сколько дней живут женские хромосомы
Сколько дней живут сперматозоиды в организме женщины
Спермограмма с морфологией + MAR-тесты
Имуноглобулины IgG, IgA в одном тесте
Адрес лаборатории: Москва, ул. Беговая, д. 7 стр. 2
+ Записаться на прием
Содержание:
От живучести и активности сперматозоидов зависит вероятность успешного наступления беременности. То, сколько жизнеспособны сперматозоиды, зависит от множества факторов — здоровья обоих партнеров, кислотности среды, температуры, состава слизи в половых путях и других.
Теоретически зачатие возможно лишь в момент овуляции, то есть когда женская яйцеклетка покидает яичники, оказывается в матке и встречается там со сперматозоидом. На деле же сперматозоид способен «подождать свою даму». Сколько дней спермии живут в организме женщины? Сегодня известно, что сперматозоиды не утрачивает своей жизнеспособности и активности в течение пяти дней, то есть для успешного зачатия не обязательно высчитывать день овуляции и планировать интимную близость именно на этот момент.
Условия существования сперматозоидов в теле женщины
Эякулят содержит сотни миллионов сперматозоидов, которые в момент семяизвержения устремляются к созревшей яйцеклетке, чтобы передать ей свой набор хромосом и дать начало новой жизни.
Скорость движения сперматозоидов составляет около 4–5 мм в минуту, а пройти им надо дистанцию порядка двух десятков сантиметров. Чтобы ускорить замешкавшихся «кавалеров», стенки шейки матки и сама матка сокращаются. Известны случаи, когда сперматозоид добрался до яйцеклетки уже через 5–6 минут после эякуляции. Затем его задача упрощается: нужно лишь растворить блестящую оболочку женской половой клетки и, опередив других соперников, слиться с яйцеклеткой.
Сколько зреют сперматозоиды
Время созревания спермиев занимает от 68 до 75 дней. За этот срок из сперматогонии — клетки-предшественника, образуются 4 зрелых сперматозоида. За время, сколько зреет сперма, клетка приобретает хвост, необходимый для движения, и акросому, в которой содержится набор ферментов для растворения оболочки яйцеклетки; сбрасывает цитоплазматическую каплю, чтобы сэкономить место, и ожидает эякуляции в извитых канальцах яичка.
Сперматозоид — самая маленькая клетка в организме. Ее длина составляет 55 мкм, а длина головки — всего 5–6 мкм. Такой крошечный размер необходим, чтобы клетка двигалась быстро и без помех. К сроку созревания сперматозоидов происходит уплотнение ядра посредством конденсации хроматина, удаляется почти вся цитоплазма и остаются лишь функциональные органеллы, без которых сперматозоид существовать не может.
Месторасположение сперматозоидов
Сперматозоиды зарождаются в извитых канальцах семенников. Яичко содержит порядка миллиарда сперматогоний, которые в результате сперматогенеза трансформируются в сперматозоид. Часть сперматогоний (группа А) занимается только поддержанием своей популяции посредством митотического деления. Вторая часть превращается в сперматоцит 1 порядка, готовый вступить в процесс мейоза. В результате ступенчатого мейоза из каждой первоначальной сперматогонии группы Б образуются 4 сперматиды, каждая из которых уже снабжена набором хромосом. По мере созревания будущие сперматозоиды все дальше отходят от базальной основы извитого канальца. После наступления зрелости, сперматозоиды ждут момента эякуляции, чтобы устремиться по семявыносящим путям во влагалище и дальше в матку.
Что происходит с яйцеклеткой, если она не встретит сперматозоид
Жизненный цикл яйцеклетки составляет от 12 до 24 часов. Только в это время она может встретиться со сперматозоидом и дать начало новой жизни. В яичниках вырабатываются гормоны эстроген и прогестерон, необходимые для поддержания беременности.
Если в этот период не произошло оплодотворение, яйцеклетка погибает и разрушается в маточных трубах. Уровень гормонов постепенно снижается, утолщенный слой эпителия, выстилающий стенки матки, отторгается и выходит наружу вместе с погибшей яйцеклеткой во время менструации.
