в пределах от нескольких микрометров до 30-40 мкм, а длина - от 1 или 2 мм до метра и более. Нервные волокна, идущие от спинного мозга к руке или ноге, могут достигать 1 м в длину. Нейроны связаны между собой в цепи для передачи в организме импульсов на большие расстояния.

В зависимости от направления, в котором отростки в нормальных условиях проводят нервный импульс, они делятся на два типа: аксоны и дендриты. Аксоны проводят импульсы от тела клетки к периферии, а дендриты - по направлению к телу клетки. Соединение между аксоном одного нейрона и дендритом следующего называется синапсом. В синапсе аксон и дендрит фактически не соприкасаются, между ними остается небольшой промежуток. Импульс может проходить через синапс только с аксона на дендрит, так что синапс служит как бы клапаном, препятствующим проведению импульсов в обратном направлении. Нейроны имеют весьма различные размеры и форму, но все они построены по одному основному плану.

Репродуктивная ткань. Эта ткань состоит из клеток, служащих для размножения, а именно из яйцеклеток у особей женского пола и сперматозоидов, или спермиев, у особей мужского пола. Яйцеклетки обычно имеют шаровидную или овальную форму и неподвижны. У большинства животных, за исключением высших млекопитающих, цитоплазма яйца содержит большое количество желтка, который служит для питания развивающегося организма с момента оплодотворения и до тех пор, пока он не становится способным добывать пищу каким-нибудь другим способом. Сперматозоиды гораздо мельче яйцеклеток; они утратили большую часть цитоплазмы и приобрели хвост, при помощи которого они двигаются. Типичный сперматозоид состоит из головки (в которой находится ядро), шейки и хвоста. Форма сперматозоидов у разных животных различна. Поскольку яйцеклетки и сперматозоиды развиваются из ткани яичников и семенников, имеющей эктодермальное происхождение, некоторые биологи относят их к эпителиальным тканям.

Сперматозоид – это мужская репродуктивная клетка, которая предназначена для оплодотворения женской яйцеклетки.Размеры сперматозоида гораздо меньше размеров женской репродуктивной клетки. Более того, именно он является наименьшей клеткой в теле мужчины.

В гаметах нет большого объема цитоплазмы, и они воспроизводятся организмом одновременно в огромном числе. Стоит сказать, что сперматозоид и сперма – это совершенно разные понятия. В состав последнего входит семенная жидкость с половыми клетками и микрочастицами тканей из уретры.

В 1 мл семенной жидкости присутствует от 16 до 120 млн. сперматозоидов. При этом во время эякуляции у мужчины выделяется до 5 мл спермы. Таким образом, за одну эякуляцию организм мужчины может выбросить до 600 млн. репродуктивных клеток.

О том, что такое сперматозоид, знают, наверное, все, но не всем известно как данная клетка появляется. Половые железы маленьких детей не производят репродуктивные клетки. Именно поэтому версию о том, что подгузники вредят мальчикам из-за теплового воздействия на яички, можно считать не правдивой.

Выработка сперматозоидов начинается в возрасте 9-14-ти лет. С этого момента и до наступления глубокой старости работа половых желез не останавливается ни на минуту.

Настоящей фабрикой по производству половых клеток являются яички. Они находятся вне тела, благодаря чему имеют более низкую температуру. Это чрезвычайно важно: при классической температуре 36,6 °С выработка репродуктивных клеток сильно замедляется или вовсе прекращается.

В каждом яичке имеются тысячи семенных канатиков. То есть, если посмотреть на данный орган изнутри, там можно будет увидеть огромное количество нитей, хаотично переплетенных между собой. Данный беспорядок необходим. Проходя по лабиринтам, у сперматозоидов появляется дополнительное время для созревания.

Первый период созревания половой клетки длится около 72-х дней. Начинается этот процесс в сперматозоидных клетках. Самой первой формируется головка, которая забирает питательные вещества и энергию у опорных клеток.

После того как головка будет полностью сформирована, половая клетка входит в семенные канатики (микроскопических размеров каналы). Там она будет перемещаться с места на место в течение примерно 20-ти дней. Здесь гамета будет дозревать окончательно, чтобы стать готовым для выполнения своей функции.

Стоит сказать, что в некоторых случаях процесс созревания половой клетки может нарушиться. Причины этого до сих пор неизвестны. В данном случае число хромосом, которые несет гамета, увеличивается или наоборот – уменьшается. При этом здоровье будущего ребенка во многом зависит от того сколько в сперматозоиде хромосом.

Так, если зачатие произошло при помощи репродуктивной клетки с недостаточным или избыточным количеством хромосом, то у рожденного ребенка будут иметься физические или психические заболевания (например, синдром Дауна).

По статистике 50% таких беременностей самопроизвольно прерывается еще до того момента как женщина узнает о своем положении.

Строение

Длина сперматозоида равняется 55 мкм, ширина – 3,5 мкм, а высота – 2,5 мкм. Такие небольшие размеры, а также особая структура сперматозоида, вероятно, обусловлены тем, что ему необходимо быстро передвигаться.

Стоит сказать, что размеры мужских гамет в разные периоды могут быть разными. Во время созревания данной клетки с ней случаются некоторые изменения: ядро становится более плотным в результате процесса конденсации хроматина (в этот момент из ядра уходят гистоны, а ДНК соединяется с белками-протаминами).

При этом большой процент цитоплазмы выходит из спермия под видом «цитоплазматической капли». На завершающем этапе дозревания сперматозоида в нем сохраняются лишь жизненно необходимые органеллы. Объем репродуктивной клетки за этот период сильно уменьшается. Если говорить о том, из чего состоит сперматозоид, то это будет головка, средняя часть и хвост.

Головка

Она имеет вид эллипсоида, с незначительными вмятинами с обоих боков. С одной из сторон спермия присутствует также маленькое углубление. Именно благодаря ему головку сперматозоида называют «ложковидной». Сама головка состоит из следующих деталей:

Схема сперматозоида

Ядро или гаплоидное ядро. Именно в нем хранится одинарный набор хромосом. После того как сперматозоид соединится с яйцеклеткой (хотя строение сперматозоида и яйцеклетки сильно отличается, ядро последней тоже является гаплоидным) начинает развиваться диплоидный организм, к
оторый состоит из хромосом обоих родительских клеток. Стоит сказать, что ядро сперматозоида гораздо меньше ядер остальных клеток организма. Это объясняется особой организацией строения хроматина в спермии. Из-за усиленной конденсации хроматин становится неактивным, а в ядре половой клетки не производится РНК.
Акросома – это видоизмененная лизосома. Она представляет собой мембранный пузырек, внутри которого находятся около 15-ти литических энзимов. Они необходимы для того, чтобы оболочка яйцеклетки растворилась, и сперматозоид смог проникнуть в нее. Самым мощным ферментом в данном случае является акрозин. Размер акросомы составляет примерно 50% от размера головки сперматозоида. Примерно такие же размеры имеет и ядро. Акросома располагается спереди от ядра и покрывает при этом его ½ часть. По этой причине акросома похожа на шапочку. Благодаря такой особенности строения, сперматозоид легко оплодотворяет яйцеклетку.
Центросома – это часть, в которой собраны все трубочки гаметы. Она отвечает за движение задней части клетки. Ученые также предполагают, что она помогает сблизить ядра зиготы и принимает участие в первом делении ее клеток.

Тело

Оно находится практически сразу после головки половой клетки. Отделяет их лишь маленькое сужение – «шейка». Сперматозоид человека сдержит в своей средней области цитоскелет жгутика, состоящий из микротрубочек. Вокруг цитоскелета находится митохондрион – огромная митохондрия половой клетки. Сам митохондрион внешне похож на спираль. Он обвивает цитоскелет жгутика. Его функция состоит в производстве АТФ, стимуляции движения хвоста.

Хвост

Хвост является органом движения и идет сразу после средней части. Он гораздо тоньше середины половой клетки и намного длиннее ее. У основания хвостика сперматозоида сосредоточены митохондрии, которые поставляют энергию для его движения. В целом, хвост имеет такое же строение, как и жгутики эукариот.

Если посмотреть схему сперматозоида, как выглядит и из каких деталей состоит данная клетка, можно понять гораздо лучше.

