Спермиогенез. Созревание сперматозоидов в яичках
Обновлено: 25.04.2024
«Мужчина без детей должен сначала обратиться в частный центр или урологическую клинику. Мужчин диагностировать гораздо легче, чем женщин. Потому что при обнаружении подряд сперматозоидов у мужчин (спермограмма), в сданных образцах есть живые клетки или при отсутствии живых клеток, мужчине можно сразу составить дорожную карту.
. Каковы причины мужского бесплодия?
«Причинами мужского бесплодия могут быть проблемы с гипофизом или центрами над ним, проблемы с выработкой спермы, проблемы с транспортом спермы, генетические проблемы или гормональные проблемы».
ДВОЙНАЯ ОБСТРУКЦИЯ И НАРУШЕНИЯ ТРАНСПОРТА СПЕРМЫ
. Как возникают обструкция протоков и нарушения транспорта спермы?
. Какое количество сперматозоидов в норме должно быть в сперме?
«Обычно полезно иметь примерно двадцать миллионов сперматозоидов на миллилитр в сперме. При наличии около сорока миллионов сперматозоидов может развиться спонтанная беременность. Он может развиваться в меньшей степени, но скорость постепенно снижается».
ЧТО ЗНАЧИТ КАЧЕСТВЕННАЯ СПЕРМА?
. Что значит иметь качественную сперму?
''Сперма; это трехчастная органелла с головкой, шейкой, хвостом; Итак, мы говорим о зоопарке. Но головы у них нормальные; Разрывы примерно в 70 процентов должны быть очень маленькими. Голова не должна быть круглой. У них есть дополнительные органеллы на шее, и они не могут их бросать, или у них двойной хвост. Некоторые сперматозоиды имеют короткие хвосты. Хотя у него есть хвост, он не может двигаться, потому что в нем отсутствуют органеллы. Хотя эти сперматозоиды являются сперматозоидами, они не могут найти и оплодотворить яйцеклетку. В результате возникает бесплодие, то есть отсутствие ребенка.
. Что такое азооспермия? Насколько часто это встречается у мужчин?
«Вообще, мужчин неоднократно проверяют на спермограмму. Если в результате спермограммы нет сперматозоидов, это называется азооспермией. Не должно быть живых или неживых клеток.
ПРОБЛЕМЫ, ВЫЗВАННЫЕ АЛКОГОЛЕМ И КУРЕНИЕМ
. Как алкоголь и курение влияют на качество спермы?
«Слишком большое потребление алкоголя влияет на ферменты печени. Он больше превращает гормон тестостерона в эстроген, разрушая ферменты. Если гормон эстроген увеличивается слишком сильно, он нарушает спермиогенез (созревание сперматозоида). Потому что гормон тестостерон должен быть в определенных значениях в организме. Если его слишком мало, спермиогенез все равно не запустится. Хотя это не основано на доказательствах, видно, что у заядлых курильщиков качество спермы ухудшается, а в яичках повышается содержание кислородных радикалов. По этой причине пациенту рекомендуется уменьшить потребление алкоголя, если он или она много пьет, и не пить, если он курит.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ, ПРИВОДЯЩИЕ К БЕСПЛОДИЮ
. Какие генетические заболевания вызывают мужское бесплодие?
. Что делать мужчине, у которого есть семейная история генетических заболеваний и который хочет стать отцом?
«Если есть генетическая проблема, то есть если она есть у его брата и отца, мы должны знать, есть ли у него заболевание или нет. Если она тоже его вынашивает, у нее будет трудный ребенок, она будет использовать вспомогательные репродуктивные технологии; или никогда не будет. Например, синдром Клайнфельтера (синдром 47, XXY) является наиболее распространенным заболеванием. Поскольку это очень типичные люди, вы можете выбрать их публично, как только увидите. Но их дети, как правило, нормальные, то есть рождаются с 46 хромосомами».
КАКИМ ПАЦИЕНТАМ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ВЫПОЛНЕНИЕ MICRO TESE?
. Что такое процедура Micro TESE?
«Micro TESE — это хирургическая процедура. Если в образцах, сданных пациентом, отсутствуют сперматозоиды, этому пациенту рекомендуется микро-TESE. Эта процедура проводится под местной или спинальной анестезией. Ткани вскрываются и под микроскопом отбираются более полные канальцы, которые могут содержать сперму, и отправляются в лабораторию. Потому что в этих канальцах также есть клетки, которые вырабатывают тестостерон. Если все их принимать, произойдет снижение выработки гормона тестостерона, необходимого больному в дальнейшем. Будет много изменений в будущей социальной жизни пациента и даже в его физических характеристиках. Таким образом, в микро TESE ткань увеличивается, становится более подходящей и берется меньше ткани. Пациент не сильно пострадал».
КАК РАК ВЛИЯЕТ НА РЕПРОДУКТИВНОЕ ЗДОРОВЬЕ?
. Какое влияние на репродуктивное здоровье оказывают такие важные заболевания, как рак?
«Рак мочевыделительной системы чаще встречается в молодом возрасте (около 25-35 лет). Поэтому лучше всего лечат урологические онкологические заболевания. В этих случаях необходимо взять сперму пациента и заморозить ее впрок, если она может дать сперму. Если нет, образец ткани должен быть взят и заморожен. Их можно растворить и использовать повторно, когда вы захотите стать отцом. Людям репродуктивного возраста обязательно стоит заморозить свою сперму, подав пример. Потому что используемые препараты воздействуют на самые быстро делящиеся клетки. Например, клетки крови плюс сперматозоиды и яйцеклетки дегенерируют их и препятствуют их образованию. Или он может уничтожить все клетки там. Когда пациент выздоровеет, он начнет нормальную жизнь и захочет иметь детей, но мы не можем им помочь, потому что у нас нет спермы. Они обязательно должны обращаться в центры; Пусть заморозят свою сперму или яйцеклетки».