Оплодотворение
Чтобы слиться с яйцеклеткой, сперматозоид должен преодолеть две последние преграды, и первый из них — слой фолликулярных клеток, окружающих яйцеклетку, так называемый лучистый венец. Для этого ему необходим фермент гиалуронидаза. Усилий одного сперматозоида для этого недостаточно, все же яйцеклетка довольно велика, ее диаметр составляет около 130 мкм. Тот сперматозоид, который первым доберется до второй преграды — блестящего тела, скорее всего ее и оплодотворит.
В момент слияния сперматозоида и яйцеклетки происходит кортикальная реакция, преобразующая блестящую оболочку в непроницаемую. Таким образом, срабатывает механизм, не позволяющий оплодотворить яйцеклетку больше чем одним сперматозоидом. Момент оплодотворения — это то время, сколько живет сперматозоид в яйцеклетке, после чего образуется новая клетка — зигота, одноклеточный эмбрион.
Будущих родителей, как правило, интересует пол ребенка и сколько живут Y-сперматозоиды. Они менее живучи, чем X-сперматозоиды: время их жизни в маточных трубах составляет не более суток. Поэтому, чтобы повысить шансы на зачатие мальчика, стоит планировать интимную близость как можно ближе ко дню овуляции.
Как долго может храниться сперма
Причины гибели сперматозоидов
На то, сколько дней живет сперма, влияют любые внешние факторы: высокая температура, солнечный свет, низкая влажность, агрессивная среда. Вне яичка клетки сохраняются до 5 дней — столько же, сколько живут сперматозоиды в трубах, а внутри яичка — до месяца.
Во внешней среде срок жизни сперматозоидов ограничен несколькими минутами, реже — часами.
При какой температуре погибают сперматозоиды
Оптимальная температура для сперматозоидов — 35–36 ℃. Поэтому мужчинам не стоит держать ноутбук на коленях и включать подогрев сидений в машине. Некоторые также считают, что нельзя посещать сауну или баню. Но на самом деле все это не приведет к инфертильности, если делать это не слишком часто.
Сколько времени созревают сперматозоиды?
Сперматозоид — самая маленькая клетка человеческого организма. Он необходим для оплодотворения женской яйцеклетки. Сперматозоид обладает большой подвижностью (за счет хвостика) и высокой скоростью передвижения. За полчаса этот «головастик» способен преодолеть около 10 сантиметров.
Сперматозоиды созревают в процессе сперматогенеза. Он происходит внутри семенных канальцев, которые составляют большую часть яичка взрослого мужчины. Процесс образования сперматозоидов запускается гормонами в подростковом возрасте и может продолжаться до старости. Таким образом, здоровый мужчина в отличие от женщины сохраняет фертильность (способность к зачатию) даже в преклонном возрасте. Но количество «шустрых головастиков» к этому времени заметно уменьшается, так же, как и их качество.
Сколько нужно времени, чтобы созрели сперматозоиды?
В одном грамме ткани яичника вырабатывается до 300 половых клеток в секунду. Однако прежде, чем превратиться в полноценный сперматозоид, они проходят несколько этапов развития. Сначала первичные половые клетки превращаются в сперматогонии, затем в сперматиды и только потом — в сперматозоиды. Таким образом, общее время созревания сперматозоидов, способных к оплодотворению, составляет около 72 — 74 дней.
Сколько сперматозоидов содержится в сперме?
Арифметика проста. Во время семяизвержения в зависимости от физиологических особенностей, эмоционального состояния и продолжительности воздержания мужчины выделяется от 2 до 10 миллиграммов спермы. В одном миллиграмме содержится от 20 до 120 миллионов половых клеток. В норме не менее 60% из них отличается необходимой активностью. Соответственно, после незащищенного полового акта на «охоту за яйцеклеткой» в среднем отправится от 12 миллионов до 720 миллионов сперматозоидов. Подавляющая часть из них погибнет в кислой среде влагалища. Сперматозоиды, сумевшие миновать этот рубеж, смогут прожить в половых органах женщинах от 2 до 8 дней, но только один, если ему повезет, оплодотворит яйцеклетку.
Какие факторы влияют на выработку спермы?
