Как устроены сперматозоиды? Их особенности, строение, размеры и функции. Что такое сперматозоид, какие его задачи и схема на фото

Нужны мужская и женская клетки: сперматозоид и яйцеклетка. Яйцеклетка находится в своей естественной среде весь цикл жизни, а носителю мужских генов предстоит путь длиной до нескольких дней. Рассмотрим, сколько живет спермик в различных условиях и от каких факторов зависит вероятность

Количество сперматозоидов и беременность

Во время полового акта в женский организм попадает несколько миллионов сперматозоидов, но для оплодотворения достаточно, чтобы до яйцеклетки добрался лишь один. Чтобы быстрее всех доплыть до главной цели, он должен быть живучим и быстрым, а далеко не каждый спермик обладает такими качествами.

Знаете ли вы? Мужчины выделяют примерно столовую ложку спермы (2–5 мл). Это не так много для млекопитающего: жеребец выделяет до 100 мл семенной жидкости, а кабан - полный стакан.

Ученые пришли к выводу, что наиболее высокая вероятность к зачатию наблюдается при количестве в 4 млн сперматозоидов и больше, выпускаемых за эякуляцию. За каждый последующий акт с небольшим временным промежутком спермы выделяется меньше. Но для наступления хватит даже количества сперматозоидов после пятого семяизвержения подряд.

Необходимое число «головастиков» зависит также от внутренней среды женщины и ее . Так, во время у женщины жизнеспособность сперматозоидов выше и количество «бойцов» почти не имеет значения. В остальной период густой секрет создает неблагоприятную среду, которая препятствует наступлению зачатия.

От чего зависит сохранность?

Сперма человека содержит большое количество простого сахарида - фруктозы. Благодаря ей спермики получают необходимый заряд энергии, чтобы добраться до яйцеклетки быстро и с наименьшими усилиями.

Сахароза немного увеличивает шансы сперматозоидов, которые несут Х-хромосому. Клетка будущей девочки - более крупная и выносливая, а благодаря дополнительной сахарозе она увеличивает свою скорость и плывет на равных с «головастиками» c Y-хромосомой. Поэтому пары, которые хотят стараются есть больше сладкого.

Сахароза является частью медицинской поддержки спермы при обращении в клинику с проблемами зачатия. Немного продлить жизнь и скорость носителей своих генов мужчина может и самостоятельно, употребляя сахаросодержащие продукты, среди которых - виноград и другие сладкие фрукты.

Как долго может храниться сперма

В своей естественной среде, в половых органах мужчины, сперматозоиды находятся в полной безопасности. Но после эякуляции они попадают во враждебный для них мир. С этого мгновения срок их жизни начинает исчисляться днями, часами, минутами или даже секундами, в зависимости от того, куда они попали.

Важно! Цикл сперматогенеза у человека длится около 74 дней, поэтому то, сколько живут сперматозоиды конкретного мужчины, зависит от образа его жизни за 3 месяца до полового акта.

Срок хранения спермы зависит от температуры, уровня pH и других условий окружающей среды. Ученые хранят ее замороженной со специальным раствором. В таком состоянии она полностью сохраняет свои свойства.

В организме женщины

На пути к яйцеклетке «головастики» проходят долгий путь от влагалища к . Сколько живут сперматозоиды в женском теле - зависит от места, где они находятся:

1. Во рту. При занятии оральным сексом носители мужских генов сразу погибают в полости рта, так как среда для них слишком кислая. Кислотность слюны составляет 6,8–7,4 pH.
2. Во влагалище. У среднестатистической женщины кислотность среды составляет 3,8–4,4 pH. В такой среде спермики способны прожить около 2 часов.
3. В шейке матки. Цервикальная слизь шейки является благоприятной средой для сперматозоидов. Особо живучие представители могут провести в ней от 3 до 8 дней. Слизь меняет свою густоту в зависимости от овуляции: в это время она более жидкая, а после становится густой. Сперма, попавшая сюда до овуляции, с большей вероятностью станет причиной беременности.

