Сперматогенез - это процесс образования гаплоидных сперматозоидов в мужских семенниках. Он начинается со стволовых клеток, расположенных близко к внешнему краю семенных канальцев. Эти сперматогониальные стволовые клетки делятся асимметрично, давая начало дополнительным стволовым клеткам (что означает, что эти структуры «самообновляются»), а также предшественникам сперматозоидов, называемым сперматоцитами. Важно отметить, что этот метод асимметричного митотического деления поддерживает популяцию сперматогониальных стволовых клеток в мужском репродуктивном тракте, гарантируя, что сперма будет производиться на протяжении всей жизни человека. По мере того как сперматогенез продолжается, сперматоциты вступают в мейоз, и каждый в конечном итоге делится с образованием четырех сперматозоидов, каждый из которых имеет всего 23 хромосомы которые выбрасываются в мужской репродуктивный тракт. Интересно, что это контрастирует с оогенезом у женщин, во время которого генерируется только одна яйцеклетка для каждой клетки-предшественника.

Сперматогенез и емкость

В конце сперматогенеза сперматозоиды демонстрируют характерную форму: «головка»; несущие минимальную цитоплазму и сильно конденсированное ядро, а также подвижный хвост (жгутик). Это маленькие клетки без органелл, таких как рибосомы, ER или Гольджи, но у них есть много митохондрий вокруг жгутика для энергии. Чуть ниже головы находится акросомный пузырь, содержащий гидролитические ферменты, которые проникают через внешнюю оболочку яйца - содержимое высвобождается в результате экзоцитоза.

Сперматозоиды проходят дополнительный процесс созревания после сперматогенеза, называемый капситацией. Интересно, что в сперматозоидах происходит капситация только после того, как эти клетки попадают в женские половые пути. Здесь компоненты женской среды, такие как слизь, вызывают критические изменения в этих гаметах, в том числе удаление холестерина из их мембран. Это позволяет различным молекулам проникать в сперматозоиды, таким как ионы бикарбоната, которые могут активировать новые белки и увеличивать движения хвоста. Такие энергичные движения помогают сперматозоидам перемещаться по направлению к толстой белковой оболочке zona pellucida , окружающей яйцеклетку, и в конечном итоге проникать в нее. Кроме того, изменения клеточной мембраны приводят к увеличению концентрации ионов кальция в сперматозоидах, что также необходимо для проникновения в zona pellucida . Таким образом, зрелая сперма, демонстрирующая быструю активность хвоста и способность обнаруживать, связывать и проникать в яйцеклетку, требует уникальных условий для женских репродуктивных органов.

Факторы, влияющие на сперматогенез

На производство спермы могут влиять несколько факторов. Одно хорошо задокументированное влияние - воздействие тепла на мошонку: у мужчин, сидящих в течение длительного времени (например, таксистов) или сварщиков, наблюдается повышенный риск бесплодия или снижение подвижности сперматозоидов. Было установлено, что помимо температуры, некоторые лекарства также оказывают неблагоприятное воздействие на сперматогенез. К ним относятся антагонисты гормонов, используемые для лечения состояний простаты, лечения рака и даже специфические антибиотики. В результате некоторые специалисты подчеркивают необходимость предупреждать мужчин о влиянии этих препаратов на их репродуктивное здоровье, а не сосредотачиваются только на том, каких лекарств следует избегать женщине, планирующей беременность.