Форма, функции и размер сперматозоида. О сперме и сперматозоидах Что такое спермии в биологии определение
Обычно они значительно меньше яйцеклетки, поскольку не содержат столь значительного количества цитоплазмы и производятся организмом одновременно в значительном количестве. Понятие «сперматозоид» необходимо отличать от понятия «сперма», поскольку последняя состоит из семенной жидкости (в которой содержатся сперматозоиды), а также содержит небольшое количество эпителиальных клеток мочеиспускательного канала. Синонимы: живчик, иногда спермий. Обычно (особенно в ботанике) спермиями называют сперматозоиды, лишенные жгутиков.
Сперматозоиды в животном мире
Разнообразие сперматозоидов у животных
У разных видов животных сперматозоиды устроены по-разному, однако, общие черты строения всё же имеются. У типичного сперматозоида животных выделяют головку , среднюю часть и хвост (жгутик). В головке расположено гаплоидное ядро (несущее хромосомы), акросома (несущая литические ферменты, необходимые для растворения оболочки яйцеклетки) и центриоль , которая формирует цитоскелет жгутика. Между головкой и средней частью находится сужение клетки, так называемая шейка. В средней части располагается митохондрион - гигантская спиральная митохондрия . Жгутик служит для движения сперматозоида.
У большинства животных сперматозоид имеет типичное строение, описанное выше. Но встречаются исключения. Количество жгутиков может быть больше одного. Так у аквариумной рыбы тетрадон сперматозоиды несут по два жгутика. У некоторых ракообразных сперматозоиды несут по нескольку жгутиков. У круглых червей сперматозоиды вообще лишены жгутиков (в ходе эволюции все клетки этого типа животных утратили реснички и жгутики), они имеют амебоидную форму и передвигаются с помощью ложноножек . У тритона хвост несет «ундулирующую мембрану» (плавник). Головки сперматозоидов очень разнообразны. У человека головка сперматозоида яйцевидная, сплющенная с боков. У мышей и крыс - в форме крючка. У низших ракообразных бывают шарообразные сперматозоиды. У некоторых сумчатых животных сперматозоиды сдвоенные и движутся в паре, при этом синхронно бьют хвостами. Разделение происходит непосредственно перед оплодотворением яйцеклетки.
Сперматозоиды имеют микроскопические размеры, как правило, длина сперматозоида от нескольких десятков до нескольких сотен микрометров. Размеры сперматозоидов также сильно варьируют и не коррелируют с размером взрослого животного. Например, сперматозоиды мыши крупнее сперматозоидов человека в 1,5 раза. А сперматозоиды тритона крупнее сперматозоидов человека в несколько раз.
Сперматозоиды человека
Открытие сперматозоидов
Строение и функция
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:
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 человека 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).
Среда влагалища является губительной для сперматозоидов, семенная жидкость нейтрализует влагалищные кислоты и частично подавляет действие иммунной системы женщины против сперматозоидов. Из влагалища сперматозоиды движутся по направлению к шейке матки. Направление движения сперматозоид определяет, воспринимая окружающей среды. Он движется по направлению уменьшения кислотности; влагалища около 6,0 , шейки матки около 7,2. Как правило, большая часть сперматозоидов не способна достичь шейки матки и погибает во влагалище (по критериям ВОЗ , используемым в посткоитальном тесте, спустя 2 часа после коитуса во влагалище не остается живых сперматозоидов). Прохождение канала шейки матки является для сперматозоидов сложным, из-за наличия в нём цервикальной слизи . После прохождения шейки матки сперматозоиды оказываются в матке , среда которой благоприятна для сперматозоидов, в матке они могут достаточно долго сохранять свою подвижность (отдельные сперматозоиды до 3-х дней ). Среда матки оказывает на сперматозоиды активирующее действие, их подвижность значительно возрастает. Это явление получило название «капацитация». Для успешного оплодотворения в матку должно проникнуть не менее 10 млн сперматозоидов. Из матки сперматозоиды направляются в фаллопиевы трубы , направление к которым и внутри которых сперматозоиды определяют по току жидкости. Показано, что сперматозоиды имеют отрицательный реотаксис , то есть стремление двигаться против течения. Ток жидкости в фаллопиевой трубе создают реснички эпителия, а также перистальтические сокращения мышечной стенки трубы. Большая часть сперматозоидов не может достичь конца фаллопиевой трубы - так называемой «воронки», или «ампулы», где происходит оплодотворение. Из нескольких миллионов сперматозоидов, вошедших в матку, лишь несколько тысяч достигают ампулярной части фаллопиевой трубы . Каким образом сперматозоид человека разыскивает яйцеклетку в воронке фаллопиевой трубы остается неясным. Существуют предположения о наличии у сперматозоидов человека хемотаксиса - движения по направлению к неким веществам, выделяемым яйцеклеткой, либо фолликулярными клетками, её окружающими. Несмотря на то, что хемотаксис присущ сперматозоидам многих водных организмов с наружным оплодотворением, у сперматозоидов человека и млекопитающих животных его наличие пока не доказано.