Важно! Уровень pH зависит от физиологических особенностей каждой женщины. Показатель может меняться в течение менструального цикла и во время болезни.

Вне тела

Попав во внешнюю среду, сперматозоиды живут недолго. Особое значение имеет температура окружения. Идеальным значением для «головастиков» является 34–37 °С. Это значит, что, попав на тело или оставаясь на половом органе снаружи, они могут продолжать жить еще несколько часов.

Сколько живут сперматозоиды на воздухе, зависит от многих факторов. В среднем, при подходящей для них температуре они сохраняют свою жизнеспособность до 1 часа. Такой же срок жизни ждет спермиков в презервативе, если он не покрыт специальной спермицидной смазкой, которая убивает их сразу.

Мужское семя практически сразу погибает от холодной температуры, но при мгновенной заморозке азотом может храниться неограниченное количество времени.

Жизнеспособность и возможность оплодотворения

Высокая продолжительность жизни сперматозоида - это не гарантия зачатия. Кроме жизнеспособности, на возможность оплодотворения влияют:

1. Активность. Живучий, но медленный спермик не сможет достичь цели вовремя. Нормальной скоростью «головастика» считается 0,1 мм в секунду или 30 см/час.
2. Период оплодотворяющей способности, который длится меньше времени, чем длительность жизни сперматозоида и составляет 1–2 суток, даже если ему удастся прожить дольше.
3. Наличие патологий у сперматозоида. На способность каждого «живчика» к оплодотворению влияет наличие у него

Яйцеклетка и сперматозоид необходимы для оплодотворения и зарождения новой жизни. Сегодня вы узнаете, чем они отличаются, когда и как происходит оплодотворение.

Зачатие ребёнка - это сложный процесс, слияние двух половых клеток после незащищенного полового акта, во время овуляции у женщины. Созревание яйцеклетки представляет собой разрыв фолликула и выход её в маточную трубу.

Наступает на 15 день менструального цикла, живёт сутки, когда достигает матки. Паре нужно точно знать, когда наступает овуляция. Необходимо измерять базальтовую температуру на протяжении 3-х месяцев. Там, где она растёт и достигает своего пика (37,1-37,2°C) и есть вероятность зачатия малыша.

Различия и сходства сперматозоида и яйцеклетки

Эти две важные репродуктивные клетки внешне разнятся друг от друга, но каждый выполняют свою роль. Яйцеклетка представляет собой самую большую клетку в организме женщины. Внешне похожа на маковое зёрнышко круглой формы, и не может передвигаться как сперматозоид.

Сперматозоид же напротив, маленькая половая клетка мужчины, которая быстро перемещается. Вид и строение головастика с большим хвостиком. Этот маленький живчик имеет набор хромосом и несёт в себе ДНК родителя, которые передаются будущему малышу.

Яйцеклетка выходит из ядра один раз в месяц, когда фолликул разрывается в момент овуляции. Гаметы вырабатываются мужским организмом ежедневно посредством сперматогенеза и способны оплодотворить не одну яйцеклетку.

Набор хромосом (23) - это единственное сходство между ними. На этом схожесть заканчивается.

Рассмотрим в таблице:

Как видно в таблице, размер их сильно разнится. Два живчика оплодотворить яйцеклетку не могут. А вот если в процессе овуляции созрела не одна, то соответственно и 2 сперматозоида их оплодотворит. В таком случае получаются разнояйцовые близнецы.

Процесс слияния двух клеток

Ежедневно при постоянной половой жизни в мужском организме вырабатывается около 600 млн сперматозоидов. Но лишь один способен оплодотворить зрелую яйцеклетку.
Чтоб добраться в матку живчику надо преодолеть маточные трубы, и примерно через пару часов и 20 см пути он на месте. Многие погибнут ещё во влагалище, некоторые в фаллопиевых трубах, а кто-то в матке.

