Сперматогенез, Биология

Гаметогенез — процесс образования и развития половых клеток.

У многоклеточных водорослей, многих грибов и споровых растений гаметы образуются в специальных органах полового размножения: женские — в архегониях, мужские — в антеридиях.

У большинства животных образование гамет происходит в половых железах: сперматозоиды формируются в семенниках, а яйцеклетки — в яичниках

Существуют раздельнополые и обоеполые виды. Раздельнополые организмы продуцируют только один вид гамет, обоеполые — оба вида.

Гермафродиты — обоеполые организмы, способные образовывать и мужские, и женские половые клетки.

Гермафродитизм возник как приспособление к сидячему, малоподвижному или паразитическому образу жизни. Он встречается у кишечнополостных, плоских и кольчатых червей, моллюсков и у большинства растений.

Преимуществом гермафродитизма является возможность самооплодотворения при наличии только одной особи. Но у большинства гермафродитных организмов происходит перекрёстное оплодотворение между разными особями.

Гаметогенез у высших животных

Сперматогенез происходит в семенниках. В них имеются семенные канальцы, в которых образуются и развиваются сперматозоиды.

В процессе образования сперматозоидов выделяют четыре периода (стадии): размножение, рост, созревание и формирование.

В период размножения происходит многократное митотическое деление первичных половых клеток (сперматогоний). При этом сохраняется диплоидный набор хромосом (2n2c).

Затем наступает период роста: образовавшиеся клетки несколько увеличиваются в размерах, в них удваиваются молекулы ДНК. Сперматогонии превращаются в сперматоциты первого порядка с хромосомным набором (2n4c).

В период созревания происходят два деления мейоза. После первого деления из одного сперматоцита первого порядка образуются два сперматоцита второго порядка  ((1n2c)), а после второго — четыре сперматида  ((1n1c)).

В период формирования сперматиды преобразуются в сперматозоиды.

Сперматогенез, Биология

Рис. (1). Сперматогенез

Обрати внимание!

При сперматогенезе из одной первичной половой клетки образуются четыре сперматозоида.

Оогенез (овогенез) происходит в яичниках и в отличие от сперматогенеза начинается ещё до рождения женского организма.

В процессе образования яйцеклеток выделяют три периода (стадии): размножение, рост и созревание.

В период размножения первичные половые клетки (оогонии)  делятся митозом. При этом диплоидный набор хромосом (2n2c) сохраняется, но клеток образуется значительно меньше, чем при сперматогенезе. Период размножения заканчивается до рождения женской особи. К этому времени образуется около (30) тысяч первичных половых клеток.

У половозрелой женской особи периодически начинается дальнейшее развитие отдельных оогоний. В период роста объём клетки значительно увеличивается за счёт синтеза и накопления веществ. Происходит удвоение ДНК. Образуется ооцит первого порядка  ((2n4c)).

В период созревания происходит два деления мейоза. После первого деления из одного ооцита первого порядка образуются одна крупная гаплоидная клетка (ооцит второго порядка  ((1n2c))) и одна маленькая (полярное, или направительное,тельце).

Образовавшийся ооцит выходит из яичника в брюшную полость и попадает в маточную трубу — происходит овуляция.

В маточной трубе клетка совершает второе мейотическое деление, в результате которого ооцит образует яйцеклетку ((1n1c)) и ещё одно полярное тельце. Первое полярное тельце, как правило, тоже делится.

Сперматогенез, Биология

Рис. (2). Оогенез

Обрати внимание!

При оогенезе из одной первичной половой клетки образуются одна яйцеклетка и три полярные тельца, которые вскоре разрушаются.

Источники:

Рис. 1. Сперматогенез. © ЯКласс

Рис. 2. Оогенез. © ЯКласс

Биология. 11 класс

Как уже отмечалось, бóльшая часть видов эукариот обладает способностью к половому размножению. Вам также известно, что специализированные клетки, обеспечивающие половое размножение организмов, называются половыми клетками, или гаметами. Их слияние (за исключением случаев партеногенеза) приводит к образованию зиготы, из которой в дальнейшем развивается новая особь.

Для большинства организмов, кроме некоторых протистов и грибов, характерно образование гамет двух типов — мужских и женских. Они существенно отличаются по размерам, строению и физиологическим свойствам.

Мужские половые клетки обычно значительно меньше женских и обладают подвижностью — это сперматозоиды. У семенных растений мужские гаметы — спермии — неподвижны.

Женские половые клетки называют яйцеклетками.

Гаметогенез — процесс образования половых клеток — у многоклеточных организмов, как правило, протекает в специальных органах. У животных, за исключением самых примитивных (например, кишечнополостных), гаметогенез осуществляется в половых железах *— гонадах*.

Мужские половые железы называются семенниками, женские — яичниками. *Формирование половых клеток у ряда водорослей, грибов и растений происходит в гаметангиях.

Так, у споровых растений сперматозоиды образуются в антеридиях, а яйцеклетки — в архегониях.*

Строение половых клеток. Рассмотрим особенности строения гамет на примере типичных половых клеток животных — сперматозоида и яйцеклетки.

