Клетка, находящаяся в мужской половой системе, служащая для того чтобы оплодотворить женскую гамету, называется сперматозоидом. С древнего греческого языка переводиться как семя и жизнь. Данную терминологию используют для характеристики микро гамет, необычайно подвижных. Им свойственен вид полового процесса при котором происходит сливания резко отличающихся между собой половых клеток.
Сперматозоиды меньше по размерам чем женская яйцеклетка, так как не имеют в своей структуре такого количества цитоплазматической жидкости. Но их в мужском организме производиться огромное количество.
Само значение сперматозоид, важно выделять от слова сперма, так как последняя имеет водянистость, в которую входят сами мужские гаметы. Кроме того, в сперме присутствует определенная концентрация клеток эпителия, попадающих из уретрального канала.
История открытия
Первым, кто описал мужскую гамету, был голландский ученый Антони ван Левенгук. Открытие датируется 1677 годом. Как сообщал в своих трактатах сам микроскопист, поведал о сперматозоидах ему друг Иоганн Гамм. Формально он и является первооткрывателем, но именно рассмотрел и сделал зарисовки в деталях сперматозоиды, именно Левенгук.
После открытия человеческих сперматозоидов, были обнаружены и другие мужские гаметы у большинства млекопитающих животных. Практически 100 лет, существовало мнение, что семенные зверьки, а именно так их именовал первооткрыватель, считались паразитирующей формой микроорганизмов в теле человека. Дифференциация сперматозоид, появился в медицинских источниках только в 19 веке.
Функциональные особенности и строение
Что такое сперматозоид и что он собой являет? Сперматозоид представляет собой специфическую клетку, строение которой дает ей возможность выполнять предназначенную природой функцию преодоления женских половых путей, проникая в последствии в женскую яйцеклетку, внося генетический материал, находящийся в нем.
В процессе слияния сперматозоида с яйцеклеткой, происходит оплодотворения и образование зиготы. Размер сперматозоида составляет около 55 мкм в длину, делая его самой маленькой клеткой в организме человека. Верхняя часть, именуемая головкой сперматозоида, равна 5.0 мкм в длину и 3.5 мкм в ширину. Средняя часть и специальный хвостик, составляют около 4.5 и 45 мкм в длину соответственно.
Такие незначительные размеры, связаны с тем, что мужской гамете необходимо как можно скорее продвигаться по женским путям к яйцеклетке.В процессе созревания мужской гаметы, происходит уменьшение размера, связанное с преобразованием и уплотнением ядра, а цитоплазматическая жидкость в большей мере выбрасывается. Таким образом остаются только самые нужные части сперматозоида.
Мужская гамета содержит в себе Х и У хромосомы. Содержащие в себе У – хромосому, имеют название андроспермиев, а Х-хромосому – гиноспермиев.Оплодотворение яйцеклетки происходит только одним спермием, и вероятность того что это будет андро или же гиноспермий, равна, что в свою очередь не дает четких гарантий угадать будущий пол малыша.
Составляющие части
Головка сперматозоида в мужском человеческом организме, представлена в виде эллипса, сжатого с обеих сторон. Одна сторона имеет небольшую вмятину, что дает повод говорить о ложковидной форме головки мужской гаметы.
Головка имеет в себе ряд клеточных структур, к которым относятся:
- Ядро – важная составляющая, несущая в себе необходимый хромосомный набор. Такой вид ядра называется – гаплоидным. После того, как произошел процесс слития мужской и женской половой клетки, происходит образования зиготы, с диплоидным набором хромосом, и он содержит в себе материнские и отцовские хромосомы.
Важно! Примечателен тот факт, что в процессе сильного скопления, хроматин в ядре сперматозоидов не активен и в ядре не образовывается рибонуклеиновая кислота. - Акросома – выполняет функцию лизосомы, но слегка измененную. Содержит в себе акросома специфические литические ферменты, способные расщеплять мембранную оболочку яйцеклетки. Видоизмененная лизосома, занимает большую часть головки сперматозоидов, и приравнивается по размерам к ядру. Акросома находиться спереди ядра, и по этому ее еще называют шапочкой. В процессе контактирования с яйцеклеткой, из видоизмененной лизосомы, происходит выброс ферментов, растворяющих необходимый участок оболочки яйцеклетки. Одним из самых базовых ферментов в акросоме, является акрозин, но помимо него существует еще порядка 15.
- Центросома – центр, отвечающий за передвижение хвостика мужской гаметы, образован из специальных микротрубочек.
Кроме того, у сперматозоида различают среднюю часть и шейку. Далее располагается хвостик. Вся средняя часть мужской гаметы имеет цитоскелет хвостика, а вот в средней части вокруг хвостика, есть митохондрион. Он представляет собой одну большую митохондрию в виде спирали, обвивающей цитоскелет хвостика. Именно эта митохондрия дает возможность жгутику двигаться, посредством синтеза аденозинтрифосфорной кислоты.
Хвостик располагается сразу за средней частью, имеет тонкую структуру.Процесс передвижения сперматозоидов человека, обеспечивается хвостиком, или же жгутиком. При совершении движения, мужская гамета движется, совершая обороты вокруг своей оси. Скорость движения может достигать до 30 см за 60 минут.
В человеческом организме, после произошедшего полового акта, сперматозоиды на протяжении нескольких часов достигают ампулы женской фаллопиевой (маточной) трубы. Именно там и происходит процесс оплодотворения. Находясь в мужском организме, сперматозоиды находятся в режиме ожидания, не проявляя своей активности, и движения хвостиков у них едва заметны. Выведение сперматозоидов вместе с семенной жидкостью происходит за счет сжимания мышечных волокон протоков и биения ресничных частей клеток, расположенных в протоках.
Свою активность мужские гаметы начинают проявлять после того, как произошел процесс эякуляции. Причиной их активации становиться специальная простатическая жидкость с содержанием ферментов.
Важно! По половым путям женского организма, сперматозоиды движутся только против тока жидкости
Для того чтобы процесс оплодотворения прошел успешно, в маточные трубы женского организма, должно попасть не меньше чем 10 миллионов сперматозоидов. В процессе движения, из всего количества сперматозоидов останется всего несколько тысяч, достигающих ампулы женской маточной трубы.
Скорость передвижения сперматозоидов равняется 2-5 миллиметрам в 60 секунд. Такой вид передвижения и быстрота, позволяет достигать передней трети яйцевода на протяжении 6-10 часов.
Сколько живут сперматозоиды
После того, как процесс созревания закончился (порядка 65 дней), мужская гамета может сохраниться в организме до 30 дней. В семенной жидкости способность к выживанию зависит от факторов окружающей среды (свет, температура в помещении, влажность) до одних суток. В полости влагалища гаметы погибают на протяжении нескольких часов. А вот в отделе шейки матки, непосредственно самой матке и маточных трубах, жизнеспособность может сохраняться до 72 часов.
При патологических состояниях в организме мужчины, количество сперматозоидов в семенной жидкости может изменяться. Встречается и так, что зрелые половые клетки отсутствуют при проведении специального анализа, спермограммы.
Убивать мужские гаметы может высокая температура, излучение ультрафиолета, кислая среда, соли тяжелых металлов. Помимо этого, неблаготворное влияние на мужские гаметы оказывают излучения радиационного характера, спиртные напитки, никотин, вещества наркотического характера, противомикробные препараты и сильнодействующие медицинские вещества.