Так как сперматозоид живёт до 5 дней, он может ждать встречу с яйцеклеткой в маточных трубах и матке. Самым важным моментом в зарождении новой жизни – это овуляция у женщины.

Созревшая яйцеклетка выходит из фолликула, выделяя особенные ферменты, начинает манить к себе сперматозоиды. Оболочка женской клетки становится мягкой и сквозь неё попадает самый подвижный и активный спермий.

Как зарождается новая жизнь

Оплодотворение – это волнующий и сложный физиологический процесс.

1. Первый этап – это эякуляция мужчины и овуляция женщин.
2. Второй – движение живчиков через влагалище в матку. На этом пути добираются не многие. Те, у которых нарушена морфология, малоподвижные и дефективные, погибают сразу в кислой среде влагалища.
3. Третий этап – благодаря хвостику и быстрым прямолинейным движениям сперматозоиды двигаются сквозь шеечную слизь шейки и только самые активные попадают в неё.
4. Четвёртый этап – проникнув в полость, направляется к фаллопиевым трубам. Жизнеспособность спермиев благодаря среде матки поддерживается в течение 5 дней, они могут оставаться активными, скоростными и готовыми к слиянию.
5. Пятый этап – в это время происходит оплодотворение одним из живчиков.

С момента овуляции яйцеклетка живёт до 24ч, а сперматозоид в зависимости от среды примерно до 5 дней. Поэтому паре, которая планирует беременность необходимо знать, когда у женщины происходит овуляция.

Надо мерить на протяжении 3-4 месяцев базальтовую температуру. Когда термометр показывать более 37,1-37,2 °C ,значит наступил долгожданный момент. Надеемся, статья оказалась полезной для вас. Подписывайтесь на наш сайт. Узнавайте много новой информации.

Строение сперматозоида: 1 - «головка»; 2 - «шейка»; 3 - средняя часть; 4 - жгутик; 5 - акросома; 6 - ядро; 7 - центриоли; 8 - митохондрии.

Сперматозоид млекопитающих имеет форму длинной нити. Длина сперматозоида человека 50–60 мкм. В строении сперматозоида можно выделить «головку», «шейку», промежуточный отдел и хвостик. В головке находится ядро и акросома. Ядро содержит гаплоидный набор хромосом. Акросома - мембранный органоид, содержащий ферменты, используемые для растворения оболочек яйцеклетки. В шейке расположены две центриоли, в промежуточном отделе - митохондрии. Хвостик представлен одним, у некоторых видов - двумя и более жгутиками. Жгутик является органоидом движения и сходен по строению со жгутиками и ресничками простейших. Для движения жгутиков используется энергия макроэргических связей АТФ, синтез АТФ происходит в митохондриях.

Сперматозоид открыт в 1677 году А. Левенгуком.

Именно ядро несет в себе генетический отцовский материал. Головка, в которой располагается ядро, спереди оснащена акросомой, которая помогает сперматозоиду проникнуть в женскую половую клетку. Шейка и тело сперматозоида состоит из митохондрий и спиральных нитей, которые обеспечивают активность движения мужской половой клетки.

Подвижность сперматозоида самая основная его качественная характеристика. Подвижность обеспечивает хвост сперматозоида за счет совершения однотипных ударов. Высокая подвижность сперматозоида может играть более значительную роль, чем их количество в семенной жидкости. Если в сперме подвижными являются приблизительно только сорок процентов сперматозоидов, то это говорит о патологии, в таком случае шансы на оплодотворение яйцеклетки значительно уменьшаются.

В настоящее время в медицине существует такой термин как астенозооспермия, что представляет собой уменьшение количества подвижных сперматозоидов и снижение их скорости движения в семенной жидкости. Причины, по которым у некоторых людей возникает данная патология, до сих пор полностью не известны. Часто это явление может быть спровоцировано наличием в сперме различных бактерий или инфекцией плазмы спермы. Не редко астенозооспермия является причиной бесплодия у мужчин или же врожденных патологий плода.