См. также
Примечания
Литература
- Дроздов А. Л., Иванков В. Н. Морфология гамет животных. Значение для систематики и филогенетики. - М., Изд. дом «Круглый год», 2000. - 460 с.: илл.
Ссылки
- Сперматозоид - статья из Большой советской энциклопедии (Проверено 17 октября 2010)
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Смотреть что такое "Сперматозоид" в других словарях:
Сперматозоид … Орфографический словарь-справочник
сперматозоид - СПЕРМАТОЗОИД, а, м. Шутл. Ребенок, сын; о любом человеке. Мой то сперматозоид растет, щеки с задницей соревнуются. Ах ты, сперматозоид плешивый! Общеупотр. «сперматозоид» мужская половая клетка … Словарь русского арго
Микроскопические тельца, плавающие в семенной жидкости, которую выделяют мужские половые органы; иначе живчики, оплодотворяющее женское яичко. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907. сперматозоид… … Словарь иностранных слов русского языка
Сперматозавр, спермий, антерозоид, живчик, мужская половая клетка, линия (половых, надстволовых) клеток; бойкий, резвый, неугомонный Словарь русских синонимов. сперматозоид сущ. живчик Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 Информатик. 2012 … Словарь синонимов
Сперматозоид – мужская гамета (половая клетка), главная функция которой заключается в оплодотворении женской гаметы (половой клетки, яйцеклетки).
Строение и созревание сперматозоида
Сперматозоид состоит из головки и хвоста. В головке находится ядро клетки, в котором содержится наследственная информация, а хвост обеспечивает движение сперматозоидов в половых путях женщины. Любопытно, что хвост сперматозоида, который также называют жгутиком, изгибается, подобно змеиному хвосту и, для того, чтобы продвинуться на расстояние, равное одному сантиметру, его нижняя часть должна совершить взмах из стороны в сторону около 800 раз. А скорость, которую показывают сперматозоиды, извергающиеся пенисом, составляет 18 км/ч.
Созревание сперматозоидов длится 72-74 дня. Первый этап проходит в канальцах яичка, где сперматозоиды (которые на данном этапе созревания называются сперматиды) проходят через множество делений, в результате чего получают половинный набор хромосом. Далее, проходя через придаток яичка, будущий сперматозоид окончательно созревает.
У сперматозоида формируется хвост с моторным аппаратом, на головке появляется акросома - «шапочка» с набором лизирующих ферментов (для проникновения сквозь оболочку яйцеклетки). На этом этапе сперматозоиды уже способны выполнять оплодотворяющую функцию. Однако до попадания в женский организм они находятся в «спящем», неактивном состоянии. Сперматозоид, находящийся в яичке имеет небольшой «срок годности» и активности. Он сохраняет свою функцию в течение месяца, а затем быстро погибает, чтобы впоследствии впитаться яичком в качестве питательного вещества.