Передвигается сперматозоид благодаря наличию у его хвоста. Сама половая клетка в процессе движения крутится вокруг собственной оси. Таким образом, она может развивать скорость до 0,1 мм в сек. (примерно 30 см за 60 минут).

После попадания в организм женщины гамета достигает ампулярной области маточной трубы лишь спустя 60-120 минут.

В теле мужчины зрелые половые клетки хранятся в неактивном состоянии, а их хвосты малоподвижны. По мужским половым путям спермии перемещаются благодаря ритмичным сокращениям мышц протоков и биению особых ресничек. Активными половые клетки становятся только после эякуляции, когда они смешаются с выделениями простаты.

После попадания в половые органы женщины спермии начинают двигаться самостоятельно. Причем плывут они против течения жидкости.

Стоит сказать, что среда половых органов женщины является чрезвычайно вредной для мужских гамет, однако компоненты спермы нейтрализуют ее и делают более щелочной. В дополнение, сперма снижает местный иммунитет у женщины. Это нужно для того, чтобы иммунные клетки не ликвидировали чужеродный биологический материал.

После попадания во влагалище репродуктивная клетка движется к шейке матки и цервикальному каналу. Свое направление она определяет благодаря умению различать pH. Таким образом, клетка плывет туда, где преобладает щелочная среда (для сравнения pH влагалища – 6,0 , а шейки матки – 7,2). Стоит сказать, что абсолютное большинство мужских репродуктивных клеток не способны достичь шейки матки и погибает еще во влагалище.

Пройти цервикальный канал сперматозоидам также непросто, так как в нем имеется большое количество слизи. Если сперматозоиды не могут пройти через слизь, то устанавливают шеечное бесплодие, забеременеть при котором можно методом внутриматочной инсеминации.

Далее половые клетки проникают в матку. Среда этого органа идеально подходит для жизни сперматозоидов, поэтому их активность значительно увеличивается. Данное явление называется «капацитация».Для успешного зачатия необходимо чтобы в матку прошло более 10 млн. мужских половых клеток.

Попав в матку, сперматозоиды продолжают плыть по направлению к маточным трубам. Направление к ним клетки определяют благодаря току жидкости, который задают реснички труб и мышечные стенки.

Свою функцию сперматозоид выполняет в конечной части маточной трубы – «ампуле». Однако не все половые клетки способны до нее добраться. Как показывает практика, из нескольких миллионов репродуктивных клеток попавших в матку, всего несколько тысяч доходят до ампулярной области трубы.

Что касается вопроса, как сперматозоид ищет и находит яйцеклетку в воронке, то этот вопрос до сих пор остается открытым. Однако уже доказано, что мужские гаметы обладают хемотаксисом – способностью передвигаться по направлению к аттрактантам, которые выделяет яйцеклетка.

Виды

В медицине принято делить мужские половые клетки на 2 вида: те, в которых содержатся X хромосомы (гиноспермии) и те, которые несут Y хромосомы (андроспермии). Первые клетки приводят к зачатию девочки, а вторые – мальчика. Стоит сказать, что тот факт, сколько хромосом у сперматозоида, не зависит от его разновидности. В норме их всегда будет 23.

К сожалению, сразу после зачатия абсолютно точно узнать пол ребенка невозможно, однако его можно предположить с достаточно большой вероятностью. Как показывают наблюдения, репродуктивные клетки с Y-хромосомой гораздо более активны, в то время как клетки, несущие X-хромосому имеют большую продолжительность жизни.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что пары, желающие зачать мальчика должны вступать в незащищенные половые контакты во время овуляции. В этом случае сперматозоиды с Y хромосомой достигнут цели гораздо быстрее. Если же половой акт произошел за сутки до овуляции – повышаются шансы зачать девочку.

Стоит сказать, что для удачного оплодотворения важно не только количество сперматозоидов, но и их качество, состав семенной жидкости. В спермограмме даже самого здорового мужчины наряду с качественными гаметами встречаются также патологические формы репродуктивных клеток. Однако их количество обычно не превышает 20-25%.

Иногда сперматозоидов с нетипичным строением может быть чрезвычайно много. Такое может происходить при различных заболеваниях половых органов (как правило, воспалительного характера).

Чтобы узнать соотношение здоровых и патологических репродуктивных сперматозоидов, выявить каковы особенности строения сперматозоидов у мужчины, медики традиционно выполняют тест Крюгера.

Его суть состоит в том, что мужчина сдает сперму в медицинском учреждении путем сексуального самоудовлетворения. Биологический материал собирается в стерильный контейнер, а затем отправляется в лабораторию. Там его окрашивают по Папаниколау (это необходимо для того, чтобы четче рассмотреть половые клетки) и исследует под микроскопом.

При различных патологиях сперматозоид может иметь такое строение:

избыточная толщина шейки или ее искривление;
наличие двойного хвоста;
полное отсутствие хвоста;
деформации головки;
наличие двух головок.

Кроме этого возможны также малозаметные изменения в форме сперматозоида.

Данное состояние требует срочного медицинского вмешательства, так как чрезмерное число аномальных репродуктивных клеток повышают шансы замершей беременности, выкидышей, а также рождения ребенка с различными патологиями.

Срок жизни

После окончания развития сперматозоиды могут находиться в теле мужчины до 30 суток. Если за это период семяизвержение не произошло, они начинают резко стареть и в итоге разрушаются.

Продолжительность жизни гамет у разных мужчин разный. Это зависит от его питания, образа жизни, наличия тех или иных заболеваний, состояния эндокринной и нервной системы и т. д. Однако наиболее сильно на срок существования влияет то, где находится сперматозоид.

Согласно результатам посткоитального теста, уже через 120 минут после окончания незащищенного сексуального акта выживших спермиев во влагалище не наблюдается. В цервикальном канале и шейке матки они могут прожить до 3 суток, а в фаллопиевых трубах – до 7.

Во внешней среде и при высокой влажности половые клетки могут жить до 2-3 часов. Именно этим и объясняется наступление беременности при повторном ПА. После заморозки половых клеток жидким азотом они могут храниться десятилетиями. Причем после разморозки они останутся живыми и не потеряют своих свойств.

Улучшение

Чтобы сперматозоиды были качественными и подвижными мужчина должен тщательно следить за своим здоровьем. Репродуктивные клетки – это самые чувствительные клетки в человеческом организме. Они очень тяжело переносят воздействие алкоголя, никотина, наркотических и токсических веществ, сильное повышение температуры.

Здоровое питание, отказ от вредных привычек, своевременное лечение заболеваний, нормализация режима сна, занятия спортом и избежание экстремальных температур (как перегревания, так и переохлаждения) – это то, что поможет значительно улучшить качество гамет.

В период планирования беременности мужчине полезно принимать витаминно-минеральные комплексы и антиоксиданты. Исходя из этого, можно сделать вывод: чем здоровее мужчина – тем качественнее его сперматозоиды.

Если же представителю сильного пола диагностировали какую-либо патологию, заниматься самодеятельностью не рекомендуется. Только врач значит все о сперматозоидах, поэтому лечение лучше доверить ему.

Одна из них называется сперматозоидом, а другая — яйцеклеткой. Каков же размер сперматозоида? Какие функции присущи половой клетке? Чем сперматозоид отличается от яйцеклетки? Ответы на все эти вопросы предстоит найти.

Мужская половая система

Функцию размножения в организме представителя сильной половины человечества выполняют некоторые железы и органы:

яички с придатками;
семявыносящие протоки;
простата;
семенные пузырьки;
бульбоуретральные железы;
мошонка;
пенис.

Все вышеперечисленное в совокупности именуется мужской половой системой. В ней формируются сперматозоиды. Этим термином обозначаются мужские половые клетки, способные к оплодотворению. При незащищенном сексе сперматозоиды покидают половую систему мужчины и попадают в женский организм.

Функции специализированной клетки

Сперматозоид — это структура, в которую заключена генетическая информация мужчины. Функций у специализированной клетки мужского организма несколько:

прохождение по половым путям женщины (размер и человека позволяют ему преодолевать различные препятствия);
проникновение в женскую половую клетку, называемую яйцеклеткой;
внесение в нее генетического материала.

