Анатомия сперматозоидов человека — информация:

Что такое сперма

Это биологическая жидкость, вырабатывающаяся в организме мужчины. Продуцируется в семенниках под действием гормонов. Химический состав спермы можно назвать весьма непростым, поскольку он насчитывает более 20 компонентов. Важными веществами считают:

1. Фруктозу (входит в состав аминокислот).
2. Лимонную кислоту.
3. Калий и цинк в высокой концентрации.
4. Медь, сера и кальций.
5. А также витамин: C, B, E и A.

По характеристикам эякулят – это щелочь, если верить химии. Условно органическую жидкость можно разделить на 2 части:

• первичные половые клетки;
• плазма семени (секрет мошонки и семенников).

Половой орган мужчины под действием гормонов вырабатывает жидкость, в ее состав входят: белки, жиры, витамины, простые углеводы, ферменты и даже гормоны. Еще одно вещество, считающееся составляющим плазмы – это минералы, они также находятся в эякуляте и отвечают за уникальность состава.

Регулирование химических веществ

В некоторых случаях аномалии, наблюдаемые в дикой природе, связаны не с теми химическими веществами, которые воздействуют на людей. Но все они способны нарушать нормальное функционирование гормонов, диктующее репродуктивное здоровье.

В Великобритании Министерство окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства в настоящее время разрабатывает стратегию решения этих проблем. В Европейском союзе изменяют регулирование химических веществ, чтобы предотвратить замену запрещенных веществ другими, не менее вредными.

В конце концов, давление общества может привести к более строгому вмешательству закона, но так как эти вещества невидимы и куда меньше бросаются в глаза, чем пластиковые трубочки, добиться перемен может быть сложно.

Влияние EDC

EDC проникают в эмбрион через организм матери, чья подверженность влиянию этих веществ во время беременности до некоторой степени определяет, будет ли гормональное развитие эмбриона нарушено. Это означает, что текущее количество сперматозоидов рассказываем нам не о сегодняшней окружающей среде, а о среде, которая была в те времена, когда мужчины еще находились в утробах своих матерей. Эта окружающая среда, несомненно, становится все более загрязненной.

Но нарушения вызывает не какое-то одно конкретное вещество. Разные типы привычных веществ, которые обнаруживают во всем — от жидкого мыла до пестицидов, пластика и пищевых добавок, — могут нарушать нормальную работу наших гормонов.

Некоторые вещества, такие как контрацептивные препараты или добавки для роста животных в скотоводстве, изначально были разработаны для влияния на гормональное регулирование, но теперь их находят повсюду в окружающей среде.

Что представляет собой сперматозоид?

Сперматозоидом называют созревшую мужскую половую клетку.

Процесс, в ходе которого осуществляется появление и созревание половых клеток мужчин, называют сперматогенезом. Происходит он в семенных канальцах, которыми наполнена мошонка зрелого мужчины приблизительно на 89%. Данный процесс начинает свою активность, когда в организме происходит выработка и выброс полового гормона, у подростков это называют половым созреванием. Это может начаться в любом возрасте в зависимости от организма человека, а впоследствии данные действия происходят регулярно и совершенно естественно.

Основной функцией сперматозоидов является оплодотворение яйцеклетки, что происходит после интимной близости. В процессе этого происходит передача генетических сведений отца в яйцеклетку матери, то есть сливаются две клетки и образуется околоплодный пузырь, в котором будут присутствовать хромосомы обоих родителей.

Сперматозоид – это самый подвижный элемент в организме. В нем есть ядро, щека, тело и жгутик, за счет которого происходит передвижение во влагалище. Некоторые специалисты называют жгутик хвостом клетки.

В ядре находится самое важное, а именно наличие отцовского генетического материала. Головка клетки расположена так, что впереди есть акросома, с ее помощью осуществляется проникновение для последующих действий

Шейка и тело имеют состав из митохондрий и спиральной нити, что позволяет сперматозоиду беспрепятственно передвигаться по влагалищу.

Основной качественной характеристикой является подвижность клетки, что происходит при помощи каждого однотипного удара жгутика.

В семенной жидкости важно не количество, а качество, или активность клеток. Если при исследовании выявляется менее 40 таких единиц, то это может свидетельствовать о патологии в организме и о снижении шанса успешно зачать

Регулярно проводятся исследования в области гинекологии и урологии, и сейчас при диагностировании астенозооспермии выполняется процедура, в ходе которой искусственным образом доктора осуществляют повышение активности сперматозоидов и увеличивают скорость их передвижения.

Причина обратного явления в том, что в организме может присутствовать инфекция, воспаление, бактерии или такие факторы, как бесплодие и врожденная патология.

