концентрации тестостерона, необходимые для нормального течения фазы формирования. АСБ из извитых семенных канальцев поступает в придаток яичка, где влияет на дозревание сперматозоидов; секреция АСБ, как, собственно, и большая часть других функций сустентоцитов, положительно регулируется ФСГ и тестостероном.

Для обеспечения обратной связи сустентоциты выделяют:

−ингибин, секретируемый в ответ на стимуляцию сустентоцитов ФСГ, блокирует синтез фоллитропина и подавляет пролиферацию сперматогоний;

−активин, который усиливает выработку ФСГ и пролиферацию сперматогоний;

−эстрогены, образующиеся путем ароматизации тестостерона (вместе с эстрогенами пучковой и сетчатой зон коры надпочечников составляют остальные 20 % эстрогенов в мужском организме); эстрогены связываются с рецепторами на клетках Лейдига и подавляют синтез тестостерона;

−множество транспортных белков, эндо- и паракринных факторов (трансферрин, кроме транспорта железа в сперматогенный эпителий, является мощным митогенным фактором; активаторы плазминогена посредством плазминогена влияют на протеолитические реакции, необходимые для раскрытия зоны плотных контактов и миграции созревающих половых клеток из базального в адлюминальное пространство; кальмодулин — активатор ряда ферментов; интерлейкин-1 стимулирует размножение сперматогоний В; интерлейкин-6 тормозит их размножение; инсулиноподобный фактор роста связывается со сперматоцитами, сперматидами, клетками Лейдига, оказывая стимулирующие воздействия и др.).

2.2.1. Фаза размножения

Среди сперматогоний выделяют клетки 3 типов (рис. 2.7):

−клетки типа А темные — резервные, истинно стволовые клетки, имеют длительный клеточный цикл, редко вступают в митоз;

−клетки типа А светлые — полустволовые клетки, находящиеся в непрерывно следующих друг за другом клеточных циклах. В результате деления такой клетки формируются либо две клетки типа В, либо одна В и одна

Асветлая клетки;

−клетки типа В. При их делении не происходит полного цитокинеза, и клетки остаются связанными друг с другом при помощи цитоплазматических мостиков. Образуется клеточная ассоциация — синцитий. Деление сперматогоний В последней генерации приводит к образованию прелептотенных первичных сперматоцитов.

34

2.2.2.Фаза роста

Вфазу роста (рис. 2.1) первичный сперматоцит проходит профазу первого деления мейоза продолжительностью около 22 суток и увеличивается в объеме примерно в 4 раза.

Подобно процессам, происходящим в овогенезе, в фазу роста в ядрах сперматоцитов происходит конъюгация хромосом, а затем — кроссинговер, увеличивается синтез рРНК, клетка увеличивается в размерах, т. к. начинается активный белковый синтез, в частности, синтезируются проакрозин (предшественник акросомного фермента) и тубулин.

2.2.3.Фаза созревания

Вэту фазу завершается первое деление мейоза, и из одного первичного сперматоцита формируется два вторичных. В завершающих стадиях мейоза распределение материнских и отцовских хромосом происходит случайным образом, что, наряду с кроссинговером, обеспечивает генетическую индивидуальность организмов. Вторичные сперматоциты вступают в очень короткую интерфазу (8 часов), после чего происходит второе деление мейоза, в результате которого образуются гаплоидные клетки — сперматиды. Каждая сперматида вчетверо меньше сперматоцита I порядка.