Ввиду длительного развития сперматозоида, любое вредное воздействие, которое было оказано на мужской организм, может сказаться с течением времени именно на половых клетках. Одним из главных факторов, по мнению ученых, является питание. По результатам исследований излишний вес влечет гормональный дисбаланс, сказывающийся на изменении количества эстрогена и тестостерона. Именно эти гормоны несут ответственность за формирование сперматозоидов. Стоит учитывать, что для образования качественных сперматозоидов необходимо, чтобы температура яичек была ниже основной температуры тела, чего сложно добиться при излишнем весе. По этой же причине мужчинам, страдающим проблемам с зачатием не рекомендуются горячие ванны.
Одна из главных особенностей сперматозоида, отличающая его от других видов клеток, заключается не в необычном строении и форме, а в том, что он может передвигаться с помощью жгутика вне живого организма. Кроме того, он обладает другим количеством хромосом, так как является носителем наследственной информации, которой впоследствии будет обладать ребенок. В сперматозоиде, равно, как и в яйцеклетке, содержится 23 хромосомы, одна из которых является половой, в то время как во всех других клетках в наличии 46.
Виды сперматозоидов
Специалисты разделяют сперматозоиды на два типа:
- те, которые несут половую хромосому Х и при оплодотворении приводят к рождению девочки,
- и несущие хромосому У, которые приводят к рождению мальчика.
Современные достижения медицины позволяют заранее узнать пол ребенка не со 100% показателями, но с большой вероятностью точности. Как показали исследования, сперматозоиды с У-хромосомой более активны, но продолжительность их жизни гораздо меньше. Соответственно, зачатие мальчика наиболее вероятно в процессе овуляции, так как эти сперматозоиды успевают достичь яйцеклетки быстрее носителей противоположной хромосомы. В случае, когда процесс оплодотворения происходит за 24 часа до овуляции, велик шанс зачать девочку, так как сперматозоид с Х-хромосомой имеет больший срок жизни.
Для качественного процесса оплодотворения важно не только наличие определенного количества сперматозоидов, ведь цели сможет достигнуть только один. Большую роль играет химический состав спермы. Он должен быть насыщен определенным количеством цинка, кальция, фруктозы и пептидами и иметь невысокую кислотность. На результате оплодотворения может сказаться гормональный баланс, наличие результатов радиационного облучения или воздействия химических веществ, а также стрессы и психологическое состояние мужчины.
Путь к оплодотворению
Сперматозоиды активизируются в момент эякуляции – после контакта со спермальной плазмой. Попав в организм женщины, сперматозоиды начинают активное движение – через канал шейки матки и собственно матку. Как правило, оплодотворение происходит в маточных трубах.
Яйцеклетка движется навстречу сперматозоидам, а в их структуре происходит ряд биохимических изменений – так называемая акросомная реакция. После нее сперматозоиды полностью готовы к выполнению своей основной функции - оплодотворению. В яйцеклетку может проникнуть только один сперматозоид. Активность сперматозоидов сохраняется в течение 2-3 часов после акросомной реакции, после чего они становятся непригодны к оплодотворению.
Стоит отметить, что помимо огромного количества факторов, влияющих на успешное оплодотворение, в числе которых время зачатия, рацион мужчины, наличие стрессов и сопутствующих заболеваний, есть еще один важный момент. Учеными доказано, что на активность сперматозоидов оказывает влияние время года. Так в холодные месяцы осени и зимы сперматозоиды проявляют максимальную активность и максимально сконцентрированы в семенной жидкости. Именно поэтому многие репродуктологи советуют планировать зачатие на период с октября по февраль. Есть и еще одна особенность ориентирования на время года: в холодные месяцы гораздо больше вероятность зачатия мальчика, так как в жаркое время количество Y-хромосом в сперматозоидах резко снижается из-за неустойчивости к высоким температурам.
Качество спермы
Сбои в процессе формирования и созревания сперматозоида, уменьшение количества активных клеток и их подвижности, сопутствующие нарушения хромосомного ряда могут повлиять на репродуктивную функцию мужского организма. Мужское бесплодие требует ряда исследований и анализов для точной постановки диагноза и формирования методов лечения.