Сперматозоиды животных обычно состоят из головки, шейки, средней части *(вставочного, или промежуточного отдела)* и жгутика (хвоста), обеспечивающего активное передвижение (рис. 19.1). В головке находится ядро, перед ним располагается акросома — особый мембранный пузырек.

Он содержит ферменты, растворяющие оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В узкой шейке сперматозоида находятся две центриоли, *расположенные перпендикулярно друг другу*. От одной из них, более удаленной от ядра, берет начало *аксонема —* осевая нить жгутика.

*Аксонема устроена типично для жгутиков эукариот: ее основу составляют девять пар периферических микротрубочек, окружающих две центральные (9 × 2 + 2).* Начальный отдел осевой нити, проходящий через несколько расширенную среднюю часть сперматозоида, окружен митохондриями.

Они вырабатывают АТФ, *за счет гидролиза которой молекулы белка динеина, связанные с периферическими микротрубочками аксонемы,* приводят жгутик в движение.

Сперматогенез, Биология

Таким образом, сперматозоид лишен запаса питательных веществ и содержит минимальное количество внутриклеточных структур, обеспечивающих его подвижность и способность к оплодотворению яйцеклетки. Энергию, необходимую для движения, сперматозоиды получают, прежде всего, за счет расщепления веществ, которые содержатся в окружающей их семенной жидкости.

*Голландский микроскопист А. ван Левенгук, впервые описавший сперматозоиды в 1677 г., высказал предположение о том, что в каждом из них уже содержится маленький сформированный человечек — «гомункулюс». Женский организм, по мнению Левенгука, лишь предоставляет «питательную почву» для роста этого человечка.

Многие натуралисты XVII—XIX вв. и вовсе считали, что сперматозоиды являются паразитами, живущими в семенной жидкости. Только в 1876 г. немецкий зоолог О.

 Гертвиг исследовал механизм оплодотворения и доказал, что началу развития нового организма предшествует проникновение сперматозоида в яйцеклетку и последующее слияние ядер этих клеток.

В 1 мл семенной жидкости человека обычно содержится 60—100 млн мужских половых клеток. Скорость движения сперматозоидов составляет от 2 до 5 мм/мин. В женских половых путях они могут оставаться жизнеспособными до 5 сут, однако сохраняют способность к оплодотворению яйцеклетки, как правило, не более 24 ч.

Сперматозоиды некоторых животных (определенных видов рыб, ракообразных и др.) имеют не один жгутик, а два или более. Мужские гаметы круглых червей вообще лишены жгутиков.

Они имеют амебоидную форму и передвигаются при помощи ложноножек. У некоторых сумчатых млекопитающих сперматозоиды сдвоены и передвигаются в паре, при этом их жгутики работают синхронно.

Разделение такой пары происходит непосредственно перед оплодотворением яйцеклетки.*

Яйцеклетки большинства животных неподвижны и обычно имеют округлую форму (рис. 19.2). Женская половая клетка содержит крупное ядро и цитоплазму с различными органоидами, а также с запасом питательных веществ для развития зародыша.

Как правило, яйцеклетки намного крупнее сперматозоидов и большинства соматических клеток. Так, диаметр яйцеклетки человека составляет 150–200 мкм, в то время как длина сперматозоида равна приблизительно 60 мкм при ширине головки около 3 мкм.

Сперматогенез, Биология

Самые крупные женские гаметы характерны для животных, зародыши которых развиваются вне материнского организма — птиц, пресмыкающихся, земноводных, многих рыб. Например, размер яйцеклетки (икринки) лягушки составляет 2 мм, лососевых рыб — 6–9 мм. У птиц диаметр яйцеклеток может достигать нескольких сантиметров.

Поверх плазмалеммы яйцеклетка может быть окружена еще одной или несколькими оболочками. Они выполняют главным образом защитную функцию. *Различают первичные, вторичные и третичные оболочки яйцеклеток.

Первичная оболочка, называемая желточной, имеется у яйцеклеток почти всех животных, за исключением губок и большинства кишечнополостных. Эта оболочка является производной цитоплазматической мембраны. Она обеспечивает видоспецифичное узнавание сперматозоидов, благодаря чему половые клетки особей одного вида не сливаются с гаметами других видов живых организмов.

Вторичные оболочки формируются за счет функционирования специальных клеток, окружающих яйцеклетку. Например, у млекопитающих яйцеклетки окружены несколькими слоями фолликулярных клеток — так называемым лучистым венцом.

В процессе развития женской гаметы фолликулярные клетки обеспечивают ее питание, участвуют в формировании блестящей оболочки (названной так из-за ее оптических свойств), а также вырабатывают гормоны, которые стимулируют созревание будущей яйцеклетки.

Женские половые клетки некоторых животных (амфибий, рептилий, птиц, первозверей и др.) имеют также третичные оболочки. Ими яйцеклетки покрываются благодаря деятельности особых секреторных клеток, входящих в состав стенок яйцеводов.

