Пользовательский поиск

Сперматозоид и принцип его жизни

Сперматозоид, или сперматозоиды (др. греч. σπέρμα «семя» и ζῷον «жизнь») это подвижный спермий, или подвижная форма гаплоидной клетки, которая является мужской гаметой. Сперматозоид соединяется с яйцеклеткой и формируется зигота, то есть, единичная клетка с полным набором хромосом, которая в норме развивается до эмбриона.

Продолжение ниже

Спермограмма – анализ эякулята и не только

... Уретральные и бульбоуретральные железы 0,1-0,2 см 3 Вязкая, прозрачная Яички , придатки яичек, семявыводящие сосуды 0,1-0,2 см 3 Присутствуют сперматозоиды Простата 0,5-1,0 см 3 Кислотная, водянистая Семенные пузырьки 1,0-3,0 см 3 Студенистая, положительная реакция на фруктозу Полный ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Сперматозоиды передают примерно половину ядерной генетической информации диплоиду потомку, за исключением в большинстве случаев митохондриальной ДНК. У млекопитающих пол потомка определяется сперматозоидом: сперматозоид с Y хромосомой – мужской пол (XY), а сперматозоид с X хромосомой – женский пол (XX). Сперматозоиды впервые начал изучать Антони ван Левенгук в 1677 году.

Структура, функции и размер сперматозоидов у млекопитающих

Человек

Сперматозоид у человека это мужская репродуктивная клетка, которая выживает только в теплой среде. Если она покидает мужской организм, то вероятность выживания сперматозоида снижается, и она может погибнуть, таким образом, снижая общее качество спермы. Половые клетки бывают двух типов «женские» и «мужские». Сперматозоиды, из которых развивается женский плод (XX) после оплодотворения отличаются тем, что они несут X хромосомы, тогда как сперматозоиды, из которых развивается мужской плод (XY), несут Y хромосомы.

У мужчин сперматозоиды представлены головкой 5 мкм хвостом 50 мкм длинной. При помощи жгутикового хвоста сперматозоид передвигается (у человека примерно 1–3 мм/мин) образуя эллиптический конус. Сперма имеет щелочную природу, и она не достигает полной подвижности (гиперподвижности) до тех пор, пока не попадет во влагалище, где щелочной pH нейтрализуется кислотной средой влагалища. Этот последовательный процесс занимает 20–30 минут. В это время фибриноген из семенного пузырька образует сгусток для защиты спермии. Как только сперматозоиды становятся гиперподвижными, фибринолизин из простаты растворяет сгусток, что способствует оптимальному росту сперматозоида.

В сперматозоиде содержится минимум цитоплазмы и самое большое количество ДНК эукариот. По сравнению с митотическими хромосомами в соматических клетках, ДНК спермы более плотная по крайней мере в 6 раз.

В образце можно обнаружить ДНК/хроматин, центриоль и возможно также ооцит-активирующий фактор (ОАФ). Он также несет родительскую матричную РНК, также содействует в развитии эмбриона.

Ответная реакция иммунной системы

Человеческая иммунная система распознает молекулы гликопротеинов на поверхности эякулированных сперматозоидов, и воспринимает их как сигнал, что клетки не нужно отвергать. В противном случае женская иммунная система может атаковать сперматозоиды в половых путях. Определенные клетки сперматозоидов, покрытые гликопротеинами, также используются раковыми и бактериальными клетками, паразитными червями, и ВИЧ-инфицированными белыми клетками крови, таким образом, избегая реакции иммунной системы от организма-хозяина.

Гемато-тестикулярный барьер, сформированный тесно сомкнутыми клетками Сертоли семенных канальцев, предотвращает реакцию между формированием сперматозоидов в семенниках и кровеносными сосудами в пределах межклеточного пространства, а также иммунными клетками, циркулирующими в них. Это предотвращает их от вызова ответной реакции иммунной системы. Гемато-тестикулярный барьер также играет важную роль в предотвращении попадания токсических веществ из разрушенного сперматогенеза.

Сперматозоиды у других организмов

Животные

У большинства половозрелых животных оплодотворение происходит с участием сперматозоидов.

У плодовых мушек самый большой размер сперматозоида. У чернобрюхой дрозофилы размер сперматозоидов может достигать 1,8 мм. Считается, что необыкновенно длинный хвост, блокирует вход в яйцеклетку других сперматозоидов. Целый сперматозоид вместе с хвостом попадает в цитоплазму ооцита.

У лесной мыши Apodemus sylvaticus сперматозоиды имеют серповидную структуру. Наличие апикальной петельки на головке спермы придает уникальность этим гаметоцитам. Эта петелька присоединяется к другим петелькам или к жгутикам других сперматозоидов. В результате чего образуется скопление и получается подвижная цепь. Эти цепи обеспечивают хорошую подвижность в женских половых путях, и за их счет происходит оплодотворение.

Морские ежи, например, Arbacia punctulata, являются идеальными организмами для исследования сперматозоидов. Они мечут огромное количество икры в море, и поэтому становятся хорошо подходящими модельными организмами для экспериментов.