В медицинской практике известны и случаи, когда в сперме вовсе отсутствуют сперматозоиды, – азооспермия. В основном такая патология появляется из-за врожденного нарушения, а также при воздействии сильных токсинов, например алкоголя, наркотиков и радиации.

Патологии семенных пузырьков и их лечение

• Семенной везикулит (также сперматоцистит) – воспаление семенных пузырьков, которое чаще всего причиняется бактериальной инфекцией. Симптомами сперматоцистита могут быть:
  • боли неопределенного характера в области спины;
  • болевые ощущения внизу живота;
  • боли в половом члене, мошонке или в области промежности;
  • болезненное семяизвержение;
  • гемоспермия (примесь крови в сперме);
  • проблемы с мочеиспусканием;
  • эректильная дисфункция.

Семенной везикулит лечится, как правило, при помощи антибиотических средств.

• Гипофункция семенных пузырьков – состояние, характеризующееся снижением активности этих желез. Патология приводит к высокой вязкости семенной жидкости и пониженному содержанию фруктозы в ней . Сперматозоиды в такой сперме имеют очень низкую подвижность – т.н. астенозооспермия. Лечение гипофункции семенных пузырьков проводится с применением медикаментозной терапии (хорионический гонадотропин человека, тестостерон в низких дозировках или кломифен цитрат) либо путем хирургического вмешательства, которое используется в случае обструкции семявыводящих протоков.
• Другие болезни семенных пузырьков включают врожденные аномалии (например, агенезия, гипоплазия и кисты), приобретенные кисты, шистосомоз, опухоли и пр. Злокачественные опухолевидные поражения этих желез крайне редки, тем не менее, встречаются такие заболевания, как первичная аденокарцинома, саркома и плоскоклеточный рак.

Общее описание

Исследование спермы (спермограмма) — это важная часть диагностики мужского бесплодия и патологии мужской половой сферы. При анализе спермы определяют ее количественные, качественные и морфологические показатели. Физические параметры: объем, цвет, рН, вязкость, скорость разжижения; количественные характеристики: количество сперматозоидов в 1 мл и во всем эякуляте, их подвижность; морфологические параметры: содержание нормальных форм, с патологией, наличие агглютинации и клеток сперматогенеза, а также содержание лейкоцитов, эритроцитов, слизи. Для этого эякулят исследуют визуально и под микроскопом с применением специальной окраски.

Показания к назначению спермограммы

• выявление мужского фактора в бесплодном браке;
• простатит;
• варикоцеле;
• инфекции и травмы мужских половых органов;
• гормональные нарушения;
• подготовка к ЭКО или ICSI.

Требования к образцам биоматериала

Материал для исследования собирается путем мастурбации в специальную стерильную посуду после не менее чем 2-дневного, но не более 7-дневного воздержания. В этот период запрещается употребление алкоголя, нельзя принимать лекарственные препараты, посещать баню или сауну, подвергаться воздействию УВЧ.

Терминология, применяемая для характеристики нарушений в спермограмме

• нормоспермия — нормальная сперма;
• олигоспермия — снижение объема эякулята менее 2 мл;
• полиспермия — повышенное количество сперматозоидов в эякуляте или его увеличенный объём (более 8-10 мл);
• олигозооспермия — снижение количества сперматозоида в эякуляте менее 20 млн в 1 мл;
• астенозооспермия — снижение подвижности сперматозоидов;
• аспермия — отсутствие в эякуляте сперматозоидов и клеток сперматогенеза;
• азооспермия — в эякуляте отсуствуют сперматозоиды, однако присутствуют клетки сперматогенеза и секрет простаты;
• гемоспермия — наличие эритроцитов в сперме;
• лейкоциотоспермия — число лейкоцитов в эякуляте превышает 1 млн/мл;
• пиоспермия — наличие гноя в сперме;
• тератоспермия — наличие в эякуляте более 50% аномальных форм спермиев.

Патологические изменения в спермограмме вызывают

• генетические (врожденные) заболевания — 80%;
• токсическое воздействие на организм алкоголя, лекарственных средств, рентгеновского и радиоактивного излучения — 80%;
• воздействие соединений свинца, ртути — 80%;
• хронические воспалительные заболевания мужских половых органов: простатит, везикулит и др. — 70%;
• варикоцеле — 80%;
• гормональные нарушения — 80%;
• нарушение проходимости семявыносящих протоков — 80%.

При диагностике мужского бесплодия при результатах, отличных от нормы, необходимо через 1-2 недели пересдать спермограмму. При оценке же ее результатов, следует помнить, что у одного и того же мужчины в течение года показатели спермы могут значительно изменяться, соответственно, мужчины даже с более низкими показателями могут быть фертильны.