Иногда случается так, что в эякуляте возможно вообще отсутствие сперматозоидов, а вместо них наличие других клеток сперматогенеза, это явление носит название азооспермии. Чаще всего причинами этой патологии являются врожденные нарушения. Иногда азооспермия может так же стать последствием влияния на организм токсических сильных препаратов, таких как алкоголь, химические препараты, радиация.

Если же сперма характерна полной неподвижностью сперматозоидов, то это может говорить о таких патологиях как акиноспермия или некроспермия. Акиноспермия говорит о том, что в сперме присутствуют живые сперматозоиды, которые полностью неподвижны и не способны к оплодотворению яйцеклетки. Часто такое нарушение может быть вызвано различными заболеваниями половых желез. Некроспермия в свою очередь характеризуется наличием в сперме нежизнеспособных сперматозоидов. Некроспермию разделяют на обратимую и необратимую. В случае обратимой некроспермии или как ее еще называют ложной, жизнедеятельность сперматозоидов удается восстановить. Если же выявлена необратимая некроспермия, лечение произвести невозможно, причины ее возникновения до сих пор неизвестны.

Срок жизни сперматозоида при попадании его во влагалище обычно достигает 2- 2,5 часов. Если сперматозоид проник в шейку матки, то этот срок увеличивается до 48 часов. Каждый сперматозоид несет в себе Y- или X- хромосому, которые и определяют в последствии при оплодотворении яйцеклетки будущий пол ребенка. В основном женскую половую клетку может оплодотворить только один сперматозоид. При этом если в оплодотворении будет участвовать сперматозоид, который несет в себе Y- хромосому, то это определят пол ребенка как мужской, при наличии у сперматозоида X- хромосомы пол ребенка будет женским.

Сперматозоид (от др.-греч. σπέρμα (род. п. σπέρματος) - семя, ζωή - жизнь и εἴδος - вид) - мужская половая клетка, мужская гамета, которая служит для оплодотворения женской гаметы, яйцеклетки. Термин используется для обозначения мелких, обычно подвижных гамет у организмов, которым свойственна оогамия. Обычно они значительно меньше яйцеклетки, поскольку не содержат столь значительного количества цитоплазмы и производятся организмом одновременно в значительном количестве. Понятие «сперматозоид» необходимо отличать от понятия «сперма», поскольку последняя состоит из семенной жидкости (в которой содержатся сперматозоиды), а также содержит небольшое количество эпителиальных клеток мочеиспускательного канала.

Открытие сперматозоидов

Строение и функция

Сперматозоид человека - это специализированная клетка, строение которой позволяет ей выполнить свою функцию: преодолеть половые пути женщины и проникнуть в яйцеклетку, чтобы внести в нее генетический материал мужчины. Сперматозоид, сливаясь с яйцеклеткой, оплодотворяет ее. В организме человека сперматозоид является самой маленькой клеткой тела. Общая длина сперматозоида у человека равна приблизительно 55 мкм. Головка составляет приблизительно 5,0 мкм в длину, 3,5 мкм в ширину и 2,5 мкм в высоту, средний участок и хвостик - соответственно, приблизительно 4,5 и 45 мкм в длину. Малые размеры, вероятно, необходимы для быстрого движения сперматозоида.

Для уменьшения размера сперматозоида при его созревании происходят специальные преобразования: ядро уплотняется за счет уникального механизма конденсации хроматина (из ядра удаляются гистоны, и ДНК связывается с белками-протаминами), большая часть цитоплазмы выбрасывается из сперматозоида в виде так называемой «цитоплазматической капли», остаются только самые необходимые органеллы. Сперматозоиды, содержащие Y-хромосому, называются андроспермиями, Х-хромосому - гиноспермиями. Яйцеклетку может оплодотворить, как правило, только один спермий, причём, с равной вероятностью им может быть андро - или гиноспермий, в связи с чем предварительные предсказания пола ребёнка практически невозможны. Предполагают, что мальчики чаще рождаются от мужчин, в сперме которых преобладают андроспермии. В спермограмме здорового мужчины наряду с нормальными встречаются и патологические формы спермиев, но не более 20-25%. Сперматозоид мужчины имеет типичное строение и состоит из головки, средней части и хвоста.