КАКОЕ ВЛИЯНИЕ ЛУЧЕВОЙ И ХИМИОТЕРАПИИ НА КАЧЕСТВО СПЕРМЫ?
. Оказывают ли негативное влияние на качество спермы такие методы лечения, как лучевая терапия и химиотерапия?
«Методы лечения, такие как лучевая терапия и химиотерапия, негативно влияют на качество спермы. Они действуют на клетки, которые уже очень быстро делятся. Опухолевые клетки также являются быстро делящимися клетками. Они вызывают дегенерацию головок сперматозоидов и хромосом. Так что ждем два с половиной-три года после химиотерапии. Если стволовые клетки остаются, только тогда мы просим этих пациентов использовать их сперму или яйцеклетки. Потому что он подвергается дегенерации и, вероятно, будет аномалией у детей, которые родятся.
. Можем ли мы сказать, что вероятность отцовства увеличивается после лечения урологических онкологических заболеваний, наблюдаемых у мужчин?
«Если у вас рак яичка; При одностороннем раке яичка азооспермия может возникнуть, как только вы возьмете образец. В зависимости от веществ, выделяемых опухолью, у больного может развиться азооспермия. Но после приема эти мужчины могут иметь детей, если нет проблем с неповрежденным яичком с другой стороны».
СИМПТОМЫ УРОЛОГИЧЕСКОГО РАКА
. Какие симптомы указывают на урологический рак у мужчин?
«Мужские органы снаружи. Поскольку яички находятся снаружи, осмотр очень прост. Как правило, опухоли яичка связаны с отеком. Их просят прикоснуться к себе, чтобы увидеть, есть ли рост или опухоль. Обычно это не вызывает боли; Это вызывает боль в очень развитом контуре. Или, если он не собирает жидкость, он будет набухать. Точно так же, как женщины знают об осмотре груди, чтобы увидеть, есть ли какие-либо массы; Мужчины также могут очень просто посмотреть, есть ли рост. Если с ними что-то случится, если будет нарост, им выгодно сразу обратиться к урологу. Потому что опухоли яичка — одно из заболеваний, которое мы лечим лучше всего.
КАКИЕ ПРОБЛЕМЫ ВЫЗЫВАЮТ НЕОПУЩЕННЫЙ ЯИЧНИК?
. Какие проблемы могут возникнуть в будущем, например, если врожденное яичко не опускается или отсутствует?
Спермиогенез. Созревание сперматозоидов в яичках
Спермиогенез. Созревание сперматозоидов в яичках
Паренхима яичек состоит из долек (lobuli testis), разделенных между собой соединительнотканными перегородками семенной железы (septula testis), которые связаны с более плотной поверхностной соединительнотканной белочной оболочкой, покрывающей весь яйцевидный орган (tunica albuginea testis); соединительная ткань оболочки в заднем отделе яичек образует утолщение — средостение семенной железы (mediastinum testis).
В каждой дольке имеется один или несколько извитых семяобразующих канальцев (tubuli seminiferi contorti).
В интерстициальной ткани между канальцами располагаются группами более крупные полигональные клетки (интерстициальные клетки Лейдига), которые, по мнению многих исследователей, являются местом образования мужского полового гормона. Однако в последнее время эту функцию стали приписывать и самим клеткам в стенках канальцев.
Длина извитого канальца сравнительно большая (70—80 мм); снаружи они покрыты пленкой из фибриллярной ткани (membrana propria). Собственную стенку канальцев образуют несколько клеточных слоев, возникающих из первоначального зародышевого эпителия эмбриональной закладки железы. Среди этих клеток, по сути, различаются два вида: собственно половые клетки, которые у взрослого мужчины при полной половой активности встречаются в различных стадиях развития, и поддерживающие их клетки, или клетки Сертоли.
Поддерживающие, опорные клетки располагаются непосредственно на собственной мембране канальцев, а именно своим более широким основанием, а их сравнительно длинное клеточное тело (до 60 мк), состоящее из мягкой цитоплазмы, проходит радиально через всю стенку извитого канальца по направлению к просвету (lumen). Приблизительно посередине клетки располагается сравнительно бледное, яйцевидное или же треугольное ядро с малым содержанием хроматина и с малым истинным ядрышком. В этом месте тело клетки Сертоли бывает наиболее широким.
Наряду с обычными клеточными органоидами, в их цитоплазме содержатся видимые включения белковых кристалликов в виде длинных игл (кристаллики Шарко). Клетки Сертоли располагаются на сравнительно равномерном расстоянии. Они представляют собой опорные поддерживающие и трофические питательные элементы для развивающихся половых клеток. По мнению некоторых авторов, судя по их мягкой, как бы разлитой цитоплазме, они образуют в стенках канальцев плазмовидное образование.
В паренхиме яичек половые клетки претерпевают определенные процессы развития, называемые у человека и у некоторых домашних животных спермиогенетическими волнами, так что в различных отделах стенок канальцев наблюдаются различные степени дифференциации спермиогенеза. Наоборот, у животных, у которых спермиогенетическая активность ограничивается только периодом спаривания, развитие половых клеток происходит одновременно во всех канальцах.