Стоит отметить, что во время интимной близости в организм женщины попадает сперма. Она состоит из семенной жидкости и взвешенных в ней сперматозоидов. Мужских половых клеток в сперме содержится огромное количество. А вот зрелая яйцеклетка в женском организме всего лишь единственная. Только одной мужской половой клетке удается выполнить все свои функции. Огромную роль в этом играют размер и форма сперматозоида.

Строение сперматозоида: головка и шейка

Для мужской половой клетки характерна специфическая форма, обеспечивающая способность к передвижению, оплодотворению яйцеклетки. Сперматозоид представляет собой овальную структуру с длинным жгутиком. Каково же строение этой клетки? Итак, сперматозоид представлен тремя составляющими:

головкой;
шейкой;
хвостом.

Головка — это овальная часть сперматозоида. На ее вершине располагается акросома. Так называется пузырек с особыми веществами, необходимыми для проникновения через защитную оболочку яйцеклетки. В головке также содержится ядро. В нем хранится половинный набор мужской генетической информации (ДНК). Еще одна составляющая головки — центросома. Она способствует движению хвоста.

Вторая часть сперматозоида — это шейка. Она представляет собой волокнистую область, соединяющую головку и хвост. Данная структура является очень гибкой. Эта особенность обеспечивает передвижение сперматозоида. Благодаря гибкости головка совершает колебательные движения из стороны в сторону.

Строение хвоста сперматозоида

Перед тем как описать размер сперматозоида, стоит рассмотреть его третью часть — это жгутик. Его еще называют хвостом. Он включает в себя несколько участков:

Промежуточный. Это самая толстая часть хвоста сперматозоида. Она имеет спиральный митохондриальный слой, который продуцирует энергию для передвижения мужской половой клетки.
Главный. Данный участок сперматозоида состоит из микротрубочек. Их покрывает наружный слой плотных волокон и защитное влагалище.
Концевой. На этой части сперматозоида защитное влагалище и плотные волокна истончаются. Покрытием служит тонкая клеточная мембрана.

Ознакомившись со строением последней части сперматозоида, можно сделать вывод, что хвост постепенно суживается от своего основания к концу. Такая особенность обеспечивает бичеобразные движения мужской половой клетки при перемещении по женским половым путям в поисках яйцеклетки.

Размеры сперматозоида

Мужская половая клетка является очень маленькой. Размер сперматозоида человека следующий:

общая длина клетки — около 55 мкм;
высота головки — 2,5 мкм, ширина — 3,5 мкм, длина — 5,0 мкм;
шейка сперматозоида — около 4,5 мкм в длину;
длина хвостика — 45 мкм.

Образование мужских половых клеток

На вопрос, касающийся того, какого размера сперматозоиды, дан ответ. Теперь стоит рассмотреть то, как образуются эти клетки. Сперматозоиды возникают и созревают в специальных железах, называемых яичками. Эти структуры располагаются в мошонке. Они содержат огромное количество семенных канальцев, выстланных особыми клетками (сперматогониями). Как же здесь формируются мужские половые клетки? Этот процесс начинается в периоде полового созревания:

сперматогонии делятся;
в результате появляются новые клетки;
сперматозоиды созревают благодаря секретирующим различные питательные вещества.

Процесс образования мужских половых клеток называется сперматогенезом. Он достаточно сложный. На формировании первичных сперматоцитов процесс не заканчивается, ведь появившимся клеткам присущ полный набор хромосом. В дальнейшем эти клетки подвергаются мейозу. В итоге появляются сперматиды с половинным набором хромосом. Клетки постепенно растут и развиваются. В итоге возникают зрелые сперматозоиды.

Движение мужских половых клеток

Рассмотрев функции и размер сперматозоида, нужно ознакомиться с тем, как половая клетка движется. Сперматозоиды, находящиеся в мужском организме, являются неактивными. Они пассивно перемещаются по половым путям. Движения хвостов совершенно незначительны. Активность сперматозоиды обретают после попадания в женский организм. Их скорость может составлять более 30 см в час.