2.2.4.Фаза формирования

Вфазу формирования завершается активный синтез белков-ферментов акросомы и цитоскелетных белков. В этот же период происходит формирование специфических антигенов сперматозоида (см. раздел 3.4. «Оплодотворение»). На этой стадии сперматогенеза разрываются цитоплазматические мостики между клетками и сперматозоиды становятся свободными. Кроме того, в эту фазу отмечаются наиболее заметные морфологические изменения клетки (рис. 2.8):

1) ядро сильно удлиняется, приобретает вытянутую форму, хроматин конденсируется и становится синтетически инертным, общий объем ядра уменьшается;

2)аппарат Гольджи прижимается к ядру и формирует везикулы. Сливаясь, они формируют акросомальную везикулу, которая примыкает к ядерной оболочке, приобретает форму шапочки и охватывает ядро у переднего полюса;

3)формируются две центриоли, одна из которых (проксимальная) смещается на противоположный от акросомы полюс ядра, а другая (дистальная) отодвигается в связующую часть, от дистальной центриоли отрастает жгутик;

36

2 центриоли, от одной из которых начинается аксонема — осевая нить хвоста. Хвост делится на 3 части: промежуточный отдел (5–7 мкм), главный (40–45 мкм) и концевой (5–10 мкм). Промежуточный отдел содержит аксонему, окруженную специфическими элементами цитоскелета, т. н. 9 наружными фибриллами, а снаружи — митохондриальную спираль, которая у приматов (и у человека, очевидно) образует около 15 витков. Митохондриальная ДНК и кальций, поступающий из окружающей среды, обеспечивают волнообразные изменение формы хвоста сперматозоида и перемещение со скоростью 30–66 мкм/с. В главном отделе хвоста отсутствует митохондриальная спираль, а в концевом отделе исчезают и специфические элементы цитоскелета, аксонема покрыта лишь мембраной.

Сперматозоиды в эякуляте. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 1 мл спермы в норме содержится примерно от 20 до 200 млн сперматозоидов при объеме эякулята 2–5 мл. За последние 50 лет средняя концентрация спермиев в эякуляте здоровых мужчин снизилась вдвое, а средний объем эякулята существенно уменьшился. Эти изменения связывают с действием вредных экологических факторов. Во многих регионах северного полушария качество спермы снижается в летний период. В экспериментах на макаках-резус установлено, что это связано с удлинением светового дня. Гораздо меньше данных о сезонном изменении в женском половом тракте, хотя предполагается, что их фертильность также падает в летний период. Это отчасти подтверждается тем, что в США частота родов в весенний период снижается. Вместе с тем частота родов в Канаде и в Европе максимальна к концу зимы и весной.

Как и в любом «массовом производстве», при сперматогенезе происходят ошибки: могут формироваться двужгутиковые сперматозоиды, со сросшимися головками, с нарушенной головкой, незрелые с остатками цитоплазмы, с дефектами жгутика и т. д. Для того чтобы мужчина был фертилен, количество атипичных сперматозоидов не должно превышать 20–30 %, и активно подвижными должны быть более 50 %. Мужчина, у которого менее 10 млн сперматозоидов/мл, стерилен, особенно, если среди них есть аномальные или неподвижные. Для потенциальной фертильности, по крайней мере, 40 % сперматозоидов должны быть подвижны через 2 часа и хотя бы некоторые — через 24 часа после забора эякулята.

Нарушения фертильности мужчин. Предполагается, что причиной от ½ до ⅓ бездетных браков является нефертильность мужчины. Нарушение фертильности у мужчин связано с эндокринной патологией, нарушениями сперматогенеза, обструкцией половых путей:

1.При отсутствии одной или обеих динеиновых ручек в жгутике нарушается подвижность сперматозоидов (синдром неподвижных ресничек), хотя такие мужчины потенциально фертильны. В этом случае возможно экстракорпоральное оплодотворение.

2.По разным оценкам, до 15 % мужского бесплодия связано с дефектной акросомой, при этом сперматозоид нормально построен и подвижен, но нарушается акросомальная реакция и оплодотворение невозможно.

3.При азооспермии в эякуляте нет сперматозоидов. Причины — дефекты сперматогенеза, лучевое поражение, непроходимость половых путей.

Замораживание спермы человека в присутствии специальных защитных веществ (криопротекторов) и ее хранение при температуре жидкого азота (–196 °С) используется в клинической практике для искусственного осеменения. При таком способе консервации

38