Процесс спермиогенеза материнской половой клетки спермиогоний протекает в стенке семенного канальца в виде двух основных фаз: фазы спермиоцитогенеза и фазы спермиогистогенеза.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Спермиогенез. Созревание сперматозоидов в яичках
29.1. Компоненты системы: общие сведения
а) яички (1) и семявыносящие пути -
придатки яичек (2),
семявыносящие протоки (3);
б) добавочные железы -
семенные пузырьки (4),
предстательная железа, или простата (5),
бульбоуретральные, или куперовы, железы (6);
Вот наиболее общие сведения о б этих органах.
29.1.1. Яички и семявыносящие пути
29.1.1.1. Яички
2. Д ругие канальцы - начальн ое звено семявыводящих путей (осуществляющее депонирование и выведение сперматозоидов).
29.1.1.2. Придатки яичек
депонирование (хранение) сперматозоидов, в процессе чего происходит дозревание последних,
секреция жидкости - составной части спермы,
29.1.1.3. Семявыносящие протоки
начинаются от нижнего конца (хвоста) придатков,
затем идут вверх и через паховый канал - в брюшную полость,
здесь достигают мочевого пузыря и
впадают в верхнюю (предстательную) часть мочеиспускательного канала .
29.1.2. Добавочные железы
29.1.2.1. Семенные пузырьки
2. Каждый пузырёк - сильно изогнутая трубка с резко суженным концом.
3. Последний сливается с конечной частью семявыносящего протока;
29.1.2.2. Простата
2. Находится сразу под дном мочевого пузыря , окружая начальную часть мочеиспускательного канала -
ту, в которую открываются
семявыносящие протоки и
семенные пузырьки.
4. Простата является одновременно и железистым, и мышечным органом,
т.е. представляет собой совокупность отдельных желёзок, окружённых мышечной и соединительнотканной стромой.
2. Видимо, она обладает и эндо кринными функциями :
стимулирует деятельность яичек и
определяет развитие гипоталамуса по мужскому типу.
3. Мышечные элементы простаты во время эякуляции
выбрасывают секрет из желёзок и
образуют непроизвольный сфинктер мочеиспускательного канала.
29.1.2.3. Бульбоуретральные (куперовы) железы
2. Концевые отделы - альвеоля рно-трубчат ого типа .
29.1.3. Мужской половой член
содержит в своей толще мочеиспускательный канал и
заканчивается головкой члена.
между артериями и венами располагаются многочисленные сосудистые полости.
б) При половом возбуждении
просвет вен закрывается ,
полости переполняются кровью ,
причём, обратный отток крови в артерии тоже становится невозможным (из-за особого устройства их стенки) -
и наступает эрекция.
Теперь рассмотрим строение перечисленных органов более подробно .
29.2. Яички (семенники) и семявыносящие протоки
29.2.1. Общий план строения яичка
29.2.1.1. Оболочки и дольки
с влагалищной полостью (6) между ними;
висцеральный листок серозной оболочки и
белочная оболочка.
средостение яичка (8) - неполную вертикальную перегородку и
лучеобразные перегородки (9), расходящиеся из средостения как из центра.
29.2.1.2. Разновидности канальцев яичка и придатка
Как уже отмечалось ,
а) паренхима яичка и придатка представлена канальцами ,
б) канальцы же по функции можно поделить на две группы -
семяобразующие (сперматогенные) и
семявыводящие.
I. Сперматогенные , или извитые семенные , канальцы (1)
по 1-4 канальца на дольку ;
всего в яичке - 300-450 канальцев .
б) Возле средостения концы петли сливаются
друг с другом ,
а также с концами соседних петель.
в) После этого они продолжаются в канальцы следующего вида.
б) Отсюда нетрудно найти, что
общая протяжённость всех семенных канальцев в обоих яичках - 400-500 м.
II. Семявыносящие канальцы
С одной стороны в образуемую ими сеть впадают прямые канальцы .
располагаются в яичке (на выходе из средостения)
и являются прямыми.
Б. Остальные части канальцев
находятся уже в головке придатка яичка, образуя дольки ,
и являются извитыми.
где переходит в семявыносящий проток (6).
29.2.2. Извитые семенные канальцы
29.2.2.1. Вид на препарате
I. Малое увеличение
а) На препарате любой извитой семенной каналец может многократно попадать в плоскость среза.
II. Большое увеличение
сосуды,
обычные соединительнотканные элементы иинтерстициальные клетки (клетки Лейдига, или гландулоциты ), продуцирующие мужские половые гормоны ( тестостерон и его производные).
29.2.2.2. Собственная оболочка семенного канальца
2. а) Таким образом, в собственной оболочке семенного канальца чередуются (изнутри кнаружи)
два неклеточных и
два клеточных слоя .
б) Данная оболочка является одним из компонентов гематотестикулярного барьера (п. 29.2.3.2):
29.2.2.3. Сперматогенный "эпителий":
клеточный состав
собственно эпителиальные (играющие вспомогательную роль) и
сперматогенные клетки - совершенно особый тип клеток, не принадлежащий (вместе с женскими половыми клетками) ни к одному типу тканей.
I. Собственно эпителиальные клетки
клетки Сертоли (2) , или
поддерживающие эпителиоциты ( сустентоциты ) , или
от базальной мембраны
вплоть до просвета канальца.
II. Сперматогенные клетки на разных стадиях созревания
клетки - крупные,
в ядрах хорошо выражен рисунок хроматина;
гаплоидные ,
небольшого размера,
округлой формы (как и все предыдущие клетки),
со светлым ядром;
по размеру - мелкие,
с плотными ядрами,
а также со жгутиками (хвостами);
по мере созревания сперматогенные клетки постепенно перемещаются вдоль клеток Сертоли - от базальной мембраны к просвету канальца.