Так, у птиц яйцеклетка во время прохождения по яйцеводу сначала окружается белковой оболочкой, затем двумя подскорлуповыми, скорлуповой и надскорлуповой (в 8-м классе вы изучили роль этих оболочек, вспомните их функции).*

Читайте также:  Транспорт веществ в организме - биология

Развитие половых клеток. Оплодотворение

Вопрос 1. Что такое мейоз? Где он происходит у разных организмов?

Мейоз — процесс деления клеток, в результате которого из одной диплоидной клетки образуются клетки с гаплоидным набором хромосом.

Этот процесс происходит при образовании половых клеток. Присутствует в жизненном цикле ряда простейших, водорослей, грибов, споровых и голосеменных растений, а также многоклеточных животных (в т.ч. человека и многих позвоночных животных). Мейоз происходит только в половых железах.

У организмов, относящихся к другим царствам живой природы, половое размножение осуществляется несколько иначе. Например, у растений оно происходит исключительно на стадии гаметофита. Именно на этом этапе жизненного цикла растения формируют особые органы, продуцирующие половые клетки — антеридии и архегонии.

Вопрос 2. Для каких организмов характерно двойное оплодотворение?

Для покрытосеменных растений характерно так называемое двойное оплодотворение с образованием особой питательной ткани — эндосперма.

Вопрос 3. У кого наблюдается самооплодотворение?

Самоопыление и самооплодотворение наблюдается у высших растений (из культурных злаков — пшеница, овёс, ячмень и др., из бобовых — горох, фасоль и др., многие сорные растения с мелкими невзрачными цветками из семейства крестоцветных, гвоздичных и др.).

Самооплодотворение наблюдается также и у одноклеточных организмов, заключающееся в слиянии двух ядер (диатомовые водоросли, споровики, некоторые амебы).

Самооплодотворение наблюдается также у гермафродитов: распространено среди беспозвоночных (свойственен некоторым кишечнополостным (гидре), почти всем плоским червям (ресничным, сосальщикам, ленточным червям), некоторым кольчатым червям (пиявкам, малощетинковым кольчецам), некоторым моллюскам и т.д. Среди позвоночных — некоторым рыбам (морскому окуню, морскому карасю).

Вопрос 4. Как называют мужские и женские половые клетки? В чём состоят особенности их строения?

Мужские половые клетки называются сперматозоидами, а женские половые клетки — яйцеклетками.

Размер сперматозоида маленький (50 — 55 мкм), он быстрый и подвижный, а количество сперматозоидов огромно. Строение: состоят из головки, шейки и жгутика, который необходим для движения сперматозоида.

Яйцеклетки всегда крупнее сперматозоидов, поскольку содержат запас питательных веществ. Диаметр яйцеклетки большинства млекопитающих, в том числе и человека, составляет десятые доли миллиметра.

Вопрос 5. Как происходит развитие половых клеток?

В половых железах, где происходит развитие половых клеток, различают три зоны, где последовательно проходят этапы созревания гамет.

В первой зоне происходит (посредством митоза) размножение первичных половых клеток, т. е. там их количество увеличивается. У самцов млекопитающих, в том числе и у мужчин, этот процесс начинается с момента полового созревания и продолжается до старости. Всего в течение жизни мужчины формируется огромное число сперматозоидов — приблизительно 1012 штук.

У самок млекопитающих, в том числе и у женщин, первичные половые клетки делятся ещё во время эмбрионального развития, т. е. до момента рождения девочки. Но зато будущих яйцеклеток запасается в избытке — около миллиона, из которых окончательно в течение детородного периода жизни женщины созревают приблизительно четыре сотни.

Во второй зоне половых желёз происходит рост будущих гамет. Особенно сильно при этом увеличиваются в размерах будущие яйцеклетки.

В третьей зоне происходит созревание половых клеток и мейоз, представляющий собой, как вы помните, особый вид деления клеток, при котором число хромосом в дочерних клетках уменьшается в два раза. Это необходимо для сохранения постоянства числа хромосом в клетках организма при половом размножении.

В процессе сперматогенеза все четыре клетки, образовавшиеся при мейозе, становятся сперматозоидами. При этом их ядра уменьшаются, формируется орган проникновения (акросома), а на противоположном конце клетки появляется жгутик.

При оогенезе всё происходит по — другому. Во время деления первичных половых клеток цитоплазма распределяется неравномерно, и только одна клетка из четырёх образовавшихся при мейозе получается жизнеспособной.

Три остальные превращаются в особые направительные тельца, которые дают возможность нормально пройти мейозу и сбросить излишний наследственный материал, а также обеспечить яйцеклетку запасом питательных веществ.

Вопрос 6. Почему бесполое размножение у гидры наблюдается в тёплое время года, а половое — осенью?

Бесполым способом гидры размножаются в благоприятное время года, когда у них достаточно пищи, чтобы активно расти.

С наступлением осени, когда погода становится прохладной и пищи недостаточно, или с наступлением неблагоприятных условий, гидра приступает к половому размножению. После этого гидры гибнут, т. е.

в природе гидра в лучшем случае живет с весны до осени (если считать стадию яйца, то с осени до осени, т. е. один год). Таким образом, половое размножение гидр можно также считать способом пережить неблагоприятный период года в форме яйца, имеющего защитную оболочку.

Также половое размножение сопровождается комбинативной изменчивостью (т. к. при образовании половых клеток происходит мейоз). За счет комбинативной изменчивости изменяется комбинация генов, в результате у организмов возникают новые сочетания признаков. Т.о.

в изменившихся условиях какие — то особи (с каким — то определенным сочетанием признаков) могут выжить.

Вопрос 7. Почему в гаметах набор хромосом уменьшен вдвое по сравнению с набором хромосом в соматических клетках?

После слияния гамет в дочерних клетках восстанавливается свойственный им кариотип. Поэтому, для поддержания кариотипа постоянным в ряду поколений, в гаметах набор хромосом уменьшен вдвое по сравнению с набором хромосом в соматических клетках.

Вопрос 8. Чем сперматозоиды отличаются от спермиев?

Сперматозоид подвижный, у него есть жгутик и он может сам передвигаться, а у спермия нет жгутика и он находится в пыльцевом зерне (у голосеменных и покрытосеменных растений, например) и переносится вместе с ним при опылении.

Вопрос 9. Что такое акросома и для чего она нужна?

Акросома — органоид сперматозоида, расположенный в передней части его головки. Обычно чашевидный или копьевидный. Имеется у подавляющего большинства животных. Представляет собой мембранный пузырек. Возникает аналогично лизосоме благодаря функционированию комплекса Гольджи в клетках — предшественниках сперматозоидов.

При оплодотворении в результате воздействия на сперматозоид сигнальных веществ оболочки яйцеклетки и содержимого яйцевода происходит акросомная реакция, в ходе которой акросома сливается с наружной мембраной. При этом из акросомы высвобождаются ферменты, растворяющие яйцевую оболочку. В частности, акросома содержит фермент гиалуронидазу.

Вопрос 10. Составьте сравнительную таблицу сперматогенеза и оогенеза.

Сперматогенез, Биология Сперматогенез, Биология

Вопрос 11. Можно ли согласиться с утверждением о том, что зрелые сперматозоиды, готовые к оплодотворению, формируются лишь после завершения мейоза, в то время как ооциты созревают до его завершения?

Да, можно. В группах, для которых характерен жизненный цикл с гаметической редукцией (например, многоклеточные животные) мейоз сопряжён с гаметогенезом, однако и здесь нельзя говорить о полной идентичности этих процессов. Потому что, зрелый сперматозоид, готовый к оплодотворению, формируется лишь по завершении мейоза, в то время как ооцит созревает до его завершения.

Вопрос 12. Можно ли согласиться с утверждением о том, что слияние гамет в ходе полового процесса происходит ещё до завершения мейоза в ооците?

Да, можно. Так и происходит.

Сперматогенез: стадии и механизмы

Сперматогенез – это процесс развития мужских половых клеток (сперматозоидов) под воздействием гормонов. Он происходит в мужских половых железах, которые называются семенниками, в семенных канальцах.

Сперматогенез, Биология

Стадии сперматогенеза и их продолжительность

Сперматогенез состоит из четырех стадий. Каждая стадия занимает примерно по 16 дней.

Фаза размножения

Незрелые клетки, находящиеся в семенниках, под воздействием гормонов делятся и превращаются в сперматогонии, клетки обычной формы с ядром внутри. В сперматогониях содержится двойной набор хромосом. Часть клеток остается на «скамье запасных», в резерве, а некоторые начинают расти и делиться, переходя во вторую фазу.

Фаза роста

Сперматогонии сильно увеличиваются в размерах. Изменяясь, они превращаются в сперматоциты первого порядка, которые все еще содержат двойной набор хромосом. Эти клетки смещаются ближе к просвету канальца.

Фаза созревания

После деления клетки становятся двумя сперматоцитами второго порядка, делятся вторично и превращаются в четыре сперматиды. В этих клетках содержится уже одинарный, а не двойной набор хромосом.

Фаза формирования

В последней фазе из сперматид формируются сперматозоиды, имеющие характерное, знакомое всем строение. Таким образом, из одной изначальной клетки, которая имела двойной набор хромосом, формируется четыре сперматозоида с одинарным набором хромосом, который характерен для половых клеток.

Что происходит в процессе сперматогенеза?

Стадии сперматогенеза поэтапно показывают, что в этом процессе под воздействием гормонов из незрелых (так называемых стволовых) клеток через рост и деление образуются мужские половые клетки – сперматозоиды.

Читайте также:  Органы равновесия, мышечного чувства, осязания, обоняния и вкуса, Биология

Клетка постепенно меняется, вытягивается, растет, делится. В результате ядро превращается в головку сперматозоида, а телом и хвостом его становятся цитоплазма и оболочка клетки.

  • Все питание – кислород, углеводы, аминокислоты, витамины и другие полезные вещества в обязательном порядке поступают к созревающим сперматозоидам через поддерживающие клетки Сертоли, и продукты обмена тоже уходят через них.
  • На последней фазе сперматозоид примыкает к питающим его клеткам Сертоли и остается так до полного развития, получая необходимые для его роста и созревания полезные вещества.
  • Продолжительность сперматогенеза составляет 73-75 суток.

Как происходит сперматогенез?

Когда начинается сперматогенез? Клетки, из которых будут образовываться сперматозоиды, образуются в семенниках еще во время эмбрионального развития. Но процесс сперматогенеза запускается только во время полового созревания (10-14 лет) и происходит у большинства мужчин вплоть до самого конца жизни под воздействием определенных гормонов.

В ткани между семенными канальцами находятся клетки Лейдига, синтезирующие мужской половой гормон тестостерон.

Но для того, чтобы клетки Лейдига начали его вырабатывать, после полового созревания гипоталамус должен синтезировать гормон, под воздействием которого гипофиз будет производить вырабатывать фолликулостимулирующий гормон. Иными словами, регуляция сперматогенеза происходит по принципу домино – гипоталамус запускает процессы в гипофизе, гипофиз – в клетках Лейдига и клетках Сертоли.

Выброс мужских гормонов у мужчин происходит постоянно, на протяжении всей жизни, циклично и регулярно. Соответственно, постоянно и регулярно продолжается и процесс созревания сперматозоидов. В мужском организме всегда есть сперматозоиды в разных стадиях созревания.

Препараты для улучшения сперматогенеза

Когда говорят об улучшении сперматогенеза, это обычно означает, что не в порядке именно конечные клетки – созревшие сперматозоиды. Что может случиться со сперматозоидами? Они могут быть нежизнеспособными или их концентрация в сперме может быть слишком мала для зачатия. Сперматозоиды могут быть малоподвижными, иметь неправильное строение. А ДНК в них может быть нарушена.

Что же может повлиять на процесс формирования сперматозоидов?

Для нормального сперматогенеза температура в мошонке должна быть 35 оС. Именно она является оптимальной для развития сперматозоидов. Поэтому перегревание или переохлаждение сильно вредит сперматозоидам. Например, при перегреве образуются малоподвижные сперматозоиды.

Хронические заболевания, не выявленные заболевания (например, варикоцеле), скрытые воспаления, возраст старше 35 лет, нездоровый образ жизни, употребление алкоголя, курение – все это влияет на протекание процессов сперматогенеза. И на сами образующиеся в итоге сперматозоиды.

Поэтому для того, чтобы максимально улучшить качество сперматозоидов, нужно не только отказаться от нездорового образа жизни и вылечить заболевания, но и принимать витамины и минералы, которые необходимы для процессов сперматогенеза.

Витамин Е влияет на подвижность, строение, количество сперматозоидов. Защищает созревающие клетки от свободных радикалов.

Цинк необходим для синтеза гормонов, участвующих в сперматогенезе, то есть для фолликулостимулирующего гормона и тестостерона.

Вместе витамин Е и цинк помогают справиться с оксидативным стрессом, негативно влияющим на незрелые половые клетки. Особенно это важно для мужчин старше 35.

Фолиевая кислота нужна, чтобы сперматозоид мог правильно развиваться, имел правильное строение и нормальный размер. Прием фолиевой кислоты достоверно снижает количество дефектных сперматозоидов.

  1. В препарате Сперотон содержатся не только эти вещества, но и L-карнитин, улучшающий подвижность сперматозоидов.
  2. Для того, чтобы улучшить результаты сперматогенеза, витамины и минералы следует принимать минимум 70 дней – именно столько времени требуется для того, чтобы созрели новые сперматозоиды.
  3. Поэтому подготовка к зачатию должна начинаться за несколько месяцев.

Клетки сперматогенеза в спермограмме

Для того, чтобы проверить качественные показатели спермы, существует специальный анализ – спермограмма. На спермограмме оценивается качество спермы по следующим параметрам:

  • количество сперматозоидов;
  • подвижность сперматозоидов;
  • морфологические характеристики сперматозоидов (то есть, характеристики их строения);
  • количество и типы лейкоцитов (возможно, указывают на текущее воспаление);
  • количество и типы незрелых клеток (указываются просто по традиции, количество ни на что не влияет).

Таким образом, чаще всего оценивается именно качество и количество зрелых клеток сперматогенеза – сперматозоидов, ведь именно от их качества, количества, подвижности и строения зависит зачатие ребенка.

Нормальными считаются показатели, при которых в сперме:

  • объем эякулята от 1,5 мл и более;
  • общее количество сперматозоидов – от 39 млн и более;
  • подвижность сперматозоидов – от 40 % и более;
  • жизнеспособность – от 58 % и более;
  • морфология (строение) – 4 % и более.

Но если показатели спермограммы оказались далеки от нормы, не стоит делать поспешных выводов. Это повод посетить специалиста, проконсультироваться и следовать рекомендациям: начать вести здоровый образ жизни, принимать витаминно-минеральные комплексы для повышения фертильности, устранить воспаление или другие причины ухудшения сперматогенеза.

НЕ ЯВЛЯЕТСЯ РЕКЛАМОЙ. МАТЕРИАЛ ПОДГОТОВЛЕН ПРИ УЧАСТИИ ЭКСПЕРТОВ.

