Гаметогенез. Статеві клітини людини

1. Національний фармацевтичний університет Кафедра біології, фізіології та анатомії людини Гаметогенез. Статеві клітини людини

2. Гаметогенез - процес формування зрілих гамет Сперматогенез Овогенез

3. Сперматогенезомназивається процес утворення зрілих чоловічих гамет – сперматозоїдів. Сперматозоїди утворюються в чоловічих статевих органах – сім’яниках, або яєчках. Весь процес їх формування займає 72-74 доби. Розрізняють чотири періоди сперматогенезу: розмноження, росту, дозрівання і формування.

4. У сперматогенез вступають диплоїдні клітини зачаткового епітелію канальців сім’яників. Вони діляться мітотично з утворенням сперматогоніїв (2n). У період росту вони збільшуються в розмірах, стаючи сперматоцитами І порядку, мають 46 хромосом. Потім вони вступають в перший розподіл мейозу, в результаті якого вже у період дозрівання утворюються спочатку сперматоцити ІІ порядку (1n), а потім, після мейозу ІІ, і сперматиди. Сперматиди – це досить великі клітини, що містять достатній запас поживних речовин. Сперматиди в період формування (сперміогенез) перетворюються на сперматозоїди, втрачаючи майже всю цитоплазму.

5. Схема сперматогенезу

6. Між сперматидами, що розвиваються, розташовуються крупні клітини Сертолі, багаті на елементами агранулярного ендоплазматичного ретикулуму, диктіосоми апарату Гольджі, мітохондрії й лізосоми. Саме клітини Сертолі забезпечують перетворення сперматид в сперматозоїди, рівно як і секрецію рідини, в якій сперматозоїди проходять потім по канальцях сім’яників. Сперматогенез стимулюється тестостероном, який виділяють клітини Лейдига, що також знаходяться у сіменниках.

7. Сперматогенез може починатися у людини тільки після початку періоду статевого дозрівання (в 10-14-річному віці). Щодоби в нормі у чоловіків виділяється близько 120 млн. сперматозоїдів. Проте цього недостатньо для запліднення, оскільки згідно статистичним даним, цей процес вимагає 350 млн. чоловічих гамет. Вивчення сперматогенезу набуває особливого значення при визначенні причин подружньої безплідності, оскільки різні порушення в ході формування сперматозоїдів можуть привести до переважання патологічних чоловічих гамет із зайвими джгутиками і без головок, а також з порушеною рухливістю. У ряді випадків сперматозоїди в спермі можуть бути навіть абсолютно відсутні.

8. Показники сперматограми

9. Овогенез – це процес утворення зрілих жіночих статевих клітин (яйцеклітин). Він протікає у жінок в яєчниках. На відміну від сперматогенезу, овогенез – тривалий процес. Він починається ще в ембріональному періоді, але перші яйцеклітини жіночий організм виробляє тільки після статевого дозрівання (в 11-12-річному віці). В цьому процесі виділяють три основні періоди: розмноження, росту і дозрівання.

10. У період розмноження клітини зачаткового епітелію діляться мітотично з утворенням овогоніїв, а потім переходять у період росту, коли відбувається збільшення їх розмірів і накопичення запасних речовин в цитоплазмі. В цей період овогонії перетворюються на овоцити І порядку, що переходять потім до мейотичного поділу. Овоцити оточені фолікулярними клітинами і разом з ними утворюють зачатковий фолікул. Періоди розмноження і росту майже повністю протікають в ембріональному періоді, потім овоцити затримуються на стадії диплонеми (диктионеми) профази І мейозу. Після статевого дозрівання протікає решта подій овогенезу. У період дозрівання закінчується мейоз і утворюється яйцеклітина. Особливістю мейозу в процесі овогенезу є утворення одного овоциту ІІ порядку і першого полярного тільця. В другому поділі мейозу утворюється яйцеклітина і друге полярне тільце, а також ділиться перше полярне тільце. Біологічна роль полярних тілець полягає в тому, що з ними йде надлишок спадкового матеріалу, тоді як весь запас поживних речовин залишається яйцеклітині. Полярні тільця використовуються і в сучасній медицині для діагностики можливих патологій розвитку плоду.