1. Далее (в пп. 29.2.3-29.2.5) мы рассмотрим подробнее специфические компоненты семенных канальцев и окружающей ткани:
клетки Сертоли,
сперматогенные клетки (и процесс сперматогенеза в целом),
клетки Лейдига (и участие яичек в гормональной регуляции).
2. И лишь после этого обратимся к семявыносящим канальцам яичек и придатков.
29.2.3. Клетки Сертоли
29.2.3.1. Морфология клеток
I. Общий вид
находится в базальной части и
б) Апикальная же часть
представлена многочисленными цитоплазматическими отростками (2) и
маскируется сперматогенными клетками.
II. Связь со сперматогенными клетками
б) В то же время каждая клетка Сертоли контактирует одновременно с несколькими сперматогенными клетками разной стадии развития.
общий контур,
положение ядра,
форма и длина отростков.
б) Такие изменения клеток Сертоли цикличны :
период цикла - это время созревания очередной генерации сперматогенных клеток.
29.2.3.2. Участие в формировании гематотестикулярного барьера
в основном, специализированные плотные контакты,
базальный - содержит сперматогонии и ранние (прелептотенные) сперматоциты;
околополостной ( адлюминальный ) - содержит остальные виды сперматогенных клеток.
б) Предыдущие компоненты последнего:
эндотелий капилляров яичка, отличающийся
отсутствием фенестр и пор,
а также многослойным характером базальной мембраны;
собственная оболочка семенных канальцев (п. 29.2.2.2).
Т.к. на стадии формирования иммунной системы указанных клеток в организме ещё нет,
то эти клетки, появляющиеся на стадии полового созревания, обладают антигенными свойствами .
б) Поэтому очень важно, что
собственная оболочка семенных канальцев не пропускает иммунокомпетентные клетки,
а контакты между клетками Сертоли не пропускают иммуноглобулины.
2. Кроме того, гематотестикулярный барьер обеспечивает поддержание особой среды (создаваемой клетками Сертоли) для прохождения специфических этапов сперматогенеза -
мейоза и
морфологической дифференцировки сперматид.
б) Это происходит по принципу шлюза:
снизу под сперматоцитами замыкается контакт между отростками клеток Сертоли,
а сверху прежний контакт размыкается.
29.2.3.3. Функции клеток Сертоли
Суммируем в таблице функции рассматриваемых клеток.
Некоторые из функций следуют из вышеизложенного,
о других же ещё не упоминалось.
те многочисленные половые клетки, которые погибают в процессе сперматогенеза;
цитоплазматические капельки (резидуальные тела), отшнуровывающиеся от поздних сперматид.
процессы развития сперматогенных клеток и постепенного перемещения последних к просвету канальца;
закономерное распространение волны инициации сперматогенеза вдоль семенного канальца.
б) Но и сами кл. Сертоли обладают эндокринной функцией: синтезируют
фактор, угнетающий (по принципу обратной связи) продукцию ФСГ гипофизом;
фактор, стимулирующий деление сперматогоний.
в) Одновременно они образуют посредник для тестостерона - АСБ ( андрогенсвязывающий белок):
лишь связавшись с последним, тестостерон оказывает влияние на развитие сперматид .
29.2.4. Развитие мужской половой системы и сперматогенез
1. Следующий объект нашего рассмотрения - сперматогенные клетки , проходящие процесс сперматогенеза.
2. Но созревание половых клеток у половозрелового человека - это лишь продолжение соответствующего процесса, начинающегося с ранних стадий эмбриогенеза .
3. Поэтому обратимся к развитию мужской половой системы.
29.2.4.1. Схема развития
I. Эмбриональный период
1. Смысл приведённых рисунков отражается схемой. -
впервые появляются в стенке желточного мешка,
затем мигрируют по кровеносным сосудам к первичным почкам
и внедряются в целомический эпителий , покрывающий эти почки.
врастающие от них в ткань п ервичной почки тяжи - половые шнуры .
б) Вместе с растущими шнурами внутрь проникают и гоноциты.
в ) Под влиянием окружающих соматических клеток определяется направление дальнейшего развития гоноцитов - в сторону мужских половых клеток.
С этого момента они называются просперматогониями.
семенным канальцам
(просперматогонии + клетки Сертоли, развивающиеся из эпителия шнуров),а также канальцам сети яичка
(гоноциты здесь редуцируются, так что остаются только эпителиальные клетки).
мочевые канальцы первичной почки преобразовываются в выносящие канальцы яичка,
а парный мезонефральный проток - в последующие семявыносящие протоки.
II. Постэмбриональный период
Динамика изменения состояния яичек после рождения кратко освещена в таблице. –
Клетки Сертоли ипросперматогонии .
семенные канальцы становятся извитыми
и растут остальные канальцы.
размножающиеся сперматогонии,
сперматоциты и затем
ранние сперматиды .
29.2.4.2. Стадии и этапы сперматогенеза
I. Три стадии
В соответствии с вышеизложенным, в созревании мужских половых клеток имеются три больших стадии. –
II. Четыре этапа собственно сперматогенеза
сперматогонии,
сперматоциты,
сперматиды и
сперматозоиды .
б) Они соответствуют следующим четырём этапам сперматогенеза
в) А. Приведённая продолжительность этапов относится к человеку.
Б. Общая продолжительность сперматогенеза у человека (не считая созревания сперматозоидов в семявыводящих путях) -
г) А. Каждый из перечисленных этапов включает множество очень сложных процессов,
и в пределах каждого этапа имеется много промежуточных форм клеток.
29.2.4.3. Митотическое размножение сперматогоний
в результате которого между дочерними клетками остаётся цитоплазматический мостик.
б) Во всех последующих делениях (и митотических, и мейотических) между клетками тоже остаются мостики.