Если в одном миллиграмме спермы содержится менее 20 миллионов сперматозоидов, и подвижность большей половины находится под вопросом, можно говорить о возможном бесплодии. Оно обычно связано с нарушениями, возникающими во время созревания сперматозоидов, или проблемами с их выведением. К ним могут привести пороки развития, травмы, заболевания. Так, например, при крипторхизме (неопущении яичка в мошонку) процесс сперматогенеза нарушается у каждого 2-3 мужчины. А при варикоцеле (расширении вен сплетения семенного канатика) плохие результаты спермограммы, по разным данным, имеют от 2 до 9 мужчин из 10. В развитии мужского бесплодия большую роль также могут сыграть детские инфекции. Эпидемический паротит, многим больше известный как «свинка», в подростковом периоде часто приводит к поражению яичек.
Во время созревания сперматозоидов значимы и другие факторы. Это малоподвижный образ жизни, курение, злоупотребление алкоголем, интоксикация тяжелыми металлами. Негативно на образование мужских половых клеток также влияют некоторые лекарства (среди них антибиотики, антидепрессанты), излучение (мобильный телефоны, ноутбуки), а также перегрев (горячая ванна, сауна, баня).
Определение пола ребенка
Многие будущие родители, планируя беременность, хотят, чтобы у них родился ребенок определенного пола. Поэтому очень частым является вопрос, как запланировать ребенка определенного пола. Когда беременность наступает, многие ждут с нетерпением момента, когда врач при проведении УЗИ скажет, кто именно родится: мальчик или девочка.
Что определяет пол ребенка
Пол человека обусловлен наличием так называемых половых хромосом, расположенных в ядрах клеток. Набор хромосом называется кариотипом. У человека есть 46 хромосом, которые объединены в пары. Лишь одна пара кодирует пол. Это так называемые половые хромосомы X и Y. Мужской пол кодируется хромосомами ХY, а женский хромосомами ХХ. Половые клетки человека имеют половинный набор хромосом и могут содержать только одну – либо Х, либо Y хромосому. Происходит это из-за того, что половые клетки делятся по особому – при помощи редукции хромосомного материала – мейоза. В результате такого деления возникают яйцеклетки у женщин и сперматозоиды у мужчин. Яйцеклетки у женщин могут содержать исключительно Х хромосому, а сперматозоиды – либо Х, либо Y. Когда сперматозоид сливается с яйцеклеткой, хромосомный набор восстанавливается. Половина хромосом принадлежит отцу, а другая половина – матери. Если происходит оплодотворение сперматозоидом, несущим Х хромосому, геном будущего ребенка будет содержать набор ХХ, то есть родится девочка. Если же первым достигнет яйцеклетки сперматозоид с Y хромосомой, полученный набор половых хромосом будет ХY и родится мальчик. Так как яйцеклетка всегда несет только Х хромосому, пол будущего ребенка совершенно не зависит от женщины. Именно то, какой сперматозоид, Х или Y, произведет оплодотворение, определит пол будущего ребенка.
Как рассчитать пол ребенка
Теоретически очень просто запланировать пол ребенка. Необходимо целенаправленное оплодотворение Х или Y сперматозоидом, чтобы получить мальчика или девочку. На практике это сложнее, так как неизвестно, какой именно из миллионов сперматозоидов первым достигнет яйцеклетку. Условия для такой задачи:
Зная эти исходные данные можно предложить решение этой задачи:
Естественно, для точного «попадания в цель» нужно знать, когда происходит овуляция. Наиболее простым и полностью бесплатным методом является составление графика базальной температуры. Методика абсолютно доступна, но занимает как минимум 3 месячных цикла. Недостаток ее в том, что о состоявшейся овуляции судят по изменению температуры, которое само по себе является лишь косвенным признаком. Кроме того, существует вероятность, что именно в том цикле, в котором запланировано ополодотворение, сроки овуляции могут сдвинуться и это повлияет на пол будущего ребенка.
Второй вариант контроля за овуляцией – использование специального теста на овуляцию. Такие тесты продаются в аптеках. Основаны они на том, что в моче женщины при овуляции появляется большое количество лютеинизирующего гормона –ЛГ. Недостаток метода: повышение ЛГ не всегда точно определяет время овуляции и не всегда свидетельствует именно об овуляции. Существуют и другие состояния, когда в организме женщины повышается уровень ЛГ, но это не связано с овуляцией. Преимущество метода – доступность для самостоятельного применения.
Самым точным методом отслеживания овуляции является узи контроль с допплерометрией – фолликулометрия. При этом врач может довольно точно спрогнозировать когда происходит овуляция. Метод основан на серии повторяющихся узи яичников (от 3 до 5). За этот период оценивается наличие доминантного фолликула (того, который потом будет овулировать), динамика его роста, кровоснабжение. При помощи фолликулометрии можно спрогнозировать с точностью до 12 часов, когда произойдет овуляция. Метод предоставляет прямые доказательства времени выхода яйцеклетки. Однако существует минимальная вероятность того, что даже при явных узи признаках начала овуляции, ее может не произойти. Например при стрессах, гормональных изменениях или сопутствующих заболеваниях. Повысить точность помогает фармакологическая стимуляция овуляции. При этом методе, после выяснения на узи того, что яйцеклетка готова к овуляции, вводят однократно препарат, стимулирующий выход яйцеклетки в определенное заданное время. Этот метод обладает самой высокой эффективностью при планировании пола ребенка без применения экстракорпоральных методов оплодотворения (ЭКО).
Стопроцентно надежным можно считать метод ICSI с предимплантационным генотипированием. Эта методика заключается в том, что оплодотворение осуществляется искусственно «в пробирке» путем отбора сперматозоидов, несущих желаемый пол ребенка. К недостатком этого метода относится высокая стоимость и трудоемкость.
Как происходит развитие половых органов во внутриутробном периоде
Для того, чтобы определить пол будущего ребенка, необходимо представлять, когда у эмбриона начинают появляться наружные половые признаки. До 9 недели развития эмбрион с женским и с мужским генотипом развиваются одинаково и никаких отличий в половой дифференцировке найти невозможно. В процессе эмбриогенеза формирование наружных и внутренних половых органов контролируется наличием Y хромосомы. С 9 по 12 неделю развития эмбриона происходит дифференцировка половых признаков по мужскому и женскому типу. Первоначально у обоих полов происходит закладка первичных гонад. Первичные гонады состоят из коркового и мозгового вещества. Если у эмбриона есть Y хромосома, развитие получает мозговое вещество первичных гонад и впоследствии из него формируются яички. Если же Y хромосома отсутствует – мозговой слой первичных гонад не получает развития и из коркового слоя развиваются яичники. Развитие наружных половых органов происходит из двух пар протоков, расположенных с каждой стороны. Один проток – мезонефрос – Вольфов проток, второй – парамезонефрос – Мюллеров проток. Из Вольфовых протоков развиваются мужские наружные половые органы, из Мюллеровых протоков – женские. Наличие Y хромосомы «включает» развитие производных Вольфовых протоков и «отключает» развитие Мюллеровых протоков. Наоборот, отсутствие Y хромосомы «выключает» развитие производных Вольфовых протоков и развитие получают Мюллеровы протоки. К концу 18 недели у плода женского пола полностью формируется матка и влагалище имеет отверстие. У плода мужского пола в 20 недель начинается опускание яичек в мошонку.
Определение пола ребенка при помощи узи
Точность определения пола ребенка зависит от:
Критерии, которые используются при определении пола ребенка во время узи:
При удачном положении плода создаются условия для 3D визуализации наружных половых органов. Поэтому родители, присутствующие при проведении узи во втором триместре могут без труда сами увидеть пол ребенка на мониторе.
Можно ли запланировать пол ребенка
В нашей клинике можно получить консультацию по планированию пола ребенка, а также осуществить непосредственный мониторинг овуляции (фолликулометрию) для точного прогнозирования пола ребенка.
в акушерстве и гинекологи мы работаем по таким направлениям как:
Лечим такие проблемы:
Сперматогенез. Всё, что вы хотели знать, но боялись спросить!
Сперматогенез. Всё, что вы хотели знать, но боялись спросить!