Растения, водоросли и грибы

Гаметофиты моховидных, папоротники и некоторые голосеменные растения вырабатывают сперматозоиды в отличие от пыльцы, при которой осуществляется размножение у большинства голосеменных и всех покрытосеменных. Половое размножение невозможно без воды, поскольку вода является необходимой средой для соединения сперматозоида и яйцеклетки. Клетки сперматозоидов у водорослей и низших растений содержат много жгутиков, и таким образом отличаются по строению от сперматозоидов животных.

У некоторых водорослей и грибов клетки сперматозоидов неподвижные, и называются спермациями. У высших растений и некоторых водорослей и грибов при оплодотворении происходит миграция ядер сперматозоидов по половым путям, например, по пыльцевой трубке у высших растений. Там они соединяются с яйцеклетками.

Выработка сперматозоидов у млекопитающих

Сперматозоиды вырабатываются в семенных канальцах семенников, и этот процесс называют сперматогенезом. Круглые клетки, называемые сперматогониями, делятся и расходятся, и в результате становятся сперматозоидами. Во время совокупления клоака или влагалище оплодотворяется, и затем сперматозоиды движутся через хемотаксис к яйцеклетке внутри фаллопиевых труб или матки.

Активация сперматозоидов

Достичь яйцеклетки – весьма сложный, многошаговый процесс хемотаксиса, в котором участвуют различные химические вещества, или возбудители на каждом уровне филогенеза. Одним из самых значительных, распространенных сигнализирующих особенностей этого является то, на поверхности мембраны даже у сперматозоидов человека были обнаружены прототип профессиональных рецепторов хемотаксиса, формилпептидный рецептор (60000 рецепторов на 1 клетку), а также лиганды формилпептидных рецепторов, выступающие в качестве активаторов. Сперматозоиды млекопитающих становятся даже более активными, когда они достигают яйцеклетку в процессе, называемом активацией сперматозоидов. В лабораторных условиях обнаружено, что активация сперматозоидов происходит по причине кальциевого ионофора, а также прогестерона, который освобождается близлежащими кучевыми клетками и связывается с гликопротеином 3 вителлинового слоя. Кучевые клетки находятся в гелеобразном веществе, состоящем главным образом из гиалуроновой кислоты, и развиваются в яичниках с яйцеклеткой и поддерживают ее по мере роста.

Начальное изменение называют «гиперактивацией», которая приводит к изменению подвижности сперматозоидов. Они начинают быстрее плавать, движения их хвостов становится более мощным и непостоянным.

По последнему исследованию гиперактивация связана с неожиданным наплывом ионов кальция в хвост. Жгутиковидный хвост (жгутик) сперматозоида усеян ионными каналами, которые сформированы белками, называемыми катионными каналами сперматозоида. Эти каналы избирательны, и позволяют проходить только ионам кальция. Открытие катионных каналов сперматозоида отвечает за приток кальция. Внезапное увеличение уровня кальция приводит к тому, что жгутики формируют более глубокие изгибы, продвигая сперматозоид с большей силой через вязкую среду. Гиперактивность сперматозоидов необходима для пробивания через физическое препятствие, которое защищает яйцеклетку от оплодотворения.

Второй процесс в активации сперматозоидов это акросомная реакция. При этом происходит высвобождение содержания акросома, который затем рассеивается, а также выход энзимов присоединенных к внутренней акросомной мембране сперматозоида. Это случается, когда сперматозоид впервые сталкивается с яйцеклеткой. Этот тип защитного механизма является видоспецифичным и предотвращает слияние сперматозоида и яйцеклетки разных видов. Есть факты, что эта самая связь подталкивает акросомы к выпуску энзимов, что позволяет сперматозоиду сливаться с яйцеклеткой.

Затем гликопротеин 3, один из белков, который образует вителлиновый слой, связывается с такой же молекулой сперматозоида. Энзимы на внутренней мембране акросомы усваивают вителлиновый слой. После того, как сперматозоид проникает в вителлиновый слой, часть мембраны клетки сперматозоида сливается с мембраной яйцеклетки, и содержимое головки сперматозоида попадает в яйцеклетку.

В результате проникания сперматозоида активизируются ооциты. Происходит второе мейотическое деление, и два гаплоидных ядра (отцовское и материнское) сливаются и образуют зиготу. Чтобы предотвратить полиспермию и свести к минимуму возможность образования триплоидной зиготы, в вителиновом слое яйцеклетки происходят некоторые изменения, и сразу после того, как первый сперматозоид попадает в яйцеклетку, слой становится непроницаемым.

Искусственное хранение

Сперматозоиды могут храниться в разбавителе, например, в разбавителе переменной температуры, который, как известно, сохраняет высокую репродуктивность сперматозоидов в течение 7 дней. Такой разбавитель состоит из солей, сахаров, антибактериальных агентов и углекислого газа.

Для более длительного хранения прибегают к криоконсервации спермы. Самый длительный успешный период хранения сперматозоидов человека с использованием такого метода составил 21 год.




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".