Головка сперматозоида человека имеет форму эллипсоида, сжатого с боков, с одной из сторон имеется небольшая ямка, поэтому иногда говорят о «ложковидной» форме головки сперматозоида у человека. В головке сперматозоида располагаются следующие клеточные структуры:

1. Ядро , несущее одинарный набор хромосом. Такое ядро называют гаплоидным. После слияния сперматозоида и яйцеклетки (ядро которой также гаплоидно) образуется зигота - новый диплоидный организм, несущий материнские и отцовские хромосомы. Ядро сперматозоида значительно мельче ядер других клеток, это во многом связано с уникальной организацией строения хроматина сперматозоида. В связи с сильной конденсацией хроматин неактивен - в ядре сперматозоида не синтезируется РНК.
2. Акросома - видоизмененная лизосома - мембранный пузырек, несущий литические ферменты - вещества, растворяющие оболочку яйцеклетки. Акросома занимает около половины объема головки и по своему размеру приблизительно равна ядру. Она лежит спереди от ядра и покрывает собой половину ядра (поэтому часто акросому сравнивают с шапочкой). При контакте с яйцеклеткой акросома выбрасывает свои ферменты наружу и растворяет небольшой участок оболочки яйцеклетки, благодаря чему образуется небольшой «проход» для проникновения сперматозоида. В акросоме содержится около 15 литических ферментов, основным из который является акрозин.
3. Центросома - центр организации микротрубочек, обеспечивает движение хвоста сперматозоида, а также предположительно участвует в сближении ядер зиготы и первом клеточном делении зиготы.

Позади головки располагается так называемая «средняя часть» сперматозоида . От головки среднюю часть отделяет небольшое сужение - «шейка». Позади средней части располагается хвост. Через всю среднюю часть сперматозоида проходит цитоскелет жгутика, который состоит из микротрубочек. В средней части вокруг цитоскелета жгутика располагается митохондрион - гигантская митохондрия сперматозоида. Митохондрион имеет спиральную форму и как бы обвивает цитоскелет жгутика. Митохондрион выполняет функцию синтеза АТФ и тем самым обеспечивает движение жгутика.

Хвост , или жгутик, расположен за средней частью. Он тоньше средней части и значительно длиннее ее. Хвост - орган движения сперматозоида. Его строение типично для клеточных жгутиков эукариот.

Движение сперматозоидов

Сперматозоид человека движется при помощи жгутика. Во время движения сперматозоид обычно вращается вокруг своей оси. Скорость движения сперматозоида человека может достигать 0,1 мм в сек. или более 30 см в час. У человека приблизительно через 1-2 часа после коитуса с эякуляцией первые сперматозоиды достигают ампулярной части фаллопиевой трубы (той части, где происходит оплодотворение). В организме мужчины сперматозоиды находятся в неактивном состоянии, движения жгутиков у них незначительны. Перемещение сперматозоидов по половым путям мужчины (семенные канальцы, проток эпидидимиса, семявыносящий проток) происходит пассивно за счет перестальтических сокращений мышц протоков и биения ресничек клеток стенок протоков. Сперматозоиды приобретают активность после эякуляции за счет воздействия на них ферментов простатического сока. Движение сперматозоидов по половым путям женщины является самостоятельным и осуществляется против движения жидкости. Для осуществления оплодотворения сперматозоидам необходимо преодолеть путь длинной около 20 см (цервикальный канал - около 2 см, полость матки - около 5 см, фаллопиева труба - около 12 см). Среда влагалища является губительной для сперматозоидов, семенная жидкость нейтрализует влагалищные кислоты и частично подавляет действие иммунной системы женщины против сперматозоидов.