Т.е. потомство одной изолированной сперматогонии, вступившей в дифференцировку, развивается в виде клонального синцития .
2. а) Как показано на схеме, на этапе сперматогоний ( Сг ) происходит серия из 10 митотических делений .
б) А. В начальных клетках этого ряда хроматин - диффузный (отчего ядра - светлые).
Б. Затем же в ядрах постепенно увеличивается доля гетерохроматина .
х 2
С г А спаренные
х 2
Сг А групповые
х 2
Сг А 1
х 2 , х 2 , х 2
. . .
х 2
х 2
Сг Пр
х 2
Сг В
29.2.4.4. Мейотическое деление сперматоцитов:
отличительные черты
он совершается только при созревании половых клеток,
а в процессе этого созревания - только один раз (после всех митотических делений).
I. Конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер
Н а стадии профазы мейоза происходит конъюгация (попарное прилегание) гомологичных хромосом.
синаптонемальных комплексов (СК).
23 тетрады (структуры из 4-х хроматид).
2. Данный процесс тоже происходит в профазе мейоза.
3. Для этого активизируются специальные ферменты, разрезающие и сшивающие ДНК.
Большая продолжительность профазы мейоза (около месяца) во многом связана с названными процессами - конъюгацией и кроссинговером.
II. Образование клеток с гаплоидным набором хромосом
а) Следующая принципиальная особенность мейоза - то, что он приводит к клеткам с гаплоидным набором хромосом.
б) Обсуждая её, будем использовать обычные обозначения:
n - гаплоидный набор ДНК ,
с - гаплоидный набор хромосом .
первое - с предшествующим удвоением ДНК
и второе (быстро следующее за первым) - без удвоения ДНК.
2. а) Клетки, проходящие эти деления, обозначаются, соответственно, как
первичные ( Сц I) и
вторичные (Cц II) сперматоциты .
б) Поскольку основной вклад в продолжительность мейоза вносит первое деление,
гаплоидный набор хромосом ( 1 с )
при диплоидном содержании ДНК ( 2 n ).
с гаплоидным содержанием и хромосом ( 1 с ), и ДНК ( 1 n ).
б) При этом по виду полученной половой хромосомы сперматиды разделяются на две группы -
III. Репарация возрастных изменений ДНК
О том, что мейоз выполняет и данную функци ю, говорит следующая гипотез а (Н.Н. Мушкамбаров, 1980).
б) Эти повреждения удаляются специальной системой репарации ДНК.
2. а) Н о эффективность деятельности последней - не 100-процентная,
и с возрастом эта эффективность понижается (в чём, возможно, и состоит генетическая программа старения!).
б) Поэтому в ДНК клеток организма с возрастом накапливаются различные изменения.
у мужчин это изолированные сперматогонии . -
б) За несколько десятков лет существования (и редких митотических делений для поддержания численности) в их ДНК могут накапливаться различные повреждения.
в) В процессе 10 митотических делений сперматогоний (когда на основе каждой исходной молекулы ДНК образуется порядка 1000 новых молекул)
"лёгкие" повреждения могут фактически исчезать,
а другие - копироваться в дочерних молекулах.
2. Передача потомству таких повреждений может происходить в отдельных случаях,
но не должна происходить как система :
иначе всё большее их накопление в последующих поколениях приведёт к вырождению вида.
б) Это тем более вероятно, что ферменты кроссинговера очень похожи по своему действию на ферменты системы репарации .
2 . Если данная гипотеза верна, то
мейоз выполняет, кроме общеизвестных, ещё очень важную функцию
и оказывается, что на генетическом уровне старение обратимо.
Как устроена мужская репродуктивная система
В отличие от женщин, у мужчин большая часть репродуктивной системы вынесена наружу и находится вне полости таза. Существует забавная теория, согласно которой мужские половые органы выполняют ту же функцию, что рога оленей, пышные хвосты павлинов, клыки львов и тигров. У приматов гениталии служат для демонстрации физической силы и превосходства над другими самцами.
Видимо, поэтому многие мужчины так сильно комплексуют, если испытывают проблемы в интимной сфере, и подолгу не решаются посетить врача, боясь, что «все об этом узнают».
Если же оставить психологические моменты в стороне и говорить исключительно о физиологии, то мужская репродуктивная система выполняет три основные функции:
- производство сперматозоидов и семенной жидкости;
- доставка спермы в женские половые органы;
- синтез мужского полового гормона – тестостерона.
НАРУЖНЫЕ ПОЛОВЫЕ ОРГАНЫ МУЖЧИНЫ
К наружным мужским половым органам относятся: половой член, яички и мошонка, придатки яичек.
- Половой член , или пенис — орган, предназначенный для полового акта и извержения спермы во влагалище женщины. Он состоит из трех частей: корня (при помощи него пенис прикрепляется к лобковой области), тела и головки, прикрытой складкой кожи – крайней плотью. В области крайней плоти находится много желез, которые вырабатывают сальную смазку — смегму . Внутри половой член состоит из трех частей (их называют телами). Два пещеристых (кавернозных) тела находятся сверху. Именно они, заполняясь кровью, обеспечивают эрекцию. Внизу находится губчатое (спонгиозное) тело — в нем проходит мочеиспускательный канал. Во время полового акта, когда из пениса извергается сперма, путь для мочи перекрывается.
- Яички у взрослого мужчины имеют размер крупных оливок. Они вырабатывают тестостерон и производят сперматозоиды. Природа не зря поместила мужские яички, в отличие от женских яичников, вне полости таза. Для нормального сперматогенеза (процесса образования спермы) температура яичек должна быть немного ниже, чем внутри тела. В качестве системы «климат-контроля» в данном случае выступает мошонка.