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Наш организм — это сложнейшая машина с многочисленными уровнями регуляции, но начиналось все когда-то всего лишь со слияния двух клеток: сперматозоида и яйцеклетки. Что же в них такого особенного, что вместе они способны дать начало новому организму? В этой статье мы поговорим про детство, отрочество и юность сперматозоидов, узнаем, какие трудности нужно пережить, чтобы стать одной из самых специализированных клеток организма, на примере сперматогенеза мышей.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Перед тем, как разглядывать детали сперматогенеза, давайте взглянем на картину в целом [1]. Начнем совсем издалека — со строения генома. В нашем геноме 46 хромосом, из них 2 хромосомы половые (X и Y хромосомы), а остальные 22 пары — аутосомы. Это так называемый диплоидный набор — 2n. Он получается при слиянии яйцеклетки и сперматозоида, которые несут в себе гаплоидные наборы хромосом — n (22 аутосомы, по одной из каждой пары, и одну половую). Именно поэтому в каждом ребенке есть черты отца и матери. Изначально сперматогенез начинается со сперматогоний, исходных половых клеток с диплоидным набором хромосом (2n). Дальнейшие деления сперматогоний приводят к образованию сперматоцитов и именно сперматоциты вступают в мейоз, в результате которого образуются клетки с гаплоидным набором хромосом. Такие клетки называют сперматидами, они имеют круглую форму и внешне сильно отличаются от зрелых сперматозоидов. Поэтому в течение последней части сперматогенеза (ее еще называют спермиогенезом) происходит множество морфологических изменений и образуются зрелые сперматозоиды.
Однако есть еще пара важных вопросов, которые нам важно прояснить, прежде чем приоткрывать занавесу тайн сперматогенеза. В качестве модельного организма мы возьмем мышей, поскольку основные исследования по изучению сперматогенеза проводятся именно на них. И первый важный вопрос: а где же происходит вся эта вакханалия? Для сперматогенеза существует специальный парный орган — тестикулы (семенники). Внутри тестикул млекопитающих можно обнаружить семенные канальцы и межклеточное пространство. В тестикулах также присутствуют кровеносные и лимфатические сосуды, нервные клетки. В межклеточном пространстве обнаружены макрофаги, значительная часть которых находится на поверхности семенных канальцев.
Наиболее распространенным типом клеток, расположенных в межклеточном пространстве, являются клетки Лейдига, они секретируют тестостерон и другие андрогенные соединения. Эта функция важна тем, что способствует развитию вторичных половых признаков и обеспечивает нормальное течение сперматогенеза.
Семенные канальцы имеют U-образную форму, их внутренняя поверхность выстлана семенным эпителием, в котором протекает сперматогенез. Зрелые сперматозоиды попадают в просвет семенных канальцев, далее они направляются в средостение и затем накапливаются в эпидидимисе.
В семенном эпителии помимо половых клеток присутствуют клетки Сертоли, они окружают половые клетки, защищают их и обеспечивают питательными веществами. Плотные контакты между клетками Сертоли образованы мультибелковым комплексом, который прочно соединяет клетки друг с другом, в результате чего образуется гемато-тестикулярный барьер. Этот барьер отделяет клетки на поздних стадиях от кровеносных и лимфатических сосудов, что позволяет избежать аутоиммунной реакции. Подробности про гемато-тестикулярный барьер можно узнать в статье «Сперматогенез: через тернии к звездам» [2].
Теперь поговорим немного о том, что же мы хотим получить в конце нашего пути. Зрелый сперматозоид состоит из двух основных частей: это голова и хвост (флагелла) [1]. Отличительной особенностью сперматозоидов грызунов является крюкообразная голова, в то время как у копытных, плотоядных и приматов она округлая. В голове сперматозоида находится ядро, претерпевающее значительные изменения, о которых мы поговорим позже. Еще одним важным элементом, находящимся в голове сперматозоида, является акросома. Это мембранный пузырек с ферментами, который образуется из комплекса Гольджи. Его звездный час наступает при взаимодействии яйцеклетки со сперматозоидом: ферменты высвобождаются, растворяя оболочку яйцеклетки и помогая сперматозоиду проникнуть внутрь.