Благоприятная температурный режим

Некоторые неправильно считают, что жизнь сперматозоида на воздухе и в презервативе продолжительна и не уступает пребыванию во влагалище. Но во внешней среде половые клетки практически разлагаются, так как им нужна подходящая температура. Не многие знают о том, что злоупотребление алкоголем, походами в баню, сауну и работой в цеху, где плавится металл, может способствовать снижению активности сперматозоидов. Оптимальная температура мошонки как внутри, так и снаружи – это 37 °C, и те, кто желает в скором времени зачать малыша, должны исключить контакт с вышеописанными факторами.

На вопрос, сколько живут сперматозоиды, можно дать ответ – несколько дней, но не стоит путать жизнь и активность. Клетки действительно сохраняют свою способность к жизни, но оплодотворение с их помощью уже невозможно. Однако существует процедура замораживания спермы жидким азотом, и такие семенные жидкости хранятся десятками лет.

Репродуктивная медицина – это то, что решило множество проблем человечества в ситуации, когда пара не может иметь детей или женщина решает родить малыша только для себя

Теперь доктора могут замораживать сперму и при этом сохранять ее основную функцию, что крайне важно, соответственно, через некоторое время достаточно извлечь контейнер и провести операцию по искусственному оплодотворению

Движение и подвижность

Способность двигаться у спермия приобретается за счет наличия хвостика-жгутика. По время движения хвостик интенсивно вращается вокруг своей оси, придавая гамете нужное ускорение. Движется клетка со скорость 0,1 мм в секунду или 30 сантиметров в час. Это невиданная скорость для таких маленьких клеток, именно она позволяет им избежать гибели в кислой среде влагалища и добраться до ампулярной части фаллопиевой трубы (именно там находится вышедшая из фолликула и готовая к оплодотворению яйцеклетка).

Движение начинается за доли секунд до оргазма. Малоподвижные и пока неактивные спермии, вяло ворочая по инерции хвостиками, направляются по семявыводящим путям, подталкиваемые сокращением мышц семенных канальцев, семявыносящего протока. Происходит семяизвержение, в ходе которого пассивные спермии получают солидную дозу сока простаты. Это их заметно бодрит.

А дальше начинается сражение за первенство. Плыть маленьким, но очень упрямым сперматозоидам приходится против течения. Семенная жидкость стремится к выходу из влагалища, а крошечные клетки – по половым путям выше. Куда плыть, каждый спермий «знает» на генетическом уровне. Акросома в головке очень чувствительна к кислотности и «направляет» всю клетку туда, где кислотность ниже, то есть из влагалища в матку, а оттуда в фаллопиевы трубы.

Семенная жидкость помогает только на начальном этапе – она немного снижает кислотность внутри женского влагалища, затем она попросту вытекает, исчерпав свои возможности. Часть гамет погибает еще на старте, часть – при прохождении влагалища, часть – при прохождении цервикального канала шейки матки. До яйцеклетки добирается лишь незначительный процент «пловцов». Обычно это самые сильные, здоровые и подвижные клетки, слабые «сходят с дистанции» раньше.

Чтобы зачатие все-таки состоялось, из общего количества клеток, попавших после семяизвержения во влагалище, до ампулярной части фаллопиевой трубы должно добраться не менее 10 тысяч спермиев. Все они дружно атакуют яйцеклетку, активируя ферменты акросомы. Тот, кто первым сделает брешь в защитной оболочке женской клетки, с большой долей вероятности и оплодотворит ее. Сразу после этого оболочки становятся непроницаемыми для остальных «соискателей» и они через несколько дней погибают.

Ученые выяснили, что в ходе движения сперматозоиды способны на настоящие чудеса, объяснить которые с точки зрения науки пока не удается. Так, мужские гаметы могут не только пробиваться против течения, но и преодолевать препятствия, а также заниматься активным поиском. До сих пор неясно, каким именно образом сперматозоиды находят яйцеклетку в широкой части маточной трубы, но они никогда не используют метод хаотичного брожения (авось, попадется яйцеклетка), все спермии четко плывут только туда, где она расположена, безошибочно определяя направление (правая или левая труба), место дислокации клетки в ампулярной части трубы, а также ее готовность к зачатию.

При патологических формах гамет, если у сперматозоида нарушена структура головки, хвостика, имеется сразу два или три хвостика, клетка не сможет полноценно двигаться, она будет кружиться на месте, пока ее не убьет кислотность во влагалище, или поплывет зигзагами, или же вообще отправится вместе с семенной жидкостью в обратном направлении – к выходу из влагалища.

Зарождение

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 и функция сперматозоида

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

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

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

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

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

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

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

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

Источники

1. Gonzales GF. Function of seminal vesicles and their role on male fertility. Asian J Androl. 2001 Dec; 3: 251-258.
2. Gonzales GF., Kortebani G., Mazzolli AB. Hyperviscosity and hypofunction of the seminal vesicles. Arch Androl. 1993 Jan-Feb; 30(1):63-8.