После эякуляции в организм женщины проникает более 300 млн сперматозоидов. Их большая часть погибает во влагалище из-за неблагоприятной среды. Некоторым мужским половым клеткам удается достичь канала шейки матки. Однако и этот участок пути получается пройти не всем сперматозоидам. Препятствием для них становится

Сперматозоиды, прошедшие канал шейки матки, попадают в матку. Среда в этом внутреннем органе является благоприятной для мужских половых клеток. Из матки они направляются в где происходит оплодотворение. Исследования показали, что лишь несколько тысяч сперматозоидов проходят этот путь.

Продолжительность жизни сперматозоидов

Образование клеток длится примерно 74 дня. Созревание и их прохождение через придаток яичка и занимает где-то 26 дней. Напрашивается вывод, что сперматозоиды могут длительное время пребывать в мужском организме. Совершенно иная ситуация наблюдается после эякуляции. В сперме половые клетки остаются активными не более суток (длительность этого периода зависит от таких внешних факторов, как температура окружающей среды, количество света, влажность).

В женском организме продолжительность их жизни может быть разной. Если на быстроту движения влияет размер сперматозоида, то длительность существования от этого не зависит. Например, во влагалище мужские половые клетки погибают за 2 часа. В матке и фаллопиевых трубах среда является более благоприятной для сперматозоидов. Здесь они могут находиться до 5 дней в активном состоянии в поисках или ожидании яйцеклетки.

Сравнение сперматозоидов с яйцеклетками

В организме мужчины периодически образуются и созревают новые половые клетки. При каждом половом акте выделяется сперма, содержащая огромное количество сперматозоидов. А вот в организме женщины созревает всего лишь одна половая клетка за один менструальный цикл (примерно за 28-30 дней).

Теперь стоит сравнить размер яйцеклетки и сперматозоида. Мужская половая клетка, как говорилось выше, является крошечной структурой. Яйцеклетка же совершенно иная. Ее размеры могут составлять от 0,15 до 0,25 мм. Также стоит отметить, что яйцеклетка является неподвижной. Кроме этого, у нее довольно короткая продолжительность жизни. После выхода из яичника и попадания в фаллопиеву трубу она может существовать примерно 24 часа. Если оплодотворения не происходит, то яйцеклетка погибает.

В заключение стоит отметить, что размер сперматозоида очень мал. Несмотря на это, он имеет важную функцию, заключающуюся в Однако выполнить это способны далеко не все сперматозоиды. Попадая в женский организм, они проходят естественный отбор. Слабые, имеющие неправильное строение клетки очень быстро погибают, не достигая матки. Остальные просто не успевают добраться до цели. Лишь самый быстрый и активный сперматозоид, обошедший все препятствия, проникает в найденную яйцеклетку и добавляет в нее свою генетическую информацию.

Сперматозоид – это мужская половая клетка, целью жизнедеятельности которой является оплодотворение половой клетки женского организма. Сперматозоид несёт в себе генетический материал, который в дальнейшем будет участвовать в формировании эмбриона. Количество сперматозоидов, которые попадают в женский организм в результате одной эякуляции, может достигать нескольких миллиардов, а строение каждой половой клетки ориентировано на одну цель: быстрое передвижение к яйцеклетке и её оплодотворение.

Мужская половая клетка не похожа ни на одну другую клетку человеческого организма. Размер тела сперматозоида очень мал – 50-55 мкм, и рассмотреть клетку в составе эякулята можно только с помощью микроскопа.

Активная половая клетка имеет следующее строение:

Головка. Она имеет вытянутую форму, чуть расширенную у основания, и напоминает плод ягоды клубники. Физиологически головка включает в себя следующие функциональные структуры: ядро – самая важная часть половой клетки содержит в себе генетический материал, а именно 11 пар хромосом, плюс одна X или Y хромосома, определяющая пол будущего ребёнка (женский, если это X-хромосома, и мужской, если это Y-хромосома); акросома или мембранный пузырёк – строением и формой данная составляющая сперматозоида напоминает ядро, в ней формируются специальные вещества-ферменты, которые самопроизвольно выбрасываются при приближении мужской половой клетки в женской, ферменты растворяют защитную оболочку яйцеклетки, что позволяет сперматозоиду проникнуть в её цитоплазму; центросома – напоминает головной мозг, она отдаёт команды хвостовой части сперматозоида и регулируют его движение.
Шейка. Мягкое соединительное образование, которое расположено между хвостовой частью сперматозоида и головкой. Шейка обеспечивает возможность головки производить наклоны под небольшим углом, что задаёт направление движения мужской гаметы в целом.
Тело (средняя часть). Здесь проходит ось тела сперматозоида, которая обеспечивает гибкость и подвижность хвостовой части клетки. Также тело содержит в себе митохондрии, которые обеспечивают сперматозоид энергией для совершения движения.
Хвост. Эта часть мужской клетки состоит из фибрилл, которые, работая на манер винта, обеспечивают мужской гамете движение в необходимую сторону. Форма хвоста с зауженным кончиком обеспечивает сперматозоиду гибкость.

