В течение каждой минуты в организме мужчины вырабатывается 50 000 сперматозоидов. В течение каждого часа его яички вырабатывают 3 000 000 сперматозоидов. В течение каждого дня - 72 000 000 сперматозоидов. Этот удивительный процесс в сочетании с невероятной производительностью начинается в период полового созревания и продолжается до самой смерти. Сравни те его с созреванием в течение 28 дней, то есть раз в месяц, яйцеклетки в организме женщины (да и то до климактерического периода).
Однако благодаря размерам сперматозоидов количество выделяемой спермы совсем не так велико. Если собрать вместе все сперматозоиды, благодаря которым произошли зачатие всех когда-либо живших и ныне здравствующих людей, то их хватило бы только на то, чтобы наполнить наперсток. Произведенные мужчиной в течение дня сперматозоиды, собранные вместе, не отличались бы от песчинки. Естественно, их не видно невооруженным глазом, а изучить их строение можно только при помощи электронного микроскопа.
Мужская сперма это сложное вещество, состоящее из более чем 30 различных компонентов, включающих лимонную кислоту, фруктозу, высококонцентрированный калий и такой важнейший элемент, как цинк. В состав спермы также входят сера, медь, магний, кальций, витамин С и Б12, т. е. все самые важные химические элементы для здоровья человека. Кроме того, семенные пузырьки содержат 15 различных выделений предстательной железы, которые стимулируют мышечные сокращения и расширение кровеносных сосудов. Несмотря на присутствие лимонной кислоты, сперма имеет легкое щелочное свойство.
Существует два типа сперматозоидов: одни содержат половую хромосому X, другие У. Слияние с яйцеклеткой У-сперматозоида приводит к рождению мальчика, а Х-сперматозоида? девочки.
Исследование израильских ученых подтвердили, что пол будущего ребенка с большей вероятностью можно определить при зачатии. Считается, что У-сперматозоиды более подвижны, но имеют меньшую продолжительность жизни. Поэтому, если зачатие происходит в период овуляции, т. е. когда созревшая яйцеклетка выходит из яичника, они успевают достичь, цели быстрее, чем Х-сперматозоиды. Тогда будет зачат мальчик. И наоборот, если зачатие происходит за сутки до овуляции, то больше шансов на оплодотворение яйцеклетки Х-сперматозоидом, у которого больше продолжительность жизни. И будет зачата девочка.
Новорожденный сперматозоид
"Новорожденные сперматозоиды" - это микроскопические половые клетки. Они группируются в яичках шеренгами, как солдаты на параде. Развиваясь, они образуют головку в форме овала, тонкую шейку и хвост (жгутик), длинный по сравнению с их микроскопическими размерами. Сперматозоид содержит набор из 23 хромосом, которые находятся в головке и заключают в себе гены, передающие будущим поколениям черты фамильного сходства. Сперматозоиды передвигаются с помощью жгутика. Удары, напоминающие движение хлыста, толкают их вперед, в долгий путь к ожидающей оплодотворения яйцеклетке.
Из многомиллионной армии сперматозоидов, выбрасываемых во время одной эякуляции (семяизвержения), проникнуть в яйцеклетку может только один. Оплодотворенная яйцеклетка вырабатывает особого рода защиту, не позволяющую другим сперматозоидам проникнуть в нее. Для нормального процесса оплодотворения важно не только образование достаточного количества полноценных сперматозоидов, но и определенный состав жидкой части спермы: оптимальная концентрация в ней фруктозы, ионов цинка и кальция, биологически активных пептидов и низкий уровень кислотности. На состояние этих показателей влияют уровень гормонов и радиации, действие некоторых химических веществ и даже психоэмоциональное состояние.
Хвост сперматозоида движется змееобразно, изгибаясь сразу в нескольких местах. 800 раз нижняя часть хвоста должна вильнуть из стороны в сторону, чтобы сперматозоид продвинулся вперед на 1 см.
Деятельность яичек
Яички можно сравнить с конвейером, так как они работают без перерыва. Деятельность каждого вырабатывающего сперматозоиды семенного канальца не прекращается ни на минуту. Огромная линия конвейера неутомимо движется вперед без перекуров, перерывов на обед и ночных простоев. Когда готовый продукт сходит с линии, часть оставшихся позади клеток находится на полпути, а другая только начинает жить. На каждой стадии развития соблюдается специфический ритм и скорость движения, которые нельзя ни замедлить, ни ускорить. Формирование половой клетки занимает много времени, около 72 дней. По окончании процесса производства не все они находятся в идеальной форме. У одних отсутствует жгутик, у других недоразвита головка, третьи деформированы. Этого следовало ожидать при таком массовом серийном производстве. Несколько миллионов плохо сложенных, несформированных сперматозоидов не снижают способности мужчины к оплодотворению. Внутри яичек мужские клетки могут выполнять только небольшие движения.
Деятельность придатков яичек
Придатки яичек - это длинные, узкие канальцы, лежащие в свернутом виде над обоими "близнецами". Когда заканчивается образование сперматозоидов, они переходят из яичек в придатки. Они пока еще недостаточно развиты, не в состоянии правильно передвигаться и оплодотворить яйцеклетку. Подвижность сперматозоидов является важным фактором способности к оплодотворению. Чтобы выиграть гонку, мужская клетка должна двигаться вперед и только вперед, не меняя направления. Сперматозоиды обретают подвижность только в начальной части придатка. Стенки протока придатка яичка выделяют жидкость, под влиянием которой сперматозоиды приходят в движение. Но они еще плохо чувствуют направление, что заставляет их плавать по кругу, то есть оставаться на месте. Это значит, что гонку к яйцеклетке они проиграли бы с позором. Двенадцать дней длится созревание сперматозоидов в канальцах придатков, прежде чем они в достаточной степени научатся плавать. В это время чувствительнейшие мышцы, размещенные в стенках канальцев, проталкивают их вперед. Огромное расстояние, которое им приходится преодолевать, составляет около 6 м. Жидкая питательная среда служит им пищей, помогает им созреть и обрести необходимую подвижность. Подводя итоги, можно сказать, что придатки яичек - настоящая школа мужества.
Короткий срок годности сперматозоидов
Сперматозоидам необходимо провести 72 дня в яичках и 12 дней в придатках, чтобы достигнуть уровня зрелости, то есть в общей сложности почти 3 месяца. Только после этого они готовы отправиться в долгий путь к семенным пузырькам и далее к предстательной железе. Зрелые половые клетки накапливаются в придатках яичка, но не надолго. Они имеют ограниченный срок годности. Они сохраняют "свежесть" и активность менее месяца. После этого они резко стареют и вскоре погибают. Погибшие сперматозоиды разлагаются, а содержащиеся в них питательные вещества, в том числе белки, впитываются яичками. Если у мужчины эякуляция бывает только раз в месяц, ему кажется, что он уже не в состоянии оплодотворить женщину. Он думает, что его сперматозоиды слишком старые, или умирают, или уже умерли. Но на самом деле производство мужских половых клеток - это непрерывный процесс. Миллионы новых сперматозоидов нескончаемым потоком поступают в придатки яичек и путешествуют по ним. Хотя в изверженной сперме могут быть старые сперматозоиды, наряду с ними в ней присутствуют и совершенно новые, готовые начать гонку к яйцеклