Половые клетки

 

Открытие сперматозоидов

Впервые сперматозоиды были описаны голландским микроскопистом Антони ван Левенгуком в 1677 году. По сообщению самого Левенгука о «семенных зверьках» (так назвал их Левенгук) ему сообщил его друг, студент-медик Иоганн Гам (Johan Ham). И хотя формально открытие сперматозоидов принадлежит Гаму, детально рассмотрел, зарисовал и описал сперматозоиды Левенгук. Первыми были открыты сперматозоиды человека, вскоре Левенгкук описал сперматозоиды многих животных. Левенгук сразу высказал предположение, что «семенные зверьки» участвуют в зачатии, о чём сообщил специальным письмом в Британское Королевское научное общество. Однако на протяжении ещё почти века в науке доминировала точка зрения, что сперматозоиды являются паразитическими организмами в сперме, а оплодотворяет сама семенная жидкость. Термин «сперматозоид» появился только в начале XIX века. Его ввёл академик Петербургской Академии наук, немец по происхождению Карл Эрнст фон Бэр.

сперматозоид крупным планом

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

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.^[1]

Сперматозоид в фаллопиевой трубе

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.

Сперматозоиды человека перемещаются с огромной скоростью до 4 мм в минуту, самые медленные движутся со скоростью 1 мм в минуту. При этом представьте, что размер сперматозоида всего 55 мкм в длину другими словами это 0,055 мм. Средняя длина пути в маточной трубе 175 мм, таким образом, для преодоления этого пути сперматозоидам необходимо 44 минуты, но это в теории, на практике на это уходит 3 дня. Одной из причин того, что путь сперматозоидов занимает так много времени, потому что они двигаются против тока жидкости. Только каждый 5-й сперматозоид движется в правильном направлении, после эякуляции.

После периода созревания, составляющего около 64 дней, сперматозоид может сохраняться в организме мужчины до месяца. В эякуляте они способны выжить в зависимости от условий среды (свет, температура, влажность) до 24 часов. Во влагалище сперматозоиды погибают в течение нескольких часов. В шейке матки, матке и фаллопиевых трубах сперматозоиды остаются живыми до 3 суток. Однако некоторые из особо успешных сперматозоидов смогут прожить около 70 лет.

Одни из самых больших сперматозоидов в мире у крыс 170 мкм в длину. Большое количество млекопитающих, включая человека, имеют одни из самых маленьких клеток спермы, всего лишь 40 мкм в длину.
Самые большие сперматозоиды у крошечной плодовой мухи дрозофилы бифуркации, если выпрямить ее спиральные клетки их длинна, окажется равной 2,5 см.

Сперматозоидам нужно 2 с половиной месяца чтобы вырасти, возникает вопрос, где все это время находятся сперматозоиды.
Хранение и дозревание сперматозоидов происходит в придатке яичка, в среднем в каждом придатке яичка хранятся 150- 200 млн. сперматозоидов. Примерно 1 неделю занимает прохождение и хранение сперматозоидов через придаток яичка. В отсутствии семяизвержений сперматозоиды накапливаются в хвосте придатка яичка, где они могут оставаться жизнеспособными в течение нескольких недель. Неэякулированные «старые» сперматозоиды подвергаются процессу уничтожения – фагоцитоза.

Яйцеклетка (ovum, ovum, egg cell) – женская половая клетка, крупная, округлой формы, созревание и «хранение» которой происходит в яичнике. Её ядро имеет гаплоидный набор хромосом. Человеческая яйцеклетка имеет диаметр примерно 150 мкм, ее цитоплазма (ооплазма) богата митохондриями, элементами эндоплазматичсского ретикулума, свободными рибосомами, РНК, желточными включениями. По периферии расположены кортикальные гранулы. Яйцеклетки образуются в результате овогенеза. После оплодотворения из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) развивается эмбрион. При партеногенезе эмбрион, а затем новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. К моменту рождения девочки все ее яйцеклетки сформированы; потом в каждом менструальном цикле происходит их отбор и избирательное созревание. Развивающаяся клетка называется ооцитом. После созревания она выходит из яичника и движется через маточную трубу благодаря ее сокращениям в полость матки. Выход одной зрелой клетки в полость тела матки называется овуляцией. Это происходит в среднем раз в 28 дней. После оплодотворения сперматозоидом клетка закрепляется в слизистой оболочке тела матки, и начинается развитие плода (беременность). Если оплодотворения не произошло, клетка погибает в течение 5-6 дней после овуляции и выходит вместе с менструальной кровью. Иногда женская половая клетка не созревает или созревает слабой, нежизнеспособной. Встречаются случаи, когда она не может выйти из фолликула из-за толстых стенок яичника. При плохой сократимости маточных труб клетка не сможет пройти через них, и тогда, в случае ее оплодотворения, может развиться внематочная беременность. Яйцеклетки подвержены мутации, особенно у женщин старшего репродуктивного возраста. Это связано с тем, что они являются самыми долгоживущими клетками в организме.