Андрей Никитин - Откуда берутся дети

У человека продолжительность канальцевого цикла созревания сперматозоидов смогли определить при помощи введения в яичко меченного радиоизотопным тритием темидина. Тогда же появилось мнение о том, что продолжительность одного канальцевого цикла созревания клеточной ассоциации составляет приблизительно 16 суток. Как установили чуть позже, для всех превращений стволовой клетки в зрелый сперматозоид необходимо 4,5 цикла, что составляет 4,5 × 16 = 72 суток. Это означает, что для созревания и подготовки сперматозоида, способного оплодотворять яйцеклетку, необходимо приблизительно 72 дня, или два с половиной месяца.

В дальнейших исследованиях ученые установили факт четкой стабильности продолжительности репродуктивных циклов у человека. Вещества, отрицательно воздействующие на процесс выработки сперматозоидов, никак не влияют на продолжительность созревания клеточных ассоциаций.

Процесс производства зрелых сперматозоидов заключается в постепенных, многоступенчатых превращениях частично специализированных стволовых клеток, содержащих двойной набор хромосом (23 пары), в высокоспециализированные половые клетки — сперматозоиды, содержащие половину исходного набора хромосом (23).

Такие превращения происходят в результате особого вида биологического деления клеток — мейоза. Очень важно понять отличие двух видов биологического деления. При обычном делении — митозе — происходит удвоение клетки с соответствующим распределением генетической информации без потерь, то есть каждая новая клетка в процессе деления получает такой же набор хромосом (46, или 23 пары). Примеров митотического деления множество. Рост травы, цветов, овощей на грядке. В результате митотического деления клеток человек вынужден регулярно посещать парикмахерскую. Сам рост организма полностью зависит от митотического деления. Особым образом делятся половые клетки. Это деление называют мейозом. Если обычное деление клетки тела — митоз — продолжается всего несколько часов, то мейоз длится более двух недель. Продолжительность второй фазы мейотического деления женской яйцеклетки от 2–3 до 50 и более лет. Мейоз еще называют редукционным делением, так как здесь в отличие от обычного деления клетки происходит уменьшение хромосом наполовину, то есть редукция.

Редукционное деление — мейоз — осуществляется путем двух последовательных делений ядра. Во время первого из них соответствующие друг другу хромосомы соединяются попарно. Происходит как бы «смешивание» генетической информации. Затем начинается деление ядра клетки. В каждой новой половине ядра остается только половина набора хромосом. Почти немедленно или спустя некоторое время две дочерние клетки снова делятся. В итоге образуются четыре зрелые половые клетки, каждая из которых содержит половинный набор хромосом. Из каждой такой клетки через некоторое время образуется сперматозоид. Все клетки — предшественники зрелых сперматозоидов — чрезвычайно чувствительны к ионизирующей радиации. Хромосомные нарушения в половых клетках могут быть вызваны разнообразными вредными факторами окружающей среды, и в первую очередь алкоголем, никотином, наркотиками.

В процессе последовательных делений половые клетки претерпевают не только изменения внутреннего содержания. Они трансформируются и внешне, постепенно образуется головка сперматозоида, ядро из центра клетки перемещается к верхушечной части, происходит сгущение содержимого ядра, начинается формирование двигательного аппарата будущего сперматозоида.

Последовательное превращение, созревание и подготовка сперматозоидов продолжается в тесной связи с клетками Сертоли. Одно время клетки Сертоли считали просто поддерживающими зародышевый эпителий. Сейчас сведения об их значении расширились. На определенном этапе созревания в извитых канальцах предшественники зрелых сперматозоидов внедряют свои головки внутрь верхушечной части клеток Сертоли. И в самих клетках Сертоли происходят изменения, четко связанные с процессами созревания половых клеток. Характер таких «тесных» взаимоотношений между клетками Сертоли и созревающими сперматозоидами до сих пор неизвестен. Некоторые ученые называют клетки Сертоли «клетками-няньками» для подрастающих сперматозоидов. Пока нерешенным остается вопрос, питают ли клетки Сертоли созревающие сперматозоиды своим секретом, перед тем как они покинут яичко, или отмеченные взаимоотношения имеют другой характер. В настоящее время есть данные о том, что клетки Сертоли являются клетками — мишенями для фолликулостимулирующего гормона. ФСГ связывается клетками Сертоли, что происходит у бесплодных мужчин с синдромом клеток Сертоли (то есть при их функциональной недостаточности). И хотя уже известно о влиянии ФСГ на клетки Сертоли, ученым только предстоит узнать, какие «задачи» ставит ФСГ перед этими клетками.

Многие моменты регуляции сперматогенеза до конца не выяснены, хотя сегодня уже ясно, что и ЛГ и ФСГ незаменимы в процессе стимуляции и поддержания нормальной циклической его деятельности.

Наконец наступает такой момент, когда клеточные ассоциации рассоединяются и почти созревшие сперматозоиды поступают в придаток яичка.

Придаток яичка расположен на его боковой поверхности. У него есть тело, головка и хвост. Он является резервуаром для хранения и дозревания сперматозоидов. Авиценна считал придаток яичка «семятолкателем», то есть органом, способствующим выбрасыванию семенной жидкости при половом акте.

Вопросов для разрешения всех тонкостей процесса дозревания сперматозоидов в придатке так много, что они составляют одно из основных направлений исследований репродуктивной физиологии. В результате многочисленных лабораторных и клинических наблюдений было выяснено, что сперматозоиды, прошедшие через придаток, обладают более выраженной подвижностью и жизнеспособностью. По сравнению со сперматозоидами яичек они обладают более высокой способностью к оплодотворению. Фертильность (способность к оплодотворению) сперматозоидов повышается по мере продвижения от головки к хвосту придатка.

Вещества, вырабатываемые в придатке, играют важную роль в приобретении способности сперматозоидов к активной подвижности. Роль многих синтезируемых в придатках специфических секретов в процессе оплодотворения пока неизвестна.

Исследования с помощью электронной микроскопии подтвердили выраженные изменения, происходящие на мембране сперматозоида во время его пути по придатку: было установлено, что они приобретают специфические, характерные только для данного человека поверхностные антитела.