Из влагалища сперматозоиды движутся по направлению к шейке матки. Направление движения сперматозоид определяет, воспринимая pH окружающей среды. Он движется по направлению уменьшения кислотности; pH влагалища около 6,0 , pH шейки матки около 7,2. Как правило, большая часть сперматозоидов не способна достичь шейки матки и погибает во влагалище (по критериям ВОЗ, используемым в посткоитальном тесте, спустя 2 часа после коитуса во влагалище не остается живых сперматозоидов).

Прохождение канала шейки матки является для сперматозоидов сложным, из-за наличия в нем цервикальной слизи. После прохождения шейки матки сперматозоиды оказываются в матке, среда которой благоприятна для сперматозоидов, в матке они могут достаточно долго сохранять свою подвижность (отдельные сперматозоиды до 3-х дней). Среда матки оказывает на сперматозоиды активирующее действие, их подвижность значительно возрастает. Это явление получило название «капацитация».

Для успешного оплодотворения в матку должно проникнуть не менее 10 млн сперматозоидов. Из матки сперматозоиды направляются в фаллопиевы трубы, направление к которым и внутри которых сперматозоиды определяют по току жидкости. Показано, что сперматозоиды имеют отрицательный реотаксис, то есть стремление двигаться против течения. Ток жидкости в фаллопиевой трубе создают реснички эпителия, а также перистальтические сокращения мышечной стенки трубы.

Большая часть сперматозоидов не может достичь конца фаллопиевой трубы - так называемой «воронки», или «ампулы», где происходит оплодотворения. Из нескольких миллионов сперматозоидов, вошедших в матку, лишь несколько тысяч достигают ампулярной части фаллопиевой трубы. Каким образом сперматозоид человека разыскивает яйцеклетку в воронке фаллопиевой трубы остается неясным. Существуют предположения о наличии у сперматозоидов человека хемотаксиса - движения по направлению неким веществам, выделяемым яйцеклеткой, либо фолликулярными клетками, ее окружающими. Несмотря на то, что хемотаксис присущ сперматозоидам многих водных организмов с наружным оплодотворением, у сперматозоидов человека и млекопитающих животных его наличие пока не доказано. Наблюдения in vitro показывают, движение сперматозоидов является сложным, сперматозоиды способны обходить препятствия, осуществлять активный поиск.

Продолжительность жизни сперматозоидов После периода созревания, составляющего около 64 дней сперматозоид может сохраняться в организме мужчины до месяца. В эякуляте они способны выжить в зависимости от условий среды (свет, температура, влажность) до 24 часов. Во влагалище сперматозоиды погибают в течение нескольких часов. В шейке матки, матке и фаллопиевых трубах сперматозоиды остаются живыми до 3-х суток. В спермограмме здорового мужчины наряду с нормальными встречаются и патологические формы спермиев, но не более 20 - 25%. Превышение этого числа может приводить к бесплодию или к врождённым уродствам плода.

При патологии в эякуляте уменьшается количество сперматозоидов (олигозооспермия), может снижаться число подвижных форм (астенозооспермия). Иногда отсутствуют зрелые сперматозоиды, а встречаются лишь клетки сперматогенеза. Все сперматозоиды могут быть неподвижными или в сперме могут отсутствовать как сперматозоиды, так и клетки сперматогенеза (аспермия).

Все знают, что сперматозоид является мужской половой клеткой. Специалисты называют ее гаметой. Мужские половые клетки образуются в канальцах яичек. Естественно, что без них просто невозможен процесс оплодотворения женской яйцеклетки. Каково строение сперматозоида и его функции?

Открытие сперматозоида

Сперматозоид был открыт голландским натуралистом А. Левенгуком в 1677 г. Благодаря первым микроскопам, которые он сконструировал, ученый смог рассмотреть и зарисовать мужскую половую клетку. Причем первым он описал человеческий сперматозоид. Затем Левенгук приступил к изучению мужских гамет различных животных. Именно этот натуралист впервые предположил, что они участвуют в процессе зачатия.