11. Овогенез – менш продуктивний процес, ніж сперматогенез, оскільки він дає всього лише одну яйцеклітину в 28-29 діб. При цьому парні яєчники працюють поперемінно. Лише в окремих випадках можливий одночасний вихід двох яйцеклітин. Овогенез починається у жінок ще в ембріональному періоді, переривається народженням до статевого дозрівання, а припиняють вироблятися яйцеклітини у віці 50-55 років. До особливостей овогенезу у людини слід віднести той факт, що другий поділ мейозу закінчується, якщо на стадії метафази ІІ овогенезу в клітину проникає сперматозоїд. Дослідження овогенезу у разі відсутності дітей в подружніх пар може дати необхідну інформацію для лікування певних патологій, наприклад, порушення виходу яйцеклітини (овуляції), або попередження можливості появи дитини з відхиленнями в розвитку.

12. Сперматозоїд— чоловіча гамета, зазвичай рухома. Рух сперматозоїда відбувається переважно за допомогою джгутика. Довжина сперматозоїда становить від 10 мкм до 800 мкм, хоча інколи може досягати і 8000 мкм (у деяких ракоподібних). Зрілий сперматозоїд людини має довжину близько 70 мкм. Передня овальна його частина називається головкою, задня — витягнутої ниткоподібної форми — хвостиком. Хвостик включає зв'язуючу частину (шийку), проміжну, основну та кінцеву (термінальну) частини.

13. Тривалість життя сперматозоїду Після періоду дозрівання близько 64 днів, сперма може зберігатись біля одного місяця. Сперматозоїд людини виживає на повітрі в залежності від умов навколишнього середовища (світло, температура, вологість) до 24 годин. У піхві, ситуація інша: слиз, що виділяється на шийці матки, багатий поживними речовинами, такими як цукри і білки, створюючи тим самим оптимальні умови за яких сперма виживає 5 днів, а інколи 7 днів. З іншого боку, у безплідні дні слиз матки має високу щільність консистенції і таким чином блокується доступ сперми в матку. Навколишнє середовища у вагіні є також кислиму ці дні і вижити сперма може лише кілька годин.

14. Яйцеклітина — жіноча статева клітина, має гаплоїдний набір хромосом. Людська яйцеклітина вперше описана в 1827 році. Від сперматозоїда відрізняється: • переважною нерухомістю; • відповідно, характерною більш чи менш кулястою формою; • наявністю різноманітних захисних та оболонок-джерел поживних речовин; • відсутністю функціональних органел чи утворів, притаманних сперматозоїду: хвоста, спеціалізованого мітохондріального комплексу, акросоми тощо; • генетичною інформацією (статеві хромосоми - XX); • особливостями утворення і розвитку, часом життя; • значно меншою кількістю в організмі (за життя в жіночому організмі утворюється близько 400 яйцеклітин, тоді як сперматозоїдів у чоловічому - сотні мільйонів); • запасом поживних речовин для розвитку майбутнього зародка, локалізованим у цитоплазмі і відповідно • значно більшими розмірами (яйцеклітина людини в 85 000 разів більша від сперматозоїда). • Характерною властивістю яйцеклітини є блокування проникності оболонок після контакту з акросомою першого сперматозоїда та її активація - перехід зі стану спокою до розвитку. Яйцеклітини певних видів організмів можуть бути також самодостатніми ланками статевого розмноження (не потребують сперматозоїдів для активації, тобто партеногенезом).

15. Порівняльні діаметри яйцеклітин деяких тварин (без оболонок) • плацентарні ссавці (зародки живляться від материнського організму через плаценту) — 50 (миші-полівки), 90 (людина), 180 (вівці) мкм. • інші хребетні – риби, плазуни, земноводні, птахи (зародки живляться від жовтка - запасу поживних речовин яйця) — 50 -70 мм (акули), 80 мм (страуси). З урахуванням оболонок яйця африканського страуса можуть досягати 150 мм в довжині та маси 1.5 - 2 кг.