2. Сперматогенез включает 4 фазы: 1) размножения, 2) роста, 3) созревания, 4) формирования.

Фаза размножения характеризуется делением сперматогоний - мелких диплоидных клеток, располагающихся на базальной мембране, которые далее дифференцируются в первичные сперматоциты (см. рис. 255 и 256).

Фаза роста: первичные сперматоциты, изначально сходные со сперматогониями, значительно увеличиваются в объеме и смещаются в направлении просвета канальца. Почти сразу же они вступают в длительную профазу I деления мейоза, во время которой происходит обмен частей хромосом, обеспечивающий генетическое разнообразие гамет.

Фаза созревания включает два последовательных деления мейоза. В результате I деления образуются вторичные сперматоциты - меньших размеров, чем первичные, которые располагаются ближе к просвету канальца и содержат диплоидный набор ДНК. II деление проходит без редупликации хромосом практически сразу же за I делением и приводит к образованию сперматид - мелких клеток с гаплоидным набором ДНК.

Фаза формирования (спермиогенеза) заключается в постепенном преобразовании сперматид в зрелые половые клетки - спермии (сперматозоиды). При этом происходит ряд изменений в ядре и цитоплазме клетки. Они включают: (1) уменьшение ядра с резкой конденсацией хроматина; (2) образование акросомы - плоского мембранного мешочка, содержащего литические ферменты, необходимые для оплодотворения; (3) формирование жгутика дистальной центриолью; (4) образование особых элементов цитоскелета: 9 продольно лежащих исчерченных колонн вокруг центриолей (в шейке), которые дистально связаны с 9 наружными плотными волокнами, расположенными по периферии пар микротрубочек аксонемы (промежуточная часть). В главной части хвоста формируется волокнистое влагалище, образованное продольными столбами, соединенными ребрами. (5) приобретение митохондриями спиралевидной формы и их сосредоточение вокруг плотных волокон в промежуточной части в виде митохондриальной спирали (влагалища); (6) удаление избыточной цитоплазмы, в виде остаточных телец, которые выделяются в просвет канальца. Волнообразное течение сперматогенеза вдоль семенного канальца (у человека - по части его окружности) проявляется в преобладании отдельных фаз и формировании характерных ассоциаций клеток в различных участках канальца.

Сустентоциты (поддерживающие клетки, клетки Сертоли) входят в состав семенных канальцев и взаимодействуют со сперматогенными клетками, находящихся в их глубоких цитоплазматических карманах. Они являются опорными элементами, обеспечивают питание развивающихся половых клеток, защищают их от вредных воздействий, перемещают их к просвету канальца, фагоцитируют погибшие и аномальные половые клетки, а также остаточные тельца, секретируют канальцевую жидкость и широкий спектр веществ, регулирующих сперматогенез. Их деятельность регулируется фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ) гипофиза.

Гемато-тестикулярный барьер изолирует развивающиеся сперматогенные клетки адлюминального отдела извитого семенного канальца от иммунной системы, обладает избирательной проницаемостью для многих веществ и обеспечивает возможность создания различного микроокружения для разных клеток. В его состав входят (от сосуда к канальцу): (1) эндотелий капилляра интерстиция, (2) базальная мембрана эндотелия, (3) интерстициальная соединительная ткань, (4) слой миоидных клеток, (5) базальная мембрана канальца и (6) плотные соединения между отростками сустентоцитов.

Интерстициальные эндокриноциты (клетки Лейдига) синтезируют тестостерон (основной андроген у человека). Они имеют округлую, полигональную или веретеновидную форму, лежат поодиночке или в виде скоплений вблизи капилляров между семенными канальцами Цитоплазма ацидофильная, содержит особые белковые включения - кристаллоиды (Рейнке). В ней обнаруживаются многочисленные митохондрии с тубулярными кристами, сильно развитая агранулярная эндоплазматическая сеть, липидные капли. Деятельность этих клеток регулируется лютеинизирующим гормоном (ЛГ) гипофиза.