Сперматогенез: процесс образования сперматозоидов¶

Сперматогенез — это процесс образования и созревания мужских половых клеток (сперматозоидов) в извитых канальцах семенников. Является одной из форм гаметогенеза (наряду с оогенезом у женщин) и ключевым этапом мужской фертильности. Процесс протекает непрерывно с момента полового созревания до глубокой старости, в отличие от оогенеза, который завершается в период менопаузы.

¶Локализация и гормональная регуляция

Сперматогенез происходит в стенках извитых семенных канальцев яичка. Основными клетками, обеспечивающими процесс, являются:

• Сертолиевы клетки (сустентоциты) — формируют гематотестикулярный барьер, питают развивающиеся клетки, фагоцитируют избыточную цитоплазму и секретируют жидкость, необходимую для транспорта сперматозоидов.
• Клетки Лейдига (интерстициальные) — располагаются между канальцами и синтезируют тестостерон, главный гормон, стимулирующий сперматогенез.

Регуляция осуществляется гипоталамо-гипофизарной системой: гонадотропин-рилизинг-гормон (ГнРГ) стимулирует выработку лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулостимулирующего (ФСГ) гормонов. ЛГ активирует клетки Лейдига, а ФСГ — клетки Сертоли. Тестостерон, в свою очередь, по принципу отрицательной обратной связи подавляет секрецию ГнРГ.

¶Стадии сперматогенеза

Процесс условно разделяют на три последовательные фазы:

¶1. Размножение (митотическое деление)

Сперматогонии — первичные зародышевые клетки — активно делятся митозом. В результате образуется несколько популяций клеток: стволовые (обновляющие пул) и коммитированные (вступающие в дифференцировку). У человека выделяют типы сперматогоний Ad (темные), Ap (бледные) и B.

¶2. Рост (мейотическое деление)

Сперматогонии типа B превращаются в сперматоциты первого порядка (2n4c). Они вступают в мейоз — редукционное деление. После первого мейотического деления образуются сперматоциты второго порядка (n2c), а после второго — сперматиды (nc). Таким образом, из одной диплоидной клетки получается четыре гаплоидные.

¶3. Созревание (спермиогенез)

Сперматиды не делятся, а подвергаются морфологической перестройке: формируется акросома (пузырек с ферментами для растворения оболочки яйцеклетки), уплотняется ядро, образуется жгутик, а митохондрии концентрируются в средней части. Избыточная цитоплазма отбрасывается и фагоцитируется клетками Сертоли. На выходе получается зрелый сперматозоид.

¶Длительность и интенсивность

Полный цикл сперматогенеза у человека занимает около 64–75 дней (примерно 2,5 месяца). Затем сперматозоиды попадают в придаток яичка (эпидидимис), где приобретают подвижность и способность к оплодотворению (дозревание длится 2–4 недели). В сутки в семенниках здорового мужчины образуется от 50 до 200 миллионов сперматозоидов.

¶Клеточные ассоциации и цикл семенного эпителия

Сперматогенез протекает волнообразно: в разных участках канальца одновременно находятся клетки на разных стадиях развития. Это явление получило название «цикл семенного эпителия». У человека выделяют шесть стадий цикла, которые сменяют друг друга примерно каждые 16 дней. Такая организация позволяет поддерживать непрерывную продукцию сперматозоидов без «перерывов».

¶Факторы, влияющие на сперматогенез

Процесс крайне чувствителен к внешним и внутренним условиям:

• Температура: оптимальная температура для сперматогенеза — 32–34 °C, что ниже общей температуры тела. Поэтому яички вынесены в мошонку, а перегрев (например, при варикоцеле, ношении тесного белья, лихорадке) снижает качество спермы.
• Гормональный фон: дефицит тестостерона, пролактина или тиреоидных гормонов нарушает процесс.
• Вредные факторы: алкоголь, курение, наркотики, радиация, некоторые лекарства (цитостатики, анаболические стероиды) оказывают токсическое действие на герминативный эпителий.
• Заболевания: инфекции (орхит, эпидидимит), эндокринные патологии, генетические аномалии (например, микроделеции Y-хромосомы).

¶Нарушения сперматогенеза

Сбои в процессе приводят к патологическим состояниям:

• Азооспермия — полное отсутствие сперматозоидов в эякуляте.
• Олигозооспермия — снижение их концентрации (менее 15 млн/мл).
• Астенозооспермия — снижение подвижности.
• Тератозооспермия — увеличение доли морфологически аномальных форм.

Диагностика нарушений включает спермограмму, гормональные анализы, УЗИ мошонки и генетическое тестирование. В ряде случаев применяется экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) с интрацитоплазматической инъекцией сперматозоида (ИКСИ).

¶Источники

• Гистология: учебник / под ред. Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Физиология человека / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2003.
• Клинические рекомендации по мужскому бесплодию (Российское общество урологов), 2021.