От качества спермы зависит способность мужчины к оплодотворению. Важный показатель - количественный и качественный состав сперматозоидов в эякуляте. Для его оценки используется спермограмма.
Число сперматозоидов, их концентрация и морфология может значительно отличаться у одного и того же мужчины – в зависимости от множества факторов (длительности полового воздержания, рациона питания, интенсивности нагрузок, применения лекарственных средств и т.д.).
Если сперматозоиды «застаиваются» в мужском организме слишком долго, то они становятся непригодны к выполнению своей «работы». Оптимальный для зачатия качественный и количественный состав сперматозоидов достигается у здорового мужчины при половой жизни раз в два дня.
Однако, если при всех прочих благоприятных факторах зачатие так и не наступает, следует обратиться к специалисту и сдать сперму на анализ.
При мужском факторе бесплодия, при низких показателях качества спермы показано лечение с применением процедур ЭКО, ИКСИ. В последнем случае достаточно всего лишь одного сперматозоида нужного качества для того, чтобы успешное зачатие состоялось.
18. Сперма. Строение сперматозоида
Спе́рма семя, эякулят - жидкость (мутная, вязкая, опалесцирующая, светло-серого цвета), выделяемая приэякуляции (семяизвержении) самцами животных, Сперма – смесь спермиев (половых клеток самца) и плазмы (сыворотки).
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). Установлено, что сперматозоиды более устойчивы к воздействию ионизирующей радиации, чем незрелые 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.
19. Сперма. Свойства сперматозоидов
Спе́рма (семя, эякулят - жидкость (мутная, вязкая, опалесцирующая, светло-серого цвета), выделяемая приэякуляции (семяизвержении) самцами животных, Сперма – смесь спермиев (половых клеток самца) и плазмы (сыворотки).
Половые клетки самцов – это жгутиковые клетки, имеющие своеобразную бичевидную форму, с последовательным размещением основных органелл, что позволяет выделить в каждой из них головку, шейку, тело (связующий отдел) и хвостик.
Головка сперматозоида является самой существенной и объемной его частью. У животных с внешним оплодотворением она симметрична, имеет правильную форму (например, у щук – шаровидная). У животных с внутренним оплодотворением форма головки асимметричная, что обеспечивает вращение спермия вокруг продольной оси и прямолинейное поступательное его движение. Так, у сперматозоидов петуха она пиявкообразная, у самца полевой мыши – серповидная, а у представителей сельскохозяйственных млекопитающих головка имеет грушевидную форму, но с уплощенной поверхностью одного края, что в целом придает ей вид ковша.
Многие неблагоприятные воздействия, например, кислая среда при воспалительных процессах в половых путях самки, могут вызвать набухание головки, что приводит к утере способности сперматозоидов к вращению, а следовательно, и к прекращению поступательного прямолинейного движения.
Большая часть головки у сперматозоидов занята ядром, а самая передняя образует головной чехлик с акросомой (acros – верхний, крайний, soma – тело). В акросоме видоизмененный пластинчатой комплекс накапливает ферменты (гиалуронидаза, протеазы), с помощью которых сперматозоиды проходят через вторичные оболочки яйцеклеток к оволемме, чтобы обеспечить оплодотворение. При этом разрушаются межклеточные связи, формируемые гиалуроновой кислотой в лучистом венце, а также гликопротеиды основного вещества прозрачной оболочки.
Позади ядра, в шейке клетки, расположены одна за другой две центриоли центросомы – проксимальная и дистальная. Проксимальная центриоль лежит в цитоплазме свободно, при оплодотворении она вносится в яйцеклетку для образования клеточного центра зиготы. Дистальная связана с осевой нитью, представляющей собой специальную органеллу сперматозоида – сократительный аппарат, которая вырастает из этой центриоли на стадии его формирования.
Состоит осевая нить, как и любая ресничка или жгутик, из 9 периферических дублетов тубулиновых микротрубочек, соединенных короткими динеиновыми мостиками (ручками), и центрального, микротрубочки которого связываются длинными радиальными нитями с определенными периферическими дублетами, что формирует только одну плоскость сокращения самой осевой нити. Это, в свою очередь, обеспечивает биение хвостика тоже в одной только плоскости.
