Сперматогенез: размножение, рост, созревание, формирование.

Сперматогенез — процесс развития, созревания и формирования мужских половых клеток.

Стадия размножения у человека начинается с наступлением половой зрелости.

Стадия размножения: (митозы 2n2c) – сперматогонии многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме.

Стадия роста: Клетки увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты 1го порядка. Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза; важные процессы:

- генетическая рекомбинация (кроссинговер)

- уменьшение числа хромосом

-снижение содержания ДНК

-уменьшение плоидности клеточных потомков

-значительный синтез РНК

Стадия созревания состоит из двух последовательных делений мейоза. В результате первого деления мейоза образуются сперматоциты 2го порядка(1n2c) (Из одного сперматоцита 1го порядка образуются 2 сперматоцита 2го порядка)

После второго деления мейоза –образуются сперматиды(1n1c). МейозI – редукционное деление, мейозII – эквационное.

Таким образом, в результате стадии созревания один сперматоцит 1го порядка(2n4c) образует 4 сперматиды(1n1c).

Стадия формирования: незрелые сперматиды превращаются в зрелые сперматозоиды(1n1c), приобретая все свойственные ему структуры(акросома, хвост). На этой стадии разрываются цитоплазматические мостики между сперматогенными клетками, сперматозоиды оказываются свободными (на стадиях размножения, роста и созревания сперматозоиды связаны друг с другом цитоплазматическими мостиками).

Процесс сперматогенеза с 10-14-летнего возраста идет в яичке постоянно и циклически.

С ПЕРМАТОГЕНЕЗ Это митотическое деление клеток по типу мейоза, т.е. между делениями отсутствует интерфаза: нет удвоения хромосомного материала, образуются клетки с гаплоидным набором.

 В процессе сперматогенеза выделяют разные этапы дифференцировки клеток, которые в совокупности составляют сперматогенный эпителий.

 У базальной мембраны – стволовые клетки (долгоживущие), полустволовые (делятся один раз в цикл), сперматогонии (интенсивно делятся, характеризуя 1 стадию–фазу размножения). Стволовые и полустволовые клетки защищены отростками базальной мембраны и отростками сустентоцитов (поддерживающих клеток).

 Процесс размножения сперматогоний переходит в фазу роста (2 стадия). Из каждой сперматогонии образуется сперматоцит I порядка. При этом клетка увеличивается в размерах и в стадии роста происходит процесс подготовки клетки к мейозу. Основные изменения происходят в хромосомном аппарате. Хромосомы становятся лучше видимыми в микроскоп: сперва в виде тонких нитей (лептотена). Нити постепенно начинают скручиваться в виде спирали, попарно сближаются (зиготена). Из-за сильного скручивания хромосом они утолщаются (пахитена).

Затем продольно расщепляется каждая хромосома. В результате уже не 2 хромосомы, а 4 хроматиды (тетрады).

Начинается процесс деления клеток по типу мейоза. В результате 1го деления образуются 2 сперматоцита II порядка, в каждый из которых попадает 23 диады. Сразу, без редупликации ДНК (без интерфазы), начинается 2ое деление. Из каждого сперматоцита II образуется по 2 сперматиды, содержащих по 23 монады (1/2 диады).

 Эти два деления соответствуют фазе созревания (III).

Затем IV – фаза формирования. Из каждой сперматиды обазуется 1 сперматозоид.

Т.о., клетки, образующиеся в процессе сперматогенеза, в стенке извитого семенного канальца лежат рядами:

• нижний–сперматогонии и малодифференцированные клетки; • затем–сперматоциты I и II (более крупные клетки);

 • затем–сперматиды;

• центральная часть заполнена сперматозоидами.

Все эти клетки находятся в контакте с сустентоцитами. Процесс сперматогенеза с 10-14-летнего возраста идет в яичке постоянно и циклически

Длительность цикла сперматогенеза 68-75 суток. Весь процесс находится под контролем гормонов:

 1) Ингибины I в основном регулируют процесс разрушения парамезонефрального протока.