У разных животных мужские половые клетки устроены по-разному, хотя схема строения сперматозоида у них очень схожа:

Головка;

Средняя часть;

У некоторых животных количество жгутиков хвоста может быть разным. Форма головки сперматозоидов разных видов живых существ также различается.

Строение сперматозоида, фото которого есть в обзоре, имеет свои характерные особенности. Морфология мужских гамет кардинально отличается от других клеток организма живых существ. При этом все основные органеллы присутствуют в их строении. Строение сперматозоида следующее:

. Головка эллипсоидной формы, практически полностью заполненная ядром. В нем содержится наследственный материал, передающийся от отца потомству. Он представлен в виде хроматина, который является комплексом ДНК, РНК, белков. Ядро содержит 23 мужские хромосомы. Это половинный набор наследственного материала. Во время оплодотворения он объединяется с 23 хромосомами женской яйцеклетки. Сперматозоид несет одну половую хромосому, обозначаемую X или Y. Если яйцеклетка оплодотворяется мужской гаметой, несущей Y-хромосому, то в будущем рождается мальчик, а если X - то девочка. Другими словами: пол будущего ребенка зависит от сперматозоида.

На вершине (переднем конце) головки расположена акросома, представляющая собой видоизмененный комплекс Гольджи. В ней происходит выработка фермента гиалуронидазы, способного расщеплять оболочку яйцеклетки, состоящую из мукополисахаридов. Благодаря такому свойству акросомы сперматозоид может проникать в женскую гамету. На границе головки и его шейки находится центриоль - органоид, участвующий в делении клеток. Она формирует цитоскелет жгутообразного хвотика. В головке находится и центросома, представляющая собой центр организации микротрубочек. Она обеспечивает движение жгутообразного хвоста сперматозоида, участвует в сближении ядер зиготы и ее первом клеточном делении.

. Шейка, разделяющая головку и среднюю часть . В этом небольшом сужении располагается спиралевидная митохондрия, необходимая для выработки энергии. Она служит для активного движения сперматозоида. Основная часть энергии представлена в виде фруктозы.

. Промежуточный (средний) отдел, который часто называют телом. Оно состоит из осевой нити. В средней части имеется митохондрион, который содержит 28 митохондрий. Он имеет спиралевидную форму. Митохондрион синтезирует АТФ, обеспечивая этим движение гаметы.

. Хвост в виде жгутика. На его поперечном разрезе можно увидеть 9 пар микроспопических трубочек. Еще две пары расположены в самом центре жгутика. Хвост сперматозоида - это важный органоид активного движения.

Размеры сперматозоида

Размеры мужской гаметы ничтожно малы. Сперматозоиды намного меньше зиготы (без учета хвоста). Они имеют самые маленькие размеры по сравнению с другими клетками человека. Длина сперматозоида мужчины составляет около 50-70 мкм, ширина - 3,5 мкм. Средний участок достигает в длину 4,5 мкм, а хвост - 45 мкм. Примечательно, что у некоторых живых существ размер гамет намного больше. Так, например, сперматозоид тритона имеет длину около 500 мкм, а мужские половые клетки мыши в 1,5 раза больше человеческих. Малые размеры гамет обусловлены необходимостью преодолевать довольно большие расстояния до яйцеклетки.

Особенности мужских сперматозоидов

Строение и функции сперматозоида тесно взаимосвязаны. Мужская гамета обладает свойствами, обусловленными ее назначением и особенностями:

Способностью двигаться за счет жгутообразного хвостика, благодаря чему обеспечивается возможность встречи сперматозоида и яйцеклетки.

Несет отрицательный электрический заряд, что не дает мужским гаметам склеиваться в сперме.

В эякуляте (семенной жидкости, сперме) здорового мужчины содержится примерно 200 миллионов сперматозоидов. У различных видов живых существ количество мужских гамет может кардинально различаться. Так, например, в эякуляте коня насчитывается примерно 100 миллиардов сперматозоидов.