В области тела сперматозоида вокруг осевой нити выстраиваются в виде спирально закрученной цепочки митохондрии (спиральная нить), богатые АТФ. Здесь же скапливаются значительные запасы гликогена. Таким образом формируется энергетический центр половой клетки самца.
В области хвостика цитоплазма быстро убывает, так что в его конечной части осевая нить одета только плазмолеммой.
Величина мужских гамет у представителей разных классов и видов животных колеблется в широких пределах.
Учитывая то обстоятельство, что для организма самки сперматозоиды выступают в роли генетически чужеродных клеток, они подвергаются массированной атаке со стороны ее защитных клеточных и гуморальных факторов, а поэтому вынуждены еще в канале придатка семенника приобретать дополнительную липопротеиновую оболочку за счет секретов эпителиоцитов для маскировки своих антигенов. Здесь же в плазмолемме сперматозоидов создается устойчивый отрицательный ионный потенциал, что обеспечивает их взаимное отталкивание и свободное продвижение вперед против слабого встречного тока жидкости (реотаксис), образующейся за счет усиления секреторной активности генитальных желез самки в эстральную фазу полового цикла.
Скорость движения сперматозоидов составляет 2-5 мм в минуту. Такая скорость позволяет им в течение 6-9 часов достигать передней трети яйцеводов, где и осуществляется оплодотворение.
Для успешности оплодотворения необходимо, чтобы до яйцеклетки дошло, как минимум, несколько десятков тысяч мужских гамет. В пути их большая часть погибает. Поэтому природа проявляет в основном вопросе продолжения жизни необычайную щедрость при общей своей рациональности и скупости. При естественном осеменении во влагалище (коровы, овцы, козы) или в матку (кобылы, свиньи) вводится огромнейшее количество сперматозоидов. Их в одном эякуляте спермы насчитывается:
Мужчины – 300-500 млн., хряк – 40-50 млрд.,
бык – 4-14 млрд., баран – 2-4 млрд.,
жеребец – 3-15 млрд., петух – 0,3-0,4 млрд.
Губительный эффект на сперматозоиды оказывают высокая температура, ультрафиолетовое облучение, кислая среда, соли тяжелых металлов. Неблагоприятное влияние проявляется при воздействии радиационного излучения, алкоголя, никотина, наркотических веществ, антибиотиков и других сильнодействующих лекарственных препаратов. Влияние всех перечисленных факторов надо учитывать при организации процессов воспроизводства, равно как и сроки переживаемости сперматозоидов в половых путях самок:
Крольчих – 8-12 часов, кур – 30-40 дней,
коров – 25-30 часов, женщин – 5-8 дней. овец – 30-36 часов.
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 — мужская половая клетка способная к передвижению, функцией которой является оплодотворение яйцеклетки.
Его строение, размеры и способность к передвижению напрямую связаны с условиями участия в процессе оогамии. Так называют оплодотворение, при котором половые клетки самца и самки резко отличаются по форме, размеру и функциям.
Строение сперматозоида соответствует его функциональному предназначению, которое состоит в преодолении половых путей женщины и передаче генетической информации в яйцеклетку.
Сперматозоид состоит из:
- головки
- шейки
- средней части
- хвоста.
Эллипсоидной формы головка состоит из:
- акросомы
- центросомы.
Акросома находится в передней части головки и представляет собой модифицированный комплекс Гольджи. Она содержит пятнадцать литических ферментов.
Наиболее важные из них гиалуронидаза и трипсиноподобный акрозин.
Во время контакта с яйцеклеткой происходит выброс этих ферментов на оболочку яйцеклетки и образование отверстия для проникновения сперматозоида.
За акросомой находится ядро , в котором находится генетический материал. В нём содержится 23 хромосомы, которые при оплодотворении сливаются 23 хромосомами яйцеклетки и дают начало новому организму.