2) Ингибины II, начиная с эмбриогенеза и сразу после рождения, блокируют размножение сперматогоний и ингибируют выделение ФСГ (фолликулостимул. гормона) гипофиза.

 3) Ингибины III ингибируют выделение ФСГ до 11-14 лет.

118. Половые клетки. Морфофункциональная характеристика. Мейоз – характеристика, биологическая сущность. Отличие половых клеток от соматических.

Период развития половых клеток, предшествующий началу собственно индивидуального развития организма, называется гаметогенезом. Этот процесс осуществляется в ходе этапа развития, известного под названием прогенез.

Гаметогенез — это процесс образования и созревания половых клеток в половых железах; мужских половых клеток — сперматозоидов (сперматогенез) и женских гамет — яйцеклеток (овогенез).

Мейоз — деление половых клеток, результатом которого является образование гамет с гаплоидным набором хромосом. Кроме того, во время мейоза создаются новые комбинации генетического материала родителей, которые достигаются в результате: · случайного распределения материнских и отцовских хромосом по дочерним клеткам; · обмена участками гомологичных хромосом при кроссинговере.

Фаза созревания. В этой фазе происходит собственно мейоз. Первое (I) деление называется редукционным, в результате которого образуются сперматоциты II порядка (вторичные сперматоциты). Второе (II) – эквационное, образуются сперматиды. Мейоз состоит из нескольких этапов: 1. Метафаза I – исчезает ядерная оболочка, возникает веретено деления, биваленты (тетрады) выстраиваются в экваториальной плоскости. Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом. Генотип -2n, 4с. 2. Анафаза I – обе хромосомы каждого бивалента расходятся к полюсам клетки – по одной к каждому полюсу. Генотип – 2n, 4с. 3.Телофаза I – образуются 2 дочерние клетки, связанные цитоплазматическими мостиками (вследствие неполной цитотомии – схема 5). Каждая дочерняя клетка имеет набор хромосом 23, которые содержат по 2 хроматиды, то есть всего в клетке количество хроматид составляет 46, а, следовательно, генотип дочерних клеток – 1n, 2с. Такие клетки называются сперматоцитами II порядка. 4. Метафаза II – хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости. Генотип – 1n, 2с. 5. Анафаза II – обе хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам клетки – по одной к каждому полюсу. Разошедшиеся хроматиды будут называться хромосомами. В соответствии с этим генотип будет 2n 2с. 6.Телофаза II – образуются 2 дочерние клетки, связанные цитоплазматическими мостиками. Генотип – 1n, 1с. Такие гаплоидные клетки называются сперматидами. Фаза созревания происходит очень быстро и его найти на срезах семенных канальцев бывает очень сложно. Таким образом, в фазу созревания входят сперматоциты I порядка (генотип 2n, 4с), а выходят гаплоидные сперматиды (генотип 1n, 1с).

Соматическими называют клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Входя в состав разнообразных тканей тела, соматические клетки каждой ткани обладают специфическими структурными, метаболическими и химическими особенностями, которые приобретаются в процессе дифференцировки.

 Гамета (gamete): зародышевая клетка (спермий или яйцеклетка), содержащая гаплоидный набор хромосом, то есть имеющая по одному экземпляру каждой из хромосом.

 При половом способе размножения потомство, как правило, имеет двух родителей. Каждый из родителей производит половые клетки. Половые клетки, или гаметы, обладают половинным или гаплоидным набором хромосом и возникают в результате мейоза. Таким образом, гамета (от греч. gamete - жена, gametes - муж) - зрелая репродуктивная клетка, содержащая гаплоидный набор хромосом и способная при слиянии с аналогичной клеткой противоположного пола образовать зиготу, при этом число хромосом становится диплоидным. В диплоидном наборе каждая хромосома имеет себе парную (гомологичную) хромосому. Одна из гомологичных хромосом происходит от отца, другая - от матери. Женская гамета называется яйцеклеткой, мужская - сперматозоидом. Процесс образования гамет носит общее название - гаметогенез.