Благодаря хвостику-жгутику мужская гамета в семенной жидкости развивает скорость до 5 см/час.

Свойства мужских гамет

Специалисты смогли выяснить, что цитоплазма головки сперматозоида имеет жидкокристаллическое состояние. Благодаря этому достигается устойчивость мужской половой клетки к неблагоприятным условиям внешней среды. Сперматозоиды способны противостоять агрессивной для них кислой среде влагалища женщины. Строение сперматозоида делает его более устойчивым к ионизирующей радиации. У некоторых животных в мужской половой клетки имеется акросомный аппарат, способный выбрасывать длинную нить, предназначенную для захвата яйцеклетки.

Срок жизни сперматозоида

После образования в канальцах яичка сперматозоиды в течение месяца сохраняются в придатках. В эякуляте они остаются живыми около 24 часов. Сперматозоид во влагалище живет около 2-2,5 часов. Если он смог проникнуть в шейку матки или фаллопиевые трубы, то срок его жизни увеличивается до 2-3 суток.

Строение яйцеклетки

Женская половая гамета представляет собой крупную шарообразную, неподвижную клетку, обладающую запасом различных питательных веществ, необходимых для биосинтеза белка и выработки специфических регуляторных веществ. Ее желток обеспечивает зародышу питание на протяжении эмбрионального периода. Ее диаметр достигает 150-170 мкм.

Яйцеклетка снаружи защищена оболочкой, покрытой лучистым венцом. Она окружена клетками фолликулярного эпителия, размножающимися по мере ее созревания. Они выделяют специфическую жидкость. Она накапливается в полости первичных фолликулов. Клетки этого эпителия участвуют в обеспечении яйцеклетки питательными веществами. Оболочка женской гаметы не только питает гамету, но и защищает ее от проникновения более одного сперматозоида. Поскольку яйцеклетка не имеет аппарата, предназначенного для активного движения, для нее характерна плазматическая сегрегация.

Важность процесса движения

Подвижность мужской половой клетки является основной ее качественной характеристикой. Она обеспечивается хвостом гаметы за счет совершения однотипных движений. Особенности строения яйцеклетки и сперматозоида делают процесс оплодотворения наиболее вероятным. Оболочка мужской гаметы имеет специальные рецепторы, которые способны распознавать химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Благодаря этой способности сперматозоиды способны к целенаправленному, а не хаотическому движению. После эякуляции практически все здоровые половые клетки представителя мужского пола направляются к женской гамете. Такое движение называют положительным хемотаксисом.

Высокая подвижность сперматозоидов играет более важную роль, чем их количество в эякуляте. Об этом часто говорят специалисты, работающие с мужскими и женскими половыми клетками. Так, если в семенной жидкости подвижными являются около сорока процентов сперматозоидов, то это уже считается патологией. В этом случае вероятность оплодотворения яйцеклетки сильно уменьшается.

Если сперма состоит из полностью неподвижных сперматозоидов, то это часто свидетельствует о такой патологии, как акиноспермия. В этом случае половые клетки живые, но они неподвижны, а поэтому не способны произвести оплодотворение яйцеклетки. Чаще всего это нарушение вызывается разными патологиями половых желез.

Процесс оплодотворения

В каждой мужской гамете есть Y- или X- хромосома, определяющие при оплодотворении яйцеклетки пол ребенка. Чаще всего в этом процессе участвуют одна мужская гамета и одна женская. В некоторых случаях клетку оплодотворяют 2-3 и более сперматозоидов, что приводит к рождению однояйцевых близнецов.

Строение яйцеклетки и сперматозоида таковы, что при оплодотворении только головка мужской гаметы способна проникать в женскую половую клетку. При этом все остальные ее части остаются снаружи. В процессе оплодотворения (слияния яйцеклетки и сперматозоида) образуется зигота, которая представляет собой диплоидную клетку, содержащую полный двойной набор хромосом.