- Придаток яичка — длинный, извитой, скрученный в клубок канал, в котором хранятся и дозревают сперматозоиды. Придатки находятся внутри мошонки позади яичек. Из них сперматозоиды попадают в семявыносящие протоки .
ВНУТРЕННИЕ ПОЛОВЫЕ ОРГАНЫ
Врачи-урологи уверяют, что у каждого мужчины есть два сердца. «Верхнее» находится в груди и перекачивает кровь, а «нижнее» — возле мочевого пузыря, там, где от него отходит мочеиспускательный канал. «Вторым сердцем» мужчины называют предстательную железу (простату) . Размером простата примерно с грецкий орех, она добавляет в сперму свой секрет, который содержит питательные вещества.
Другие внутренние мужские половые органы:
- Семявыносящие протоки начинаются от придатков яичек и несут сперму в мочеиспускательный канал. Сам мочеиспускательный канал тоже можно рассматривать как часть мужской репродуктивной системы.
- Семенные пузырьки впадают в семявыносящие протоки возле мочевого пузыря. Жидкость, которую они вырабатывают, составляет большую часть эякулята. Секрет семенных пузырьков содержит много сахара-фруктозы, он дает сперматозоидам энергию.
- Бульбоуретральные (куперовы) железы размером с горошины находятся рядом с предстательной железой, выделяют в мочеиспускательный канал секрет, который смазывает его стенки и нейтрализует кислотность от оставшейся мочи.
А знаете ли вы, что во время эякуляции организм мужчины покидают от 30 до 500 миллионов сперматозоидов?
КАКИЕ ГОРМОНЫ РЕГУЛИРУЮТ РАБОТУ МУЖСКОЙ
РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ?
Работа мужской репродуктивной системы главным образом зависит от трех гормонов. Лютеинизирующий (ЛГ) и фолликулостимулирующий (ФСГ) гормоны вырабатываются гипофизом — железой, которая находится у основания головного мозга. ФСГ стимулирует образование сперматозоидов , ЛГ — синтез тестостерона .
Тестостерон необходим для производства спермы, а также возникновения вторичных половых признаков: увеличения мышечной массы, роста волос на теле по мужскому типу, полового влечения к женщинам, низкого голоса и др.
КАК ОБРАЗУЕТСЯ СПЕРМА?
Производство спермы называется сперматогенезом. Он может происходить только под влиянием гормонов, поэтому до полового созревания (12–16 лет) организм мальчика не способен производить сперматозоиды.
Когда в организме подростка повышается уровень тестостерона, активируется сперматогоний — особые стволовые клетки в яичках. Они превращаются в сперматоциты . Эти клетки содержат двойной набор хромосом, после деления из них образуются вторичные сперматоциты , содержащие по одному набору хромосом.
У человека есть две половые хромосомы – X и Y. Яйцеклетка может содержать только хромосому X. Сперматозоид – либо X, либо Y. Если яйцеклетку оплодотворяет сперматозоид с Y-хромосомой, получается мальчик, если с X – девочка.
Из сперматоцитов образуются сперматидные клетки . На этом сложный процесс образования спермы не заканчивается. Сперматидные клетки проходят через процесс, известный как спермиогенез . У них отрастают хвостики, и они приобретают черты, характерные для сперматозоидов . После дозревания в придатке яичка они готовы покинуть организм мужчины в поисках яйцеклетки.
Зрелый сперматозоид умеет передвигаться со скоростью 20 см в час. И это при том, что его длина составляет 0,05 мм.
БЫВАЕТ ЛИ У МУЖЧИН МЕНОПАУЗА?
Термин «менопауза» обозначает прекращение менструаций у женщин. Происходит это из-за падения уровня половых гормонов. В норме в мужском организме такого происходить не должно. Яички могут вырабатывать сперму и в 80 лет, и в более старшем возрасте.
Однако у некоторых мужчин уже в 40–50 лет уровень тестостерона снижается, производство спермы падает. Нередко это происходит на фоне хронических заболеваний, таких как сахарный диабет. Считается, что это может приводить к таким симптомам, как эректильная дисфункция (ослабление эрекции), депрессия, слабость. Иногда такое состояние называют «мужской менопаузой». При низком уровне тестостерона назначают гормональную заместительную терапию.
Доктора Института репродуктивной медицины REMEDI знают всё о репродуктивном мужском здоровье. Мы знаем, как его сохранить и восстановить, подарить мужчине способность иметь детей.
Антигены сперматозоидов, вызывающие бесплодие
Антигены сперматозоидов для классификации удобно сгруппировать в зависимости от области, где их воздействие более заметно:
2) Антигены созревания.
4) Антибактериальной защиты.
5) Проникновения в яйцеклетку и акросомальной реакции.
6) Взаимодействия с яйцеклеткой.
7) Без чётко определённой роли.
Полифункциональные антигены сперматозоидов
Антиген YWK-II расположен в экваториальном отделе головки, является трансмембранным белком. Данный антиген влияет на внутриклеточный путь передачи сигнала для инициирования акросомальной реакции, зависимый от цАМФ, регулируя в результате подвижность сперматозоидов и обеспечивая их проникновение в яйцеклетку (капацитацию). Оказывает влияние и на фосфорилирование белков, участвуя в созревании сперматозоидов.
Антиген ВЕ-20 – это белок, являющийся специфичным для придатка яичка. Приобретение подвижности и способности к оплодотворению яйцеклетки у сперматозоидов происходит при прохождении ими во время созревания через придатки яичек. Одним из активирующих созревание сперматозоидов факторов является антиген ВЕ-20, поддерживающий целостность акросом и препятствующий их спонтанному лизису.