Одна из 23 хромосом сперматозоида является половой, от неё зависит пол будущей особи. Если сперматозоид содержит Х-хромосому, то рождается особь женского пола, а если Y мужского.
Центросома находится в задней части головки, ближе к средней части сперматозоида. Она является центром системы микротрубочек и обеспечивает двигательную функцию хвоста. Гипотетически она задействована в соединении ядер зиготы и первом делении её клеток.
Шейка сперматозоида — это сужающаяся область за головкой, в котором она соединяется с телом сперматозоида. Она имеет гибкую структуру, что позволяет головке совершать колебательные движения.
За шейкой сперматозоида расположена средняя часть, иногда называемая телом. В ней находится митохондрион спиралевидной формы с 28 митохондриями. Накопленная им АТФ, задействуется для движения сперматозоида. Внутри спирали митохондриона расположен скелет жгутика, состоящий из микротрубочек.
Хвост сперматозоида находится за средней частью. Он значительно длиннее и уже неё. Сперматозоид перемещается благодаря кнутоообразным движениям хвоста, в котором находится две центральных и девять периферических пар микротрубочек.
Открытие сперматозоида
Первым, кто открыл сперматозоид, был друг известного голландского натуралиста Антони ван Левенгука Иоганн Гамм. Именно он сообщил Левенгуку о «семенных зверьках» в 1677 году.
Не можете справиться с простатитом?
Популярные препараты зачастую снимают лишь симптомы простатита на время. Болезнь не уходит, а продолжает прогрессировать и снижать половое влечение и вызывать ускоренное семяизвержение!
Средство поможет не только улучшить мочевыведение, уменьшить отек простаты, но и вернуть потенцию и укрепить иммунитет.
Он обладает следующими свойствами:
- Устраняет воспаление и боль
- Устраняет жжение при мочеиспускании
- Снимает отек предстательной железы
- Возвращается потенция
- Вы снова почувствуете мужскую силу и прилив энергии!
Как всегда доводить девушку до оргазма?
Остальные секреты незабываемого секса вы можете узнать на страницах нашего портала.
Но заслуга Левенгука состоит в том, что он первым детально описал их, задокументировал наблюдения и отослал результаты в Лондонское Королевское общество.
Особенно удивительно то, что Левенгук работал, не используя микроскопа и не имея высшего образования. У него был талант к изготовлению линз, одна из которых обладала способностью к увеличению в 270 раз, и очень хорошее зрение.
Линзы тогда были размером с горошину, и прикладывать их приходилось прямо к глазу.
Самого Левенгука открыл для мира другой известный учёный Грааф, написавший в 1673 году секретарю Лондонского Королевского общества об удивительном изобретателе, увеличительные приборы которого превосходили известные на то время.
В том же году Грааф умер, не дожив и до 33 лет. Если бы не он, то Левенгук мог и не получить нужной ему поддержки, и мир узнал о сперматозоидах значительно позже.
В знак признания его заслуг, Левенгук всё-таки был принят в Лондонское Королевское общество, несмотря на то, что многие его члены сначала высокомерно относились к учёному.
Левенгук придерживался другого мнения, считая их будущей особью в зародышевом состоянии. Оплодотворяющая функция сперматозоида была позже доказана итальянским учёным Ладзаро Спалланцани. Сам же термин «сперматозоид» впервые был введён Карлом Эрнстом фон Бэром.
Особенности строения сперматозоида
Строение сперматозоида, как половой клетки, являющейся высокоспециализированной, имеет ряд отличительных особенностей, в сравнении с соматическими клетками.
Главные особенности таковы:
- в сперматозоиде намного меньше цитоплазмы, т. к. она менее значима, чем ядро;
- ядро содержит гаплоидный набор хромосом, то есть хромосомы без пары;
- обмен веществ находится на низком уровне, потребление энергии минимально;
- имеет жгутикообразный хвост для передвижения.
Истории наших читателей!
"Появились проблемы с «мужским» здоровьем из-за работы и навалившихся проблем. Классические таблетки для потенции врач запрещает пить, потому что они влияют на сердце и давление.
Узнал о шипучих таблетках, состав которых полностью натурален, а значит и полностью безопасен даже при гипертонии. После того как начал их принимать, все нормализовалось и улучшилось в разы!"
Размеры сперматозоида
Сперматозоид одна из самых мелких клеток в человеческом организме.
Его размеры составляют:
- длина 55 мкм;
- ширина 3,5 мкм;
- высота 2,5 мкм
Длина головы составляет 5 мкм, средняя часть 4,5 мкм, хвост 45 мкм.
Особенности мужских сперматозоидов
Некоторые важные особенности мужских гамет обеспечивают их эффективное функционирование в жёстких условиях. Это:
- отрицательный электрический заряд, не позволяющий протекать процессу в эякуляте;
- способность активно передвигаться со скоростью до 5 см в час, благодаря движениям жгутикоообразного хвостика;
- жидкокристаллическое состояние цитоплазмы, позволяющее выдерживать нахождение в неблагоприятной среде.
Свойства мужских гамет
Сперматозоид резко отличается от яйцеклетки по многим параметрам. Фактически они сходны лишь гаплоидным набором хромосом.
Основными свойствами гамет мужчины являются:
- способность к активному движению;
- небольшие размеры;
- наличие ферментов, способных расщепить мукополисахаридную оболочку яйцеклетки;
- отсутствие запаса питательных веществ;
- выработка в большом количестве.
Срок жизни сперматозоида
После 64 дней созревания сперматозоиды остаются в придатках яичек примерно 30 дней, после чего гибнут. До 24 часов они могут в сперме, в зависимости от параметров среды.
При попадании в агрессивную для них кислую среду влагалища, сперматозоиды быстро гибнут.
По данным ВОЗ через два часа после полового акта во влагалище уже не остаётся живых сперматозоидов.
Если они попадают в матку, шейку матки или фаллопиевы трубы, они могут быть живыми до трёх суток.
Важность процесса движения
Кислотность агрессивной для сперматозоидов среды влагалища неоднородна, и их движение направлено в сторону уменьшения кислотности.
Именно поэтому так важна скорость перемещения мужской гаметы, ведь чем дольше нахождение в более агрессивной среде, тем больше вероятность её гибели.
Важно также, что сперматозоиды способны воспринимать аттрактанты, особые химические вещества, способные стимулировать движение к источнику их выделения. Доказано их выделение яйцеклеткой, что и способствует направленному движению сперматозоидов.
Мобильность сперматозоидов имеет большее значение, чем их количество в . Об этом хорошо известно врачам-андрологам. Заболевание, при котором половые клетки мужчины живы, но не способны перемещаться, называется акиноспермией.
Процесс оплодотворения
Попав во влагалище с эякулятом, сперматозоиды начинают движение к шейке матки, а затем в матку. Большая часть их гибнет в неблагоприятной среде влагалища спустя два часа. В шейке матки выделяется слизь, которая также препятствует их дальнейшему движению.
Для успешного осуществления процесса, дальнейшее движение должно продолжать не мене 10000000 сперматозоидов.
Оплодотворение яйцеклетки происходит в расширяющейся около яичника части маточной трубы.
Следующим препятствием для доступа к яйцеклетке становится лучистый венец пласт фолликулярных клеток вокруг неё.
Этот слой должен быть разрушен ферментами акросом сперматозоидов. Большое количество сперматозоидов, стремящихся достигнуть яйцеклетки, разрушают структуру, лучистого венца.
Первый сперматозоид, достигнувший блестящей оболочки яйцеклетки, имеет больше всего шансов оплодотворить яйцеклетку.
Затем, сперматозоид с помощью ферментов акросомы растворяет мукополисахаридную оболочку яйцеклетки, создавая отверстие для головки. После этого его головка проникает внутрь яйцеклетки. При этом тело и хвост остаются за её пределами. Во время слияния гаплоидных яйцеклетки и сперматозоида образуется диплоидная зигота, содержащая 46 хромосом.
