Гаметогенез у человека

Клетки зачаточного эпителия в мужских и женских по­ловых железах (гонадах) претерпевают ряд последователь­ных митотических и мейотических делений, называемых га-метогенезом, в результате чего образуются зрелые мужс­кие гаметы (сперматогенез) и женские гаметы (оогенез). В обоих случаях процесс делится на три фазы — фазу размно­жения, фазу роста и фазу созревания (рис. 3.6).

Фаза размножения включает многократные митотические деления, приводящие к образованию множества сперматогоний. Каждая из них проходит период роста в порядке подготовки к первому делению мейоза и последующему цито-генезу. Затем начинается фаза созревания, во время которой происходят первое и второе деления мейоза с последующей дифференцировкой гаплоидных клеток и формированием зрелых гамет.

Овогенез

Сперматоцит II порядка Сперматиды

Сперматогенез

Зигота

Рис. 3.6. Схемы основных этапов сперматогенеза и овогенеза

Первичные половые клетки выделяются из желточного мешка на 27-й день развития эмбриона и мигрируют к мес­ту, где будут образовываться половые органы. На 46-й день внутриутробного развития гонады начинают дифференциро­ваться и становятся либо яичниками, либо семенниками.

В этот период в мужских гонадах первичные половые клетки становятся сперматогониями, которые непрерывно делятся путем митоза вплоть до периода половой зрелости. Примерно в 15—16 лет сперматогонии начинают вступать в мейоз.

Сперматозоиды (спермин) образуются в результате ряда последовательных делений, называемых в совокупно­сти сперматогенезом, за которыми следует сложный про­цесс дифференцировки — спермиогенез. Процесс образова­ния спермин занимает примерно 70 дней.

Перед делением они увеличиваются в размерах, превра­щаясь в сперматоциты I порядка, содержащие 46 удвоен­ных хромосом. Сперматоциты I порядка вступают в первое деление мейоза, которое заканчивается образованием сперматоцитов II порядка. Сперматоциты II порядка содержат по 23 хромосомы, состоящие из двух хроматид. После вто­рого деления мейоза из сперматоцитов II порядка образуют­ся сперматиды, содержащие по 23 хромосомы. В спермати-дах каждая хромосома уже имеет только одну хроматиду. Сперматиды в дальнейшем приобретают некоторые струк­турные особенности: изменяется состояние клеточной обо­лочки, появляются шейка и хвост, которые будут обеспечи­вать движение клетки. Полностью сформировавшаяся муж­ская половая клетка получила название сперматозоид.

Таким образом, в результате сперматогенеза из одной диплоидной сперматогонии формируются четыре равноцен­ных гаплоидных сперматозоида. Деление сперматогониев и образование сперматозоидов продолжается вплоть до за­тухания деятельности гонад в старости. За весь период по­ловой зрелости мужской организм продуцирует не менее 500 млрд. гамет.

В отличие от образования спермиев, которое начинается у мужчин только при половом созревании, образование яй­цеклеток у женщин начинается еще до их рождения и завер­шается для каждой данной яйцеклетки только после ее оп­лодотворения.

У мужчин образование и выделение гамет — процесс не­прерывный, начинающийся с наступлением половой зрело­сти и продолжающийся в течение всей жизни. У женщин же это циклический процесс, повторяющийся примерно че­рез каждые 28 дней и связанный с изменениями в строении и функциях всей репродуктивной системы. Процесс этот называется менструальным циклом, и его можно разделить на четыре стадии (рис. 3.6). В событиях, происходящих во время менструального цикла, участвуют яичники (овариаль-ный цикл) и матка (маточный цикл). Менструальный цикл регулируется гормонами яичников, секреция которых в свою очередь регулируется гипофизарными гонадотропинами.

У взрослой женщины овариальный цикл начинается с развития нескольких первичных фолликулов (содержащих ооциты I порядка) под действием фолликулостимулирующего гормона, выделяемого передней долей гипофиза. Про­цесс созревания женских половых клеток (оогенез) имеет свои особенности. После первичной половой дифференцировки в женском организме образуются оогонии, которые претерпе­вают несколько митотических делений. Начиная со второго месяца внутриутробного развития женского плода ряд оого­нии вступают в первое деление мейоза, превращаясь в ооцит I порядка, деление ооцитов I порядка останавливается на стадии профазы, сразу после диплотены. На этой стадии мейоз в женских гонадах прекращается на 7-м месяце внут­риутробного развития плода вплоть до периода полового созревания. Плод женского пола непосредственно перед рож­дением содержит около 2 млн. оогоний, но лишь примерно 450 из них достигают стадии ооцитов II порядка и выходят из яичника (овуляция).

Из этих фолликулов только один продолжает расти, тог­да, как остальные оогонии после рождения девочки разру­шаются в результате дегенеративного процесса (атрезия фолликулов).

В периоде половой зрелости каждый месяц один ооцит I порядка заканчивает первое деление мейоза, после которо­го образуются две разные клетки: одна большая, содержа­щая почти всю цитоплазму от ооцита I порядка, — ооцит II порядка и маленькая, фактически включающая только яд с 23 хромосомами, — первое полярное тельце.

Второе деление мейоза доходит до стадии метафазы, но не продолжается дальше до тех пор, пока ооцит не со­льется со сперматозоидом. При оплодотворении ооцит II порядка совершает второе деление мейоза, образуя круп­ную клетку — яйцо, а также второе полярное тельце.

Все полярные тельца представляют собой мелкие клетки. Они не играют никакой роли в оогенезе и в конечном счете раз­рушаются. В оогенезе мейоз II заканчивается в момент оп­лодотворения, т.е. проникновения сперматозоида в цитоп­лазму яйцеклетки.

После оплодотворения в течение нескольких часов не про­исходит слияния женского и мужского гаплоидных наборов хромосом, хотя они сразу окружаются общей ядерной мем­браной. Этот период является очень чувствительным ко всем внешним неблагоприятным воздействиям.

После слияния женского и мужского наборов хромосом образуется клетка, называемая зиготой. Зигота начинает де­литься путем обычного митоза, образуется бластоциста, ко­торая через 8 дней после овуляции погружается в стенку матки. Наружные клетки бластоцисты образуют трофобласт. Таким образом, формируется новый организм.

Дата добавления: 2015-10-02