Хвостовой спермальный антиген rSMP-B. Данный антиген во время сперматогенеза вырабатывается в половых клетках на стадии сперматиды. Моноклональные антитела анти-rSMP-B блокируют капацитацию и оказывают в результате выраженный антифертильный эффект. Также поликлональные антитела к хвостовому спермальному антигену могут блокировать связывание сперматозоидов с гликопротеиновой оболочкой яйцеклетки.
Антиген кальпастатин, BS-17. Локализуется в акросомальной части сперматозоидов млекопитающих. На поздней стадии дифференцировки сперматозоидов, в период спермиогенеза, играет важную роль. При связывании кальпастатина с кальпаином формируется неактивный комплекс. Предположительно в момент оплодотворения при диссоциации кальпаин-кальпастатинового комплекса освобождается протеаза, что инициирует запуск акросомальной реакции.
Антиген EP-20 вырабатывается клетками Сертоли и в клетках придатков яичек, оказывает влияние на сперматогенез, влияет на созревание сперматозоидов.
Антиген склеивания спермы SAGA-I представляет собой соединение гликозилфосфатитидилинозитол, действующий в кислой среде. Участвует в процессах созревания сперматозоидов и активации акросомальной реакции.
Цитокины. Влияют на подвижность и капацитацию сперматозоидов, акросомальную реакцию, прикрепление сперматозоида к области проникновения и его проникновение в яйцеклетку, а также на дальнейшее развитие зиготы.
Антигены созревания сперматозоидов
В придатках яичек происходят изменения акросомальной зоны сперматозоидов, здесь они обретают направленность их транспорта и получают энергетическую подвижность хвоста. Также в придатках происходят некоторые изменения морфологического характера, являющиеся необходимыми для окончательного вызревания сперматозоидов и транспорта. В различных частях придатка происходят характерные только для конкретного участка специфичные изменения мембран сперматозоидов.
Роль антигенов YWK-II, BE-20, ЕР-20 и rSMP-B изложена выше.
Антигены мембран стволовых сперматогониальных клеток: бета -1- интегрин, альфа-6-интегрин. У мужчин определяются на стволовых сперматогониальных клетках, у женщин на ооцитах. Используются для идентификации стволовых сперматогониальных стволовых клеток при их трансплантации и могут идентифицироваться после пересадки в течение 2-х месяцев.
Антиген BS-63 – связанный антиген яичек. Представляет собой нуклеопорин, экспрессирующийся половыми клетками на всех стадиях сперматогенеза. Вероятно принимает участие в созревании сперматогоний в сперматозоиды.
Антиген клеток Сертоли HED-2. Является компонентом межклеточного матрикса, вовлечённым в обмен и транспортировку питательных веществ и продуктов метаболизма, в присоединении к плазматическим клеточным мембранам лигандов, повышает экспрессию специфических генов, активирующих регуляторы транскрипции, обеспечивая в результате внутриклеточную сигнальную трансдукцию и способствуя в результате дозреванию сперматогоний в сперматозоиды.
Антиген ßA4-APP. По структуре схож с поверхностными рецепторами мембран клеток, влияет на формирование и дальнейшее развитие сперматозоидов.
Антиген A-36. Вызывает выраженную агглютинацию сперматозоидов при его иммунизации антителами.
1,8 и 2,8 мРНК выраженно снижает синтез белка в хвостовой части сперматозоида.
3-ß-тубулины и тектины влияют на формирование ядер в аксонемах сперматозоидов.
Гликопротеин Mr 26000. Принимает участие в созревании сперматозоидов. Обнаруживается в основном в хвостовой части сперматозоидов.
Антигены RA-175 и Jam-2+. При иммунизации антителами RA-175 наблюдаются выраженные нарушения сперматогенеза. Действие Jam-2+ аналогично действию RA-175.
Антиген Nectin-2+. При иммунизации антителами Nectin-2+ происходит полная дезорганизация головок сперматозоидов вследствие дезорганизации их цитоскелета.
Антигены транспорта сперматозоидов
Простасомы прикрепляются к сперматозоидам и выступают в качестве их антигенов, могут являться основной антигенной мишенью для АСАТ. Они стимулируют двигательную активность сперматозоидов, а кислой среде влагалища оказывают защитное действие.
Антиген 75-kDa. Вызывает выраженную агглютинацию сперматозоидов за счёт склеивания их головок.
Протеины: CD-45, CD-49, CD-56, C1-INH. Оказывают влияние на подвижность сперматозоидов за счёт воздействия на все параметры спермы.
Cl-/HCO3-транспортер. Принимает участие в регуляции параметров подвижности спермы.
Роль антигена A-36 изложена выше.
Протеин спермоплазмы 16-kDa. При иммунизации этим антигеном происходит выраженная агглютинация сперматозоидов в спермоплазме.
Иммуноглобулины А, М и G. При повышении в цервикальной слизи титра иммуноглобулинов М и, в несколько меньшей степени, G, происходит блокада сперматозоидов. А иммуноглобулины A там же способствуют активизации движения сперматозоидов.
Антиген CD-59.Расположен на наружной мембране и отчасти в области хвоста сперматозоида. Регуляторный протеин, способствующий защите сперматозоидов при их транспорте в половых путях мужчин и женщин.
Мембранный белок кофактора МСР представляет собой регуляторный антиген, способствующий транспорту сперматозоидов по мужским и женским половым путям
Фактор распада сперматозоидов DAF оказывает стабилизирующее действие на расщепляющий мембрану сперматозоида фермент конвертазу, стабилизируя мембрану и защищая её от иммунных реакций при прохождении сперматозоида по женскому половому тракту.