Для того чтобы добраться до яйцеклетки, у сперматозоида есть хвост (флагелла), который обеспечивает его подвижность [3]. Структурной основой флагеллы является аксонема — сложный комплекс на основе микротрубочек из белка тубулина. Микротрубочки образуют так называемую структуру 9×2+2: 9 дублетов микротрубочек располагаются по кругу, а в центе находятся две одиночные микротрубочки. От одного дублета к другому направлены динеиновые ручки, они обеспечивают скольжение дублетов относительно друг друга. Такое скольжение позволяет хвосту изгибаться в разных направлениях, в итоге его движение происходит по траектории, напоминающей воронку. С центральными микротрубочками дублеты связаны через белковые комплексы, которые называют радиальными спицами.
В хвосте сперматозоида на основе структурных различий выделяют несколько частей.
Самая ближняя к голове часть — соединительная. Именно в ней находится базальная пластинка, через которую происходит связь хвоста с головой.
За ней следует промежуточная часть, где находится митохондриальная спираль, состоящая из 50–75 митохондрий, вокруг которых вытягиваются 9 наружных плотных волокон. Митохондрии поставляют энергию для биения жгутика. Наружные плотные волокна представляют собой белковый комплекс, выполняющий структурную функцию. Промежуточная часть отделена от главной анулусом. Эта кольцевая структура помогает регулировать транспорт белков внутри хвоста.
В главной части уже нет митохондрий, снаружи появляется волокнистая оболочка, которая представляет собой две колонны. Колонны расположены вместо 3 и 8 наружных плотных волокон и соединены серией поперечных ребер. Колонны и ребра играют не только структурную функцию, предполагается, что они служат каркасом, на котором закрепляются ферменты, участвующие в регуляции созревания сперматозоида, подвижности хвоста и различных сигнальных путях.
Самой последней является концевая часть, где располагается аксонема и концы наружных плотных волокон и волокнистой оболочки.
Теперь мы вооружены и готовы начать наше путешествие! Первым делом познакомимся со сперматогониями — неспециализированными диплоидными клетками, с которых начинается сперматогенез.
Вначале было описано всего два типа сперматогоний [4], [5]. У первого, сперматогоний типа A, не обнаружили гетерохроматин в ядре, в то время как у второго, типа B, в ядре присутствовал гетерохроматин. Вскоре после этого был обнаружен тип сперматогоний с промежуточным количеством гетерохроматина — такие клетки были названы промежуточными (In) сперматогониями.
Что это значит для нас? Хроматин может находиться в активном состоянии или неактивном, активный хроматин мы называем эухроматином, а неактивный — гетерохроматином. Поскольку сперматогонии еще не определились со своей будущей профессией, то они себя не ограничивают и хранят генетический материал в активном состоянии. Однако решив стать зрелым сперматозоидом, сперматогония выбирает свой путь и знает, в каком направлении развиваться, поэтому всю ненужную для этого генетическую информацию переводит в неактивное состояние — гетерохроматин. Таким образом, увеличение количества гетерохроматина говорит нам об увеличении специализации клетки.
На данный момент обнаружено еще больше стадий, через которые проходят сперматогонии перед образованием сперматоцитов: от типа А через промежуточные в тип В [6]. Все начинается с деления сперматогоний As. Дочерние клетки могут мигрировать и стать двумя новыми одиночными стволовыми клетками, или могут оставаться вместе, соединенные межклеточным мостиком, поскольку цитокинез не завершен, и стать парой клеток Apr. Затем пара делится дальше, образуя цепочку из четырех. Затем сперматогонии Aal дифференцируются в так называемые сперматогонии A1, которые являются первым типом «дифференцирующихся» сперматогоний. У млекопитающих обычно шесть поколений дифференцирующихся сперматогоний делятся синхронно и на последнем своем делении производят сперматоциты.
Сперматогония типа В дает начало прелептотеновым сперматоцитам, которые вступают в мейоз, необходимый для получения гаплоидных клеток [7]. Мейоз состоит из двух последовательных клеточных делений без промежуточной S-фазы. Профаза первого мейоза удлинена и ее разделяют на последовательные стадии: лептотена, зиготена, пахитена и диплотена. Во время лептотены происходит конденсация ДНК, в зиготене гомологичные хромосомы соединяются и компактизируются. На стадии пахитены происходит кроссинговер — обмен участками между гомологичными хромосомами с образованием новых комбинаций генов. Этот процесс повышает наследственную изменчивость, благодаря которой происходит эволюция. В диплотене происходит частичная деконденсация хромосом и экспрессия генов, необходимых для дальнейших процессов. На этом профаза заканчивается. Далее хромосомы расходятся к полюсам клетки и результатом первого деления первичных сперматоцитов с диплоидным набором хромосом (2n) становятся вторичные сперматоциты с гаплоидным набором хромосом (n). При втором делении к полюсам клетки расходятся хроматиды, и после второго деления мейоза образуются круглые сперматиды.
