Вопрос 7. Строение сперматозоидов и их биологические свойства

Сперматозоиды (половые клетки самцов) – это жгутиковые клетки бичевидной формы. Последовательное расположение органелл в сперматозоиде позволяет выделить в клетке головку, шейку, тело и хвостик.

Головка сперматозоида представителей сельскохозяйственных млекопитающих ассиметричная – ковшеобразная, что обеспечивает его прямолинейное, поступательно-вращательное движение. Большая часть головки занята ядром, а самая передняя образует головной чехлик с акросомой. В акросоме (видоизмененный комплекс Гольджи) накапливаются ферменты (гиалуронидаза, протеазы), которые позволяют сперматозоидам разрушать вторичные оболочки яйцеклетки при оплодотворении.

Позади ядра, в шейке клетки, расположены одна за другой две центриоли – проксимальная и дистальная. Проксимальная центриоль лежит в цитоплазме свободно и при оплодотворении вносится в яйцеклетку. Из дистальной центриоли вырастает осевая нить – это специальная органелла клетки, которая обеспечивает биение хвостика только в одной плоскости.

В теле сперматозоида вокруг осевой нити последовательно друг за другом располагаются митохондрии, формирующие спиральную нить - энергетический центр клетки.

В области хвостика цитоплазма постепенно убывает, так что в его конечной части осевая нить одета только плазмолеммой.

Биологические свойства сперматозоидов:

1. Носительство наследственной информации об отцовском организме.

2. Сперматозоиды не способны к делению, их ядро содержит половинный (гаплоидный) набор хромосом.

3. Величина клеток не коррелирует с массой животных и поэтому у представителей сельскохозяйственных млекопитающих колеблется в узких пределах (от 35 до 63 мкм).

4. Скорость движения составляет 2-5 мм в минуту.

5. Сперматозоидам свойственно явление реотаксиса, т.е. движение против слабого тока слизи в половых путях самки, а также явление хемотаксиса – перемещение сперматозоидов на химические вещества (гиногамоны), вырабатываемые яйцеклеткой.

6. В придатке семенников сперматозоиды приобретают дополнительную липопротеиновую оболочку, которая позволяет им скрывать свои антигены, т.к. для организма самки гаметы самца выступают в роли чужеродных клеток.

7. Сперматозоиды обладают отрицательным зарядом, что дает им возможность отталкиваться друг от друга и предотвращать тем самым склеивание и механическое повреждение клеток (в одном эякуляте насчитывается до нескольких млрд. клеток).

8. Сперматозоиды животных с внутренним оплодотворением не выносят воздействия факторов внешней среды, в которой они погибают практически сразу.

9. Губительный эффект на сперматозоидов оказывают высокая температура, ультрафиолетовое облучение, кислая среда, соли тяжелых металлов.

10. Неблагоприятное влияние проявляется при воздействии радиационного излучения, алкоголя, никотина, наркотических веществ, антибиотиков и ряда других лекарственных препаратов.

11. При температуре тела животного нарушаются процессы сперматогенеза.

12. В условиях низкой температуры мужские гаметы способны длительно сохранять свои жизненные свойства, что позволило разработать технологию искусственного осеменения животных.

13. В благоприятной среде половых путей самки сперматозоиды сохраняют оплодотворяющую способность в течение 10-30 часов.