Существует мнение, что сперматозоиды – носители Y-хромосомы (мальчики) более активны, но живут менее суток, в то время как сперматозоиды – носители X-хромосомы (девочки) менее активны, но продолжительность их жизни в среде женского организма может достигать 3-4 суток.

Когда сперма в том или ином количестве попадает в организм женщины, кислая среда влагалища даёт способность двигаться большому количеству сперматозоидов. Их основная функция – движение в сторону яйцеклетки и её оплодотворение.

Но в процессе достижения мужскими гаметами своей цели, происходит жёсткий естественный отбор:

первый отсев большого количества сперматозоидов происходит ещё во влагалище. Условия внутренней среды женского организма одновременно включает способность мужской половой клетки к движению, но тем не менее в этой среде активно двигаться могут далеко не все «головастики». Только самые подвижные достигнут тела матки;
далее сперматозоиды движутся от влагалища к яйцеводу по маточным трубам. Длительность перехода соответствует нескольким часам, что, учитывая микроскопичные размеры «головастиков», свидетельствует об огромной скорости их движения. Стоит отметить, что в матричных трубах соблюдается щелочная среда, и сперматозоиды могут «блуждать» там до нескольких дней;
в расширенной полости в конце маточных труб находится яйцеклетка. Но если она ещё не созрела, сперматозоиды хаотично движутся внутри этой полости до нескольких суток, после чего погибают. При высокой выживаемости сперматозоидов, оплодотворение может пройти через несколько дней после полового акта, при наступлении овуляции;
при нормальной скорости сперматозоидов, полный путь от влагалища до созревшей яйцеклетки происходит в течение 1-1,5 часов;
очень важным фактором при оплодотворении яйцеклетки является число сперматозоидов, достигших цели. Их число не должно быть меньше 300 000, так как специального фермента меньшего количества «головастиков» может не хватить для растворения защитной оболочки яйцеклетки. После того как защитный слой полностью или частично повреждён, самый активный и подвижный сперматозоид внедряется в ядро яйцеклетки и образует зиготу.

Многие ошибочно думают, что одну яйцеклетку может оплодотворить большее число сперматозоидов, например, в случае рождения разнояйцовых близнецов или двойняшек. Но на самом деле одну яйцеклетку может оплодотворить только один сперматозоид.

Рождение однояйцевых близнецов является результатом деления оплодотворённой яйцеклетки, а рождение двойняшек (тройняшек и так далее) обусловлено тем, что во время овуляции в женском организме созревает 2 и более яйцеклетки, каждая из которых оплодотворяется одним сперматозоидом.

Созревание половых клеток у мужчин начинается в пубертатный период (период начала полового созревания) и продолжается на протяжении всего репродуктивного периода.

Цикл созревания одной клетки может длиться от 2,5 до 3 месяцев, поэтому можно сделать выводы, что полное обновление сперматического материала происходить приблизительно 4 раза в год.

Процесс созревания мужской гаметы происходит в семенниках, где клетка проходит несколько этапов развития:

Сперматогоний – первородная мужская половая клетка в результате нескольких стадий митотического деления образует две новые клетки с одинаково полным количеством хромосом. Продукт деления называется сперматоцит.
Каждый сперматоцит вступает в мейотическое деление, которое происходит в два этапа: разделение набора хромосом пополам и разделение самого сперматоцита на две клетки. Образовавшаяся клетка называется сперматид.
Сперматиды не подлежат делению, но приходят процесс преобразования в зрелую мужскую половую клетку – сперматозоид.

Данный процесс происходит непрерывно. Когда подходит к завершению созревание одних половых клеток, сразу начинают образовываться новые сперматогонии, и процесс их созревания начинается снова.

Процесс формирования новых сперматозоидов называется сперматогенез, и регулируется гормонами яичек и гипофиза. Пока гаметы находятся в мужском организме, они лишены какой-либо физической активности, но во время эякуляции происходит выброс простатического фермента, который стимулирует активность сперматозоидов.

Важно не количество сперматозоидов, а концентрация активных элементов в эякуляте и максимально возможный процент нормальных форм их тел. Только при таких параметрах сперматозоиды смогут нормально выполнять свои функции.

Факторы, влияющие на созревание сперматозоида

Нормальный процесс созревания сперматозоидов обусловлен в первую очередь оптимальной температурой внутренней среды, а именно 34 °C.

Также нормальное протекание формирования половых клеток зависит от следующих факторов:

возраст мужчины;
сфера в деятельности мужчины в условиях повышенной химической опасности;
наличие хронических заболеваний, а также перенесённые в детстве сложные заболевания;
пищевые привычки;
физические нагрузки;
употребление различных медикаментов;
наличие вредных привычек.

Совокупность всех этих векторов может выразить клиническую картину, если у мужчины наблюдаются нарушения в процессе спермообразования или низкая эффективность сперматозоидов.

Существует также ряд конкретных факторов, негативно влияющих на сперматогенез:

избыток тепла (внешнего и внутреннего);
повышенная температура тела, как симптом вирусных или инфекционных заболеваний;
частое принятие горячих ванн, посещение бань, саун и парилок;
стресс, затяжные депрессии;
влияние химических и токсических веществ;
облысение;
нарушения работы сосудистой системы, застой крови в малом тазу;
перепады артериального давления;
сидячий образ жизни (в том числе и профессиональная деятельность);
половые инфекции;
простатит;
заболевания щитовидной железы;
неправильно подобранное нижнее бельё;
табакокурение;
употребление алкоголя и наркотических веществ.

Этот перечень далеко не полный, так как заболевания всех внутренних органов и систем органов могут негативно сказаться на процессе сперматогенеза.

Не всегда сперматогенез протекает правильно. В результате у мужчин могут развиваться различные патологии, влияющие на спермообразование и дальнейшее деторождение, при полном сохранении мужского здоровья и сексуальной функции:

Азооспермия – это патология, при которой в эякуляте отсутствуют сперматозоиды. Данное нарушения сперматогенеза опасно тем, что протекает абсолютно бессимптомно, и выявить проблему можно только лабораторным методом. Если азооспермию не лечить, результатом может быть необратимое бесплодие.
Акиноспермия – полная неподвижность живых сперматозоидов в эякуляте. Патология может быть вызвана факторами окружающей среды и вредными привычками.
Аспермия – отсутствие в эякуляте не только сперматозоидов, но и первородных клеток сперматогенеза. Патология вызвана нарушением работы семенников, их закупорки в результате травм или острых воспалительных заболеваний.
Астенозооспермия – сперматозоиды малоподвижны и скорость их передвижения крайне мала.
Гемоспермия – появление в эякуляте некоторого количества крови. Причинами данного явления могут быть многочисленные патологии, включая воспалительные заболевания внутренних половых и мочевыводящих органов, онкологию и простатит.
Гипоспермия (олигоспермия) – уменьшение общего объёма эякулята (менее 2 мл). Причины: гормональная недостаточность, простатит, частый онанизм.
Некроспермия – сперматозоиды гибнут практически сразу после семяизвержения.
Пиоспермия – присутствие в эякуляте гноя и неприятного запаха. Причинами могут быть острые инфекции мочевыводящих путей.
Полиспермия – повышенное количество в эякуляте активных сперматозоидов.
Тератозооспермия – строение сперматозоида патологичное, неправильная форма или размер. Данное нарушение – частая причина выкидышей и патологий плода.

Диагнозы могут быть смешанными, то есть у одного мужчины может наблюдаться сразу несколько патологий одновременно.