Со стадии круглых сперматид начинается спермиогенез. Клетки больше не делятся, во время спермиогенеза происходит лишь усложнение их структуры, образуется хвост и сперматозоид приобретает знакомый нам вид [3].
Как мы уже знаем, круглые сперматиды образуются после мейотического деления сперматоцитов. Затем во время шага 2–3 аксонема начинает удлиняться и достигает почти полной длины. В это время она окружена жгутиковой мембраной — продолжением клеточной плазматической мембраны. Также во время стадии 2–3 на дистальном конце жгутика начинают формироваться предшественники колонн. Столбцы фиброзной оболочки и ребра впоследствии собираются в дистально-апроксимальном направлении — в том направлении, которое станет основной частью сперматозоидов. Между этапами 6 и 7 базальное тело с прикрепленной аксонемой перемещается к ядру и тянет за собой плазматическую мембрану, после чего плазматическая мембрана окружает промежуточную часть жгутика. На этапе 8 внешние плотные волокна начинают собираться вдоль дублетов микротрубочек аксонемы от промежуточной части к концу хвоста, в конечном итоге растягиваясь по всей длине, но не достигая своего полного диаметра до этапа 16. Также на этапе 8 из комплекса Гольджи образуется акросома. Параллельно с этим образуется манчета [8] — напоминающая юбку структура из микротрубочек и актиновых филаментов, играющая важную роль в транспорте белков из головы в хвост.
На этапе 9 ядро начинает удлиняться и конденсироваться, благодаря этому клетки на дальнейших стадиях называют элонгированными сперматидами. В обычном состоянии ДНК в ядре упакована с помощью белков гистонов, однако для более плотной упаковки гистоны замещаются на протамины [9]. Поскольку протамины несут больше положительных зарядов, отрицательно заряженная ДНК упаковывается еще более плотно, что позволяет уменьшить риск повреждения генетической информации до слияния сперматозоида с яйцеклеткой. Однако при такой плотной упаковке не происходит транскрипция, поэтому все необходимые РНК синтезируются заранее и хранятся в виде рибонуклеопротеиновых комплексов. Также на 9 стадии начинает формироваться анулус и окружает аксонему у ее основания. На шаге 15 анулус мигрирует дистально вдоль аксонемы к будущему месту соединения промежуточной и главной частей. Анулус представляет собой структуру в форме кольца, которая разделяет промежуточную и главную часть хвоста, тем самым участвуя в регуляции транспорта. В начале этапа 15 митохондрии в развивающейся промежуточной части мигрируют к аксонеме и конденсируются вокруг нее и внешних плотных волокон. На этапе 16 избыточная цитоплазма удаляется как остаточное тело. Затем зрелые сперматозоиды попадают в просвет и выходят из тестикул.
Зрелые сперматозоиды попадают в эпидидимис (придаток яичка). Сперматозоиды передвигаются за счет биения ресничек эпителия, при этом созревание сперматозоидов продолжается, они приобретают подвижность [10]. В итоге в эпидидимисе происходит накопление и хранение зрелых сперматозоидов. Около 23×10 6 сперматозоидов находится в эпидидимисе мышей, из которых 73% имеют нормальное строение, а остальные не пережили путешествие так успешно, и у них наблюдаются различные дефекты (отсутствие подвижности, наличие двух голов и т.д.).
В заключение хочется отметить, что различные поколения половых клеток связаны не случайным образом, а образуют клеточные ассоциации фиксированного состава. Так, например, сперматиды на данном этапе спермиогенеза всегда связаны с одними и теми же типами сперматоцитов и сперматогоний [11]. В определенный момент времени в семенном эпителии находится 3–4 типа клеток. В связи с этим у мышей выделяется 12 типов поперечных срезов семенного эпителия.