§ 4. Образование и строение мужских половых клеток у человека и высших животных

Семенники человека и высших животных состоят из семенных канальцев. В каждом канальце можно обнаружить отдельные зоны. В каждой зоне находятся клетки на соответствующих стадиях развития. У млекопитающих развитие семенных канальцев начинается в эмбриональном периоде (с момента закладки половых желез). После рождения сперматогенез прекращается и возобновляется лишь с момента наступления половой зрелости. Сперматогенез складывается из четырех периодов: размножения, роста, созревания и преобразования, которые происходят в соответствующих зонах (см. рис. 18, ♂).

По периферии семенного канальца располагается зона размножения (рис. 19, А). Клетки этой зоны - сперматогонии - усиленно делятся путем митоза. Следующая зона - зона роста - состоит из сперматоцитов первого порядка, которые растут и становятся значительно крупнее, чем сперматогонии - клетки предыдущей зоны. Еще ближе к центру лежит зона созревания. Здесь и происходит мейоз. Претерпевшие первое деление созревания клетки называются сперматоцитами второго порядка. Затем наступает второе деление созревания, происходит редукция диплоидного числа хромосом до гаплоидного и образуются сперматиды. Таким образом, из одного диплоидного сперматоцита первого порядка образуются четыре гаплоидные сперматиды.

Рис. 19. Участок семенного канальца семенника млекопитающего и строение сперматозоида (схема). А - участок семенного канальца: 1 - сперматогонии; 2 - сперматоциты первого порядка; 3 - сперматоциты второго, порядка; 4 - сперматиды; 5 - сперматозоиды; Б - строение сперматозоида (по данным электронного микроскопирования): а - акросома; б - ядро; в - центросома; г - митохондрии; д - шейка; е - хвост

Сперматиды располагаются ближе к центру в семенных канальцах и постепенно превращаются в зрелые, вполне сформированные сперматозоиды (или спермин), состоящие у человека и высших животных из головки, шейки и хвоста. Главная часть головки - ядро, покрытое тонким слоем цитоплазмы. Цитоплазматические органеллы сперматиды структурно модифицируются и превращаются в различные части сперматозоида: пластинчатый комплекс располагается в передней части головки, образуя перфораторий, или акросому, способствующую контакту спермия с яйцеклеткой. В состав шейки входят центросома, состоящая из двух центрополей, и митохондрии (при оплодотворении митохондрии сперматозоида не попадают в яйцеклетку; они обеспечивают лишь движение мужской гаметы). Митохондрии спирально завиваются и охватывают шейку (рис. 19, Б). Ширина овальной головки сперматозоида составляет 1,5-2 мкм, длина хвоста - около 60 мкм. Несомненно, сперматозоиды "мужского пола", несущие Y-хромосому, и сперматозоиды "женского пола", несущие Х-хромосому, должны отличаться друг от друга какими-то признаками. Однако до сих пор не найдено точных и надежных способов их разделения.

Выход сперматозоидов в полость семенных канальцев начинается лишь с наступлением половой зрелости и продолжается в течение жизни до затухания деятельности половых желез в старости. Полный цикл сперматогенеза у человека завершается в течение 64 дней. При каждом половом акте у человека выносится около 200 млн. сперматозоидов, которые двигаются в женских половых путях со скоростью приблизительно 7,5 ^см/_ч вперед головкой, преодолевая встречное движение ресничек эпителия влагалища. Человеческая сперма может сохранять свою жизнеспособность в женских половых путях два дня.