3. Характеристика процессов сперматогенеза
Сперматогенез — это процесс формирования, развития и созревания сперматозоидов из сперматогоний. Он может быть разделен на 2 части: сперматоцитогенез и спермиогенез. У человека созревание сперматоцитов занимает 25,3 дня, спермиогенез — 21,6 дня, общая продолжительность сперматогенеза составляет 74 дня.
1) Фаза размножения. В процессе 1-й стадии происходит многократное митотическое деление сперматогоний. Среди сперматогоний различают:
Сперматогонии типа А — клетки с круглым или овальным ядром, содержащим 1 или 2 ядрышка, и со слаборазвитыми органеллами. Ядро и цитоплазма могут быть светлыми (сперматогонии Ас) и темными (сперматогонии Ат). Сперматогонии типа А делятся митозом, при этом одна половина клетки превращается в такую же клетку (чаще типа Ат), а другая постепенно дифференцируется посредством четырех митотических делений в сперматогонии типа В.
Сперматогонии типа В — грушевидные клетки, основания которых контактируют с базальной мембраной. Округлое ядро содержит 44 аутосомы и две половые хромосомы (44, XY) и дважды гаплоидный набор ДНК. Из сперматогонии типа В путем митоза появляются две дочерние клетки, которые дифференцируются в сперматоциты I порядка, связанные межклеточными мостиками. 2) Фаза роста. Сопровождается увеличением объема цитоплазмы клеток, накоплением ряда веществ для дальнейших делений. При образовании мужских половых клеток рост выражен слабо. В фазе роста клетки получают название спермацитов I порядка. Сперматоциты I порядка удваивают содержание ДНК (4п ДНК) и вступают в первое мейотическое деление, профаза I которого состоит из следующих стадий:
Лептотена: хромосомы сперматоцитов подвергаются спирализации и становятся видимыми подобно тонким нитям. Синаптена/зиготена: гомологичные хромосомы конъюгируют, образуя биваленты, в которых между хромосомами происходит кроссинговер. Пахитена: Происходит кроссинговер. Диплотена: хромосомы бивалентов и хроматиды хромосом начинают расходиться, между ними появляются щели, но они остаются связанными друг с другом в области перекреста.
В овогенезе – Диктиотена – фаза двойных нитей - гомологичные хромосомы связаны только концевыми участками, образуя хромосомы вида ламповых щёток.
Диакинез характеризуется дальнейшей спирализацией хромосом бивалентов и образованием тетрад. Из каждого бивалента образуется одна тетрада, состоящая из 4 хроматид. Всего образуется 23 тетрады. 3) Фаза созревания. Сперматоциты первого порядка двукратно делятся: мейоз – образование сперматоцитов второго порядка с гаплоидным набором хромосом; митоз – образование сперматида – небольшая круглая клетка с бледным ядром. В итоге образуется 4 сперматиды.
4) Фаза формирования. В этот период сперматиды приобретают черты строения, свойственные сперматозоидам. Мужские половые клетки намного мельче яйцеклеток. Большинство из них имеют головку и хвост. Благодаря колебаниям хвоста сперматозоиды активно движутся. Ядро уменьшается и перемещается в головку, большая часть цитоплазмы исчезает. Рядом с ядром располагается комплекс Гольджи, который участвует в растворении оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Следовательно, фаза формирования — это трансформация сперматиды в сперматозоид.