Антиген AKAP-4. Вырабатывающиеся к этому антигену антитела блокируют процесс капацитации и нарушают двигательную активность сперматозоидов.
Антигены антибактериальной защиты
Гликопротеин Е-3 . Предполагаемая роль этого протеина заключается в защите от патогенных микробов сперматозоидов и придатков яичек.
Антигены SPAG-11 (изоформы А,С,D,Е и Т) принимают участие в созревании спермы и обеспечивают устойчивость сперматозоидов к воздействиям факторов внешней среды, обладают выраженной антибактериальной активностью.
Антигены капацитации (проникновения) и акросомальной реакции
О влиянии антигенов IWK-II, BE-20, ЕР-20, rSMP-B, SAGA-I, AKAP-4 и простасом сказано выше.
Антиген FA-1 вызывает нарушения капацитации и акросомальной реакции посредством блокады фосфорилирования тирозина.
Ассоциированный с А-киназой протеин SP-17 принимает участие в протекании нормальной акросомальной реакции.
Протеин TSA-1 блокирует акросомальную реакцию.
Клюстерин. Имеет 2 изоформы, антитела к которым влияют на акросомальную реакцию на участка между плазмалеммой и мембраной сперматозоида.
Глюкозамин-дезаминаза-6-фосфат находится рядом с акросомой и предположительно оказывает влияние на акросомальную реакцию.
Нейрональный рецептор глицина GlyR. Антитела к этому рецептору вызывают полную блокировку акросомальной реакции.
Протеин SPAG 9. Антитела к нему вызывают блокаду акросомальной реакции, капацитации и нарушают рецепторное взаимодействие сперматозоида с яйцеклеткой.
Протеин SPAG 6. При иммунизации антителами к протеину SPAG 6 нарушается подвижность сперматозоидов, вызываются аномалии строения и нарушения развития сперматозоидов: наблюдаются дезорганизация флагелл хвостовой части и мембранных структур сперматозоидов, разрушение их головок, потеря центральных пар микротрубочек аксонем.
Протеины YLP-12 и Consensus-17 участвуют в акросомальной реакции. Иммунизация их антителами приводит к блокированию акросомальной реакции и приводит обратимому, но длительному бесплодию, поэтому в дальнейшем может рассматриваться как иммунологическая контрацепция.
Акрин. Моноклональные антитела к акрину блокируют акросомальную реакцию на заключительном этапе течения.
SAMP-32. Антитела к изоантигену SAMP-32 блокируют проникновение сперматозоидов в яйцеклетку и акросомальную реакцию.
Белок CABYR, регулирующий фосфорилирование тирозина, также играет определённую роль в процессе проникновения (капацитации) сперматозоида в яйцеклетку.
Антигены взаимодействия сперматозоидов и яйцеклетки
Антиген SP-10 выявляется после окончания акросомальной реакции. Антитела к данному антигену препятствуют свободной пенетрации сперматозоидом лишённого блестящей оболочки ооцита.
Антиген SP-22 влияет на взаимодействие сперматозоида с ооцитом, точная роль этого антигена в данном взаимодействии пока не определена.
Протеин Ar1F10. Антитела к этому протеину блокируют взаимодействие между сперматозоидом и блестящей оболочкой ооцита.
Акрин 2. Антитела к акрину 2 блокируют прикрепление сперматозоида к блестящей оболочке яйцеклетки, создавая дисбаланс биохимических реакций.
Полипептиды Р-18 и Р-36, антиген CV. При иммунизации сперматозоидов антителами к ним в экспериментальных условиях наблюдается блокада пенетрации сперматозоида в яйцеклетку, которая лишена блестящей оболочки.
Роль антигена FA-1 во взаимодействии сперматозоида и яйцеклетки описана выше.
Антигены без чётко определённой роли
Белки SPRM-80 и SPRM-200 представляют собой основные антигены мембран человеческих сперматозоидов, не имеющие индивидуальной специфичности. Повышение сывороточных антител к этим белкам наблюдается у 50% страдающих бесплодием «невыясненного генеза» женщин и примерно у 20% бесплодных мужчин.
Антигены HSP-70 и HSP-70-2. Роль этих антигенов пока остаётся неизвестной.
Caspasae-3, CD-95 и фосфатидилсерин предположительно принимают участие в апоптозе сперматозоидов, однако данных о точном моменте их участия в апоптозе нет.
Аутоаллергенный ядерный белок спермы NASP определяется практически у всех пациентов после вазэктомий, однако его роль в организме и возможные эффекты ещё не выяснены.
Антиген H-Y обнаруживается в акросомах сперматозоидов, роль этого антигена пока не определена.
Антигены NZ 1 и 2 были выделены у кроликов, а антигены SPAN Xa и Xb у мышей, функция этих антигенов ещё изучается.
Бесплодие иммунного генеза может являться следствием комбинированного воздействия разных антител в отношении множества антигенов спермы. Современные технологии репродуктивной медицины, такие как ICSI, дают возможность добиться успеха даже при наличии высокой концентрации АСАТ.
Данная статья написана на основе работы «Иммунологические факторы бесплодия и антигены сперматозоидов» авторов: Охоботова Д.А., Зарайского Е.И., Павловой Г.В., Камалова А.А. ФГУ «НИИ урологии Росздрава», Институт биологии гена РАН, НИИ Морфологии человека РАМН.
НАШИ СПЕЦИАЛИСТЫ
Все доктора и сотрудники лаборатории сперматологии имеют высокую квалификацию и многолетний опыт работы.
Читайте также: