Что такое сперматогенез

10.06.2023
8 - 10 минут 4 726

Содержание

Что такое сперматогенез?

Сперматогенез — процесс образования мужских половых клеток. Он многоступенчатый и находится под управлением генов и гормонов. В результате сперматогенеза образуются зрелые мужские клетки, способные к оплодотворению, — сперматозоиды. Сперматозоид не способен к делению, зато может «доплыть» через женские половые пути до маточной трубы и там выполнить своё предназначение — встретить и оплодотворить яйцеклетку1.

В сутки у взрослого мужчины в яичке образуется около 100–200 миллионов сперматозоидов, примерно по 15 000 половых клеток с каждым биением сердца2. Разберём процесс сперматогенеза поподробнее.

Этапы сперматогенеза и их продолжительность

Сперматогенез у мужчины начинается с наступлением половой зрелости и сохраняется до глубокой старости. Образование сперматозоидов происходит в специальных структурах, называемых извитыми семенными канальцами. Они имеют сильно извитый ход и располагаются внутри долек яичка. Яички, в отличие от яичников, располагаются вне полости тела (в мошонке). Это обстоятельство важно для нормального течения сперматогенеза, происходящего при температуре 34 °С и ниже3. Цикл сперматогенеза, в результате которого зрелый сперматозоид поступает в просвет извитого семявыносящего канальца, длится 74 дня, и необходимо ещё от 12 до 21 дня для перемещения сперматозоидов в семенные мешочки. Таким образом, признаки нарушения сперматогенеза или, наоборот, его восстановления, проявятся не раньше чем через 3 месяца от начала4.

Извитые канальцы яичка выстланы сперматогенным эпителием, который состоит из клеток-предшественниц (сперматогоний) и поддерживающих клеток5.

accent-block // 1
В схеме сперматогенеза выделяют 4 этапа: размножение, рост, созревание и формирование. В процессе сперматогенеза от сперматогонии до сперматозоида, клетки постепенно утрачивают способность к делению и приобретают специфические черты, предназначенные для выполнения функции оплодотворения5.
Фаза размножения Фаза роста Фаза созревания Фаза формирования
Исходные сперматогенные клетки (сперматогонии), активизирующиеся к началу пубертата, находятся в глубоких зонах извитого семенного канальца. Это клетки-предшественницы с двойным набором хромосом. Они обладают огромным потенциалом к делению и дают начало всем другим половым клеткам. Часть сперматогоний остаётся в запасе, другая часть постоянно делится и переходит в следующую стадию ­— сперматоциты I порядка. Этап размножения находится под стимулирующим влиянием тестостерона и гормонов гипофиза. Спермaтогонии составляют всего 0,03% клеток сперматогенного рядa, они наиболее чувствительны к повреждению. Перегревание, приём алкоголя, голодание, местное воспаление и тяжёлые заболевания могут вызвать их гибель1,5.
Во время стадии роста сперматоциты I порядка увеличиваются в размерах и готовятся к следующей стадии. Они всё ещё содержат двойной набор хромосом. В отличие от сперматогоний, которые лежат в глубине сперматогенного эпителия, на базальной мембране, сперматоциты I порядка смещаются ближе к поверхности, к просвету семенного канальца5.
Во время стадии созревания сперматоциты I порядка проходят два последовательных деления. Сначала из сперматоцита I порядка образуются два сперматоцита II порядка, а после второго деления — четыре сперматиды, имеющие одинарный, а не двойной набор хромосом. Сперматоциты II порядка вдвое, a сперматиды вчетверо меньше по объему сперматоцитов I порядка1,5.
Это самая сложная стадия, на которой сперматиды превращаются в зрелые сперматозоиды со своим характерным строением. В сперматидах происходит перестройка, у них формируется головка, шейка, отрастает хвост. Созревшие сперматиды размыкают контакты, отделяясь друг от друга и от сперматогенного эпителия, выходят в просвет семенных канальцев и становятся сперматозоидами — отдельными клетками, способными функционировать самостоятельно. Далее происходит окончательный процесс созревания, называемый капацитация, после которого сперматозоид уже способен к оплодотворению1,5.

Что происходит в процессе сперматогенеза?

В процессе сперматогенеза из стволовых клеток-предшественниц через рост, деление, внутреннюю перестройку образуются зрелые мужские половые клетки — сперматозоиды.

Сперматозоид имеет овальную головку, в которой расположено ядро — носитель отцовского генетического материала, — шейку и длинный хвост. Именно за счёт хвоста сперматозоид способен передвигаться с огромной относительно его размеров (0,05 мм) скоростью —2-3 мм в минуту5.

На всех стадиях развития созревающие сперматозоиды окружены поддерживающими клетками (клетки Сертоли). Клетки Сертоли имеют многочисленные выросты, которыми, как пальцами, соприкасаются с множеством клеток сперматогенного эпителия. Это настоящие «клетки-няньки», так как они питают половые клетки, защищают от воздействия иммунной системы, изолируют от токсичных веществ, создают местную среду с высоким содержанием гормона тестостерона.

После окончательного созревания сперматозоиды перестают контактировать с клетками Сертоли. Зрелые половые клетки хранятся в семявыносящем протоке3.

Препараты для улучшения сперматогенеза

accent-block // 2
В настоящее время в России от 15 до 25% супружеских пар сталкиваются с проблемой вынужденного бесплодия, причём в 50% случаев его причина — нарушение качества спермы1.

К нарушению качества спермы может приводить ионизирующее излучение, злоупотребление алкоголем, сигаретами в совокупности с недостатком витаминов и микроэлементов из-за низкокачественных продуктов питания. Немаловажным фактором ухудшения спермы является электромагнитное излучение, включая различные устройства и сотовые телефоны, перегревание и переохлаждение1,6.

Непосредственная причина бесплодия — отрицательное влияние активных форм кислорода, которые повреждают ядро и митохондрии сперматозоидов. Это подтверждается результатами научных исследований: дополнительный приём антиоксидантов улучшает качество спермы. Рассмотрим некоторые антиоксиданты с доказанным влиянием на показатели сперматогенеза1.

Коэнзим Q10 L-карнитин L-аргинин L-карнозин Глицирризиновая кислота Витамины и микроэлементы
Коэнзим q10 (убихинон) в норме содержится в сперме и имеет важные метаболические и антиоксидантные эффекты. Коэнзим q10 участвует в реакциях образования энергии, для повышения выносливости его принимают спортсмены1. Кроме того, убихинон восстанавливает другие антиоксиданты, например витамин Е7. Было обнаружено, что содержание убихинона напрямую коррелирует с такими ключевыми параметрами спермы, как концентрация, подвижность и морфология сперматозоидов1.
L-карнитин находится в составе «электрических станций» человеческого организма — митохондрий — и регулирует энергетический обмен. В высоких концентрациях L-карнитин содержится в тканях придатка яичка, семенной жидкости и сперматозоидах. Он играет ключевую роль в процессах жизнеобеспечения сперматозоидов, давая энергию для подвижности, созревания и процесса сперматогенеза. Также L-карнитин является антиоксидантом и защищает сперматозоиды от окислительного стресса. Приём L-карнитина увеличивает объём эякулята, подвижность и концентрацию сперматозоидов1.
L-аргинин активно участвует в образовании сперматозоидов и предотвращает их окислительное повреждение через увеличение выработки оксида азота8. Концентрация L‑аргинина в белках семенной жидкости достигает 80%, поэтому для нормального сперматогенеза аминокислота должна поступать в организм в достаточном количестве7. Приём L-аргинина улучшает объем, концентрацию, подвижность, жизнеспособность и морфологию сперматозоидов без побочных эффектов8.
L-карнозин — водорастворимый антиоксидант. В больших количествах он содержится в мышечной и нервной тканях. L-карнозин легко усваивается, обладает прямым антиоксидантным действием, к нему нет привыкания, его избыток не накапливается в организме. В условиях стресса L-карнозин способствует быстрому снижению уровня стресс‑гормонов (адреналина и кортизола) и уменьшению синтеза активных форм кислорода9. Было установлено, что L-карнозин защищает репродуктивную систему от токсического действия тяжёлых металлов, стимулирует сперматогенез и улучшает подвижность сперматозоидов7.
Подавляет активность компонента свертывающей системы — тромбина, в том числе присутствующего в семенной жидкости и участвующего в процессе сгущения спермы, стимулирует выработку гормона секретина, способствующего разжижению секретов разных желез10.

Различные витамины и микроэлементы прямо или косвенно участвуют в метаболизме спермы. Поэтому при лечении бесплодия целесообразен их дополнительный приём, особенно тех, что обладают антиоксидантными свойствами10:

  • витамин А — непосредственно влияет на выработку спермы, повышает подвижность сперматозоидов, предотвращает их слипание;
  • витамин Е — мощный антиоксидант, улучшает качество спермы за счет стабилизации синтеза гормонов. Положительно влияет на способность сперматозоида проникать в яйцеклетку;
  • селен — химический элемент, способен защищать сперматогенез при острых и хронических интоксикациях;
  • цинк — входит в состав нескольких сотен ферментов в организме человека, необходим для продукции половых гормонов.
Все вышеперечисленные антиоксиданты есть в составе препарата АндроДоз — биологически активной добавки к пище для мужчин. АндроДоз применяется при планировании зачатия как естественным путём, так и в процессе подготовки к вспомогательным репродуктивным технологиям. Благодаря швейцарской технологии производства, в препарате одновременно присутствуют жирорастворимые и водорастворимые антиоксиданты. Активные компоненты АндроДоза имеют оптимальную концентрацию и равномерно замедленно высвобождаются в организме7. АндроДоз особенно эффективен при продолжительности применения в течение 3 месяцев, как при приеме отдельно, так и в комбинированных схемах6.
Подробнее
Категории
Статья проверена экспертами компании «НИЖФАРМ»
Подробнее

Список литературы:

  1. Ших Е. В. Влияние лекарственных средств на мужскую фертильность / Ших Е. В. , Махова А. А. , Мандыч Д. В. — Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2018. — 128 с.
  2. Быков В.Л. Сперматогенез у мужчин в конце XХ века (обзор литературы). Проблемы репродукции.2000;1. http://www.rusmedserv.com/problreprod/2000g/1/article_769.html
  3. Орлов Р. С. Нормальная физиология: учебник / Орлов Р. С. , Ноздрачев А. Д. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 832 с., гл.19.
  4. Репродуктивная эндокринология / А. В. Древаль. — Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2018. — 240 с.: ил. — 240 с., гл.2.
  5. Сатаева Т. П., Ковальчук А. В. и соавт. Жизненный цикл сперматозоида. Норма и нарушения. Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины.2018; 1 (8): 113-122.
  6. Почерников Д.Г. Опыт лечения идиопатической формы мужского бесплодия за последние пять лет. РМЖ. Медицинское обозрение. № 2(I) от 28.04.2018 стр. 26-28.
  7. Инструкция по медицинскому применению АндроДоз (биологически активная добавка к пище, капсулы). Рег. уд. 77.99.11.003.Е.005057.06.14 от 30.06.2014.
  8. Овчинников Р.И. Мужское бесплодие, связанное с окислительным стрессом сперматозоидов: патогенез и терапевтический подход. Медицинский совет. 2021; 5 (16): 46-53.
  9. Ярыгина Е.Г., Прокопьева В.Д. и соавт. Окислительный стресс и его коррекция карнозином. Успехи современного естествознания. — 2015. — № 4 — С. 106-113.
  10. Калинина С.Н., Кореньков Д.Г. и соавт. Лечение сперматологических нарушений и оксидативного стресса после перенесенных репродуктивно значимых заболеваний, вызванных инфекциями, передающимися половым путем. Урологические ведомости. 2018; 4. >https://www.uroweb.ru/article/lechenie-spermatologicheskih-narusheniy-i-oksidativnogo-stressa-posle-perenesennih-reproduktivno-znachimih-zabolevaniy-v
    11.