Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.3. Онтогенетический уровень организации жизни

1.3.1.4. Гаметогенез

Процесс формирования половых клеток (гамет) известен под общим названием гаметогенеза. Он характеризуется рядом важных биологических процессов и происходит с некоторыми различиями при созревании сперматозоонів (сперматогенез) и яйцеклеток (овогенез).

Сперматогенез. Семенник состоит из множества канальцев. На поперечном сечении сквозь канадец можно наблюдать несколько слоев клеток. Это последовательные стадии развития сперматозоонів (рис. 1.85).

Рис. 1.85. Сперматогенез в морской свинки. Участок поперечного сечения извилистого канальца сім'яника:

1 - сперматогоній; 2 - первичные сперматоцити; 3 - сперматиди; 4 - вновь сперматозоони.

Внешний слой (зона размножения) образован сперматогоніями - клетками округлой формы, с относительно крупным ядром и значительным количеством цитоплазмы. В период эмбрионального развития и после рождения до полового созревания сперматогоії делятся путем митоза, вследствие чего увеличивается количество клеток и размеры сім'яника.

После наступления половой зрелости часть сперматогоній также продолжает делиться мітотично и образует клетки, часть из которых перемещается в следующую зону - зону роста, которая расположена ближе к просвету канальца. Здесь происходит значительное увеличение размеров клеток вследствие повышения количества цитоплазмы. На этой стадии их называют первичными сперматоцитами (рис. 1.86).

Рис. 1.86. Схема сперматогенеза:

1 - первичный сперматоцит; 2 - мейоз И; 3 - вторичный сперматоцит; 4 - мейоз II; 5 - сперматиди; 6 - формирование; 7 - сперматозоиды.

Третья зона развития мужских гамет называется зоной созревания. В этот период происходят два деления, которые быстро проходят один за одним, в результате претерпевает перестройки хромосомный аппарат С каждого первичного сперматоцита (мейоз) сначала образуются два вторичных сперматоцити, а потом четыре сперматиди, которые имеют овальную форму и значительно меньшие размеры. Сперматиди перемешиваются ближе к просвету канальца, где из них формируются сперматозоони (рис. 1.87).

Рис. 1.87. Схема формирования сперматозоона с сперматиди:

1 - центріоля; 2 - ядро; 3 - комплекс Голги; 4 - митохондрия; 5 - жгут; 6 - избыток цитоплазмы; 7 - митохондрия; 8 - центріоля; 9 - хвост; 10 шейка; 11-головка; 12 - акросома.

У большинства животных сперматогенез происходит только в определенные периоды года. В промежутках между ними в канальцах семенников содержатся только сперматогонии. У человека и большинства домашних животных сперматогенез постоянный.

Овогенез. Фазы овогенезу подобные фаз сперматогенеза. В этом процессе также является период размножения, когда интенсивно делятся овогонії - мелкие клетки с зідносно крупным ядром и небольшим количеством цитоплазмы. В млекопитающих и человека этот период заканчивается еще до рождения. Сформированы первичные овоцити сохраняются без изменений длительное время (месяцы и годы). С наступлением половой зрелости отдельные овоцити периодически вступают в период роста, клетки увеличиваются, в них накапливаются желток, жир, пигменты. В цитоплазме клетки, в ее органеллах и мембранах происходят сложные морфологические и биохимические превращения. Каждый овоцит окружен мелкими фолікулярними клетками, которые обеспечивают его питание.

Затем наступает период созревания, когда осуществляются два последовательных деления с перестройкой хромосомного аппарата (мейоз). Кроме того, эти разделы сопровождаются неравномерным распределением цитоплазмы между дочерними клетками. При разделении первичного овоцита образуется одна большая клетка - вторичный овоцит, которая впитывает почти всю цитоплазму, и маленькая клетка - первичный полоцит (рис. 1.88).

Рис. 1.88. Схема ввогенезу:

1 - первичный овоцит; 2 - мейоз И; 3 - первичный полоцит; 4 - вторичный овоцит; 5 - мейоз II; 6 - яйцеклетка; 7 - вторичный полоцит.

При втором делении созревания распределение цитоплазмы снова происходит неравномерно. Образуется один большой вторичный овоцит и вторичный полоцит. В это время первичный полоцит также может поделиться на две клетки. Таким образом, из одного первичного овоцита образуется один вторичный овоцит и три полоцити (редукционные тельца). Затем из вторичного овоцита формируется яйцеклетка, а полоцити рассасываются или сохраняются на поверхности яйца, но не принимают участия в дальнейшем развитии. Неравномерное распределение обеспечивает поступление в яйцеклетку значительного количества цитоплазмы и питательных веществ, которые будут нужны в будущем для развития зародыша.

У млекопитающих и человека периоды размножения и роста яйцеклеток происходят в фолликулах. Зрелый фолликул заполненный жидкостью, внутри его находится яйцеклетка. Во время овуляции стенка фолликула лопается, яйцеклетка попадает в брюшную полость, а затем, как правило, в трубы матки. Период созревания яйцеклеток происходит в маточных трубах, где они и оплодотворяются.

У многих животных овогенез и созревание яйцеклеток осуществляется только в определенные сезоны года. У женщин обычно ежемесячно созревает одна яйцеклетка, а за весь период половой зрелости - около 400. Для человека имеет существенное значение то, что первичные овоцити формируются еще до рождения, сохраняются на всю жизнь и только постепенно некоторые из них начинают созревать и дают яйцеклетки. Это означает, что различные неблагоприятные факторы, которые действуют в течение жизни на женский организм, могут повлиять на их дальнейшее развитие: ядовитые вещества (в том числе никотин и алкоголь), которые попадают в организм могут проникнуть в овоцит и затем вызвать нарушение нормального развития будущего потомства.