Другие статьи по теме

гаметогенез – Биология Егэ

Мейоз лежит в основе процессов спорогенеза – образование спор у растений и грибов, и гаметогенеза – образование половых клеток, который состоит из сперматогенеза и овогенеза.

Сперматогенез  Овогенез
процесс образования сперматозоидов процесс образования яйцеклеток
Из исходной клетки сперматогония образуется 4 сперматозоида.  Из исходной клетки овогония образуется 1 яйцеклетка, а оставшиеся 3 клетки превращаются в направительные или редукционные тельца.
Начинается при половом созревании и длится до конца жизни. Длится в течение эмбрионального периода, и от начала полового созревания, до менопаузы.
Сперматозоиды образуются в МПЖ семенниках. Яйцеклетки формируются в женских половых железах – яичниках.
Мелкие, подвижные Крупные, неподвижные
Тестостерон Прогестерон
  • Фазы гаметогенеза:
  • 1) РАЗМНОЖЕНИЕ – митоз
  • • Сперматогенез: из клеток сперматогенной ткани гоноцитов образуются диплоидные первичные половые клетки сперматогонии(2n2с).
  • • Овогенез: из клеток овогенной ткани яичников гоноцитов образуются первичные половые диплоидные клетки овогонии (2n2с).
  • 2) РОСТ – интерфаза мейоза I

 Сперматогенез: из каждого сперматогония развивается сперматоцит 1ого порядка (2n4с). Репликация ДНК.

• Овогенез: репликация ДНК, из каждого овогония развивается овоцит 1ого порядка (2n4с). Запас питательных веществ (желток, жир).

3) СОЗРЕВАНИЕ – деление мейоза

• Сперматогенез: после первого деления образуются два сперматоцита 2ого порядка (n2c). После второго – четыре гаплоидных сперматиды (nc).

• Овогенез:после первого деления – 1 редукционное тельце и один овоцит 2ого порядка(n2c)После второго деления – 3 редукционных тельца и одна крупная овотида, из которой впоследствии сформируется яйцеклетка и еще одно редукционное тельце. Если оплодотворения не происходит, то овотида погибает и выводится из организма.

  1. 4) ФОРМИРОВАНИЕ
  2. • Сперматогенез: сперматиды превращаются в сперматозоиды (nc), приобретают свойственные им признаки и подвижность.
  3. • Овогенез: практически отсутствует
  4. Сперматозоиды состоят из – головка: ядро и акросома, которая выделяет фермент, растворяющий оболочку яйцеклетки – шейка: митохондрии и комплекс Гольджи
  5. – хвост из микротрубочек.

Сперматогенез, Биология

Что такое гаметогенез, оогенез и сперматогенез? / биология

гаметогенез это процесс, при котором половые клетки подвергаются хромосомным и морфологическим изменениям при подготовке к оплодотворению.

Во время этого процесса, благодаря мейозу, число хромосом диплоидного числа (46 или 2n) уменьшается до гаплоидного числа (23 или 1n) (Лопес Серна, Глава 2: Гаметогенез и сперматогенез, 2011).

Сперматогенез, Биология

Гаметогенез также определяется как развитие и производство необходимых мужских и женских половых клеток для формирования нового индивидуума (MedicineNet, 2017), после того, как он подвергся процессу мейоза (тип размножения клеток).

“Gameto” происходит от греческого слова гамета что означает “жена” и гамос «Брак». «Бытие» происходит от греческого слова genein чей смысл “производить”. Таким образом, в гаметогенезе клетки вступают в брак (серна) и производят (генеин) новое существо (MedicineNet, 2017).

Этот процесс очень важен, потому что без образования половых клеток не было бы слияния генетического материала двух организмов одного и того же вида при оплодотворении, что сделало бы невозможным создание новых потомственных организмов и тем самым поставило бы под угрозу непрерывность вида.

Следовательно, без этого процесса наиболее распространенное размножение у животных, растений и грибов было бы невозможно..

Что такое сперматогенез?

Сперматогенез – это механизм, по которому происходит созревание мужских гамет (Лопес Серна, Глава 2: Гаметогенез и сперматогенез, 2011).

Этот процесс выполняется на яичках, репродуктивном органе в форме двух воздушных шаров чуть ниже полового члена (MedicineNet, 2017), особенно в семенных канальцах, начиная с полового созревания с созреванием сперматогонии; каждая из них порождает четыре дочерние клетки, образуя миллионы сперматозоидов (Лопес Серна, Глава 2: Гаметогенез и сперматогенез, 2011).

Читайте также:  Происхождение млекопитающих

Он разделен на 3 этапа, продолжительность которых варьируется: пролиферативный, мейотический и спермиогенез или спермиогистогенез. Его приблизительная продолжительность составляет от 64 до 75 дней (Esimer, 2017).

Первый пролиферативный где происходит митоз зародышевых клеток, в результате чего первичная сперматогония. Этот процесс длится первые 16 дней (Эмбриология, 2017).

Второй этап мейоза потому что происходят два мейоза. В первом случае первичная сперматогония остается в митозе в течение 16 дней (Esimer, 2017), чтобы стать вторичные сперматоциты (Эмбриология, 2017). В следующие 24 часа вторичные сперматоциты становятся сперматиды.

  • Заключительный этап espermiogénesis или еspermiohistogénesis, где гаметы созрели и стали сперма.
  • К этому времени репродуктивные клетки имеют четко определенные голову, шею и хвост или жгутик; и готова оплодотворить яйцеклетку.
  • Гормоны, которые вмешиваются в процесс после полового созревания:
  1. тестостерон: это основной гормон для поддержания мужских половых признаков. Это происходит в клетках Лейдига.
  2. Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ): отвечает за половое созревание и репродуктивный процесс. Найдено в гипофизе.
  3. Лютеинизирующий или Луто-Стимулирующий Гормон (ЛГ или ГЛ): Он вырабатывается в гипофизе как ФСГ и регулирует секрецию тестостерона.

Что такое оогенез?

  1. Это женский гаметогенез, то есть развитие и дифференцировка женской гамет или яйцеклетки через мейотическое деление, которое осуществляется в яичниках, которые являются женскими гаметами (Esimer, 2017).

  2. Этот процесс производится из диплоидной клетки, и функциональные гаплоидные клетки (яйцеклетка) и три нефункциональные гаплоидные клетки (полярные тела) образуются в виде продуктов (Esimer, 2017).
  3. Процесс оогенеза делится на 3 этапа: умножение, рост и созревание.

  4. Первый этап умножение, который начинается с периода внутриутробного развития и после того, как он оставался бездействующим в детстве, когда половое созревание перезагружается, чтобы сформировать зрелую клетку в каждом половом цикле (Лопес Серна, глава 2: гаметогенез и сперматогенез, 2011).

  5. В период плода, между четвертым и пятым месяцами, число яйцеклеток (клеток-предшественников женских гамет) увеличивается путем митотического деления, достигая примерно семи миллионов.

  6. В конце третьего месяца яйцеклетки постепенно покидают митотические циклы и становятся первичными ооцитами, сохраняя свои 46 двухвалентных хромосом (две половые хромосомы X) (Лопес Серна, глава 3: Гаметогенез и оогенез, 2011).

  7. Второй этап рост, когда митотическое деление приостановлено и первый мейоз начинается примерно на седьмом месяце беременности.

  8. На этом этапе ovogonias расположены в фолликулах яичника, растут и мутируют, чтобы стать первичные ооциты те, кто приостанавливает свою деятельность до диплотена профазы и восстанавливает мейотическое деление гормональным действием, когда половая зрелость достигается в период полового созревания.

  9. Период мейотической неактивности от беременности до полового созревания называется, dictiotena.
  10. Последний этап созревание, Во время рождения и в течение всего ее младенческого периода самка обладает всеми первичными фолликулами, которые заключают первичные ооциты в dictyotena (с мейсозом, приостановленным в фазе I).
  11. При рождении в обоих яичниках содержится около двух миллионов первичных фолликулов, из которых большинство умирает, и только около 400 000 будут жизнеспособны до полового созревания (Лопес Серна, глава 3: Гаметогенез и оогенез, 2011).

В период полового созревания, благодаря стимуляции гормонов фолликулами (ФСГ) и лютеинизацией (ЛГ), вторая мейотическая фаза реактивируется через менструальный цикл, в котором будут развиваться и высвобождаться вторичные ооциты..

  • Он начинается с периода внутриутробного развития и после того, как он оставался в состоянии покоя в детстве, когда наступает период полового созревания, он повторно инициируется для формирования зрелой клетки в каждом половом цикле.
  • Первая менструация является сигналом того, что процесс овуляции завершен и что оттуда овогенез повторно инициируется с образованием зрелой клетки в каждом половом цикле (Лопес Серна, Глава 2: Гаметогенез и сперматогенез, 2011).
  • Самка может забеременеть после оплодотворение и рожать.
  • Оогенез, как и сперматогенез, регулируется гормональным фолликулостимулятором (ФСГ) и лютеинизирующим гормоном (ЛГ), управляемым гипоталамусом через гонадотропин-рилизинг-гормоны (ГнРГ) (Лопес Серна, Глава 3: Гаметогенез и оогенез, 2011).

ссылки

  1. Бескрайние. (2017, 7 3). Гаметогенез (сперматогенез и оогенез). Получено с Boundless: boundless.com.
  2. Эмбриологии. (2017, 7 3). Модуль 3: Гаметогенез. 3.3 Сперматогенез. Получено из эмбриологии: embryology.ch.
  3. Esimer. (2017, 7 3). Гаметогенез (оогенез и сперматогенез). Получено от Esimer: esimer.com/fertility.
  4. Лопес Серна, Н. (2011). Глава 2: Гаметогенез и сперматогенез. В Н. Лопес Серна, Биология развития. Рабочий блокнот. (с. 20-30). Мехико: Макгроу Хилл.
  5. Лопес Серна, Н. (2011). Глава 3: Гаметогенез и оогенез. В Н. Лопес Серна, Биология развития (стр. 32-43). Мехико: Макгроу Хилл.
  6. MedicineNet. (2017, 7 3). Медицинское определение гаметогенеза. Получено от MediciNet: medicinenet.com.
  7. MedicineNet. (2017, 7 3). Сперматогенез. Получено от MedicineNet: medicinenet.com.

Сперматогенез – это… Что такое Сперматогенез?

Строение сперматозоида человека

Сперматогене́з — развитие мужских половых клеток (сперматозоидов), происходящее под регулирующим воздействием гормонов. Одна из форм гаметогенеза.

Сперматозоиды развиваются из клеток-предшественников, которые проходят редукционные деления (деления мейоза) и формируют специализированные структуры (акросома, жгутик и пр.). В разных группах животных сперматогенез различается.

У позвоночных животных сперматогенез проходит по следующей схеме: в эмбриогенезе первичные половые клетки — гоноциты мигрируют в зачаток гонады, где формируют популяцию клеток, называемых сперматогониями.

С началом полового созревания сперматогонии начинают активно размножаться, часть из них дифференцируется в другой клеточный тип — сперматоциты I порядка, которые вступают в мейоз и после первого деления мейоза дают популяцию клеток, называемых сперматоцитами II порядка, проходящих впоследствии второе деление мейоза и образующих сперматиды; путём ряда преобразований последние приобретают форму и структуры сперматозоида в ходе спермиогенеза.

Сперматогенез у человека

Схема поперечного сечения семенного канальца

Сперматогенез у человека в норме начинается в пубертатном периоде (около 12 лет) и продолжается до глубокой старости. Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин составляет примерно 73—75 дней[1]. Один цикл зародышевого эпителия составляет приблизительно 16 дней[2]

Сперматозоиды образуются в яичках, а именно в извитых семенных канальцах. Стенка семенного канальца делится базальной мембраной на люминальную и адлюминальную стороны. На люминальной стороне расположены клетки Сертоли (сустентоциты) и предшественники половых клеток (сперматогонии, сперматоциты I и II порядков и сперматиды).

Сперматогонии, лежащие непосредственно на базальной мембране извитых семенных канальцев, проходят несколько последовательных стадий митотического деления. Общее количество сперматогоний в яичке мужчины составляет около 1 млрд. Различают две основные категории сперматогоний: А и В.

Сперматогонии А, которые делятся митотически, сохраняют способность к делению и поддерживают свою популяцию. Остальные дефференцируются в сперматогоний В, которые «эвакуируются» клеточными контактами сустентоцитов (образуют под основанием половой клетки новый контакт и резорбируют старый).

Сперматогония В делится митотически, дифференцируясь в сперматоцит I порядка, вступающий в мейоз.

В результате первого деления мейоза образуются две дочерние клетки сперматоциты второго порядка, каждый из которых содержит гаплоидный набор (23 у человека) d-хромосом [3].

Вторичные сперматоциты расположены ближе к просвету канальца. Во втором делении мейоза образуются две сперматиды.

Таким образом, в результате деления одной сперматогонии образуются четыре сперматиды, каждая из которых обладает гаплоидным набором хромосом.

В ходе сложного процесса спермиогенеза сперматиды дифференцируются в зрелые сперматозоиды. Дифференцирующиеся сперматиды лежат в углублениях плазматической мембраны клеток Сертоли. При спермиогенезе комплекс Гольджи формирует акросому, содержащую протеолитические ферменты , которые при контакте с яйцеклеткой растворяют участок её блестящей оболочки (zona pellucida).

Сложный процесс сперматогенеза регулируется гонадотропными гормонами гипофиза и стероидными гормонами яичка.

После полового созревания гипоталамус начинает выделять гонадотропный рилизинг-гормон, под влиянием которого гипофиз секретирует фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), стимулирующий развитие и функционирование клетки Сертоли и лютеинизирующий гормон (ЛГ), стимулирующий клетки Лейдига к выработке тестостерона. Тестостерон оказывает воздействие на развитие клеток Сертоли, а также на предшественники половых клеток (в ассоциации с андроген-связывающим белком, выделяемым клетками Сертоли).

Секреторная активность гипофиза регулируется клетками Сертоли и клетками Лейтига. Тестостерон, выделяемый клетками Лейдига подавляет активность гипофиза к выработке ЛГ и ФСГ.

Ингибин и эстрадиол, образующийся в клетках Сертоли, подавляют гипофиз к выработке ФСГ и клетки Лейдига к выработке тестостерона.

Морфофункциональное состояние яичка регулируется гормонами аденогипофиза — ФСГ и ЛГ, причём уровень гормонов постоянный, имеются лишь незначительные колебания.

Примечания

  1. Мотавкин П.А. Курс лекций по гистологии. — «Медицина ДВ», 2007. — С. 311—315. — ISBN 978-5-98301-017-8
  2. Основные анатомические и физиологические данные для использования в радиационной безопасности: референтные значения. Публикация МКРЗ 89. — М: Издательство «Медкнига», 2007. — с. 184
  3. d-хромосома — хромосома после репликации ДНК, которая состоит из двух дочерних молекул ДНК
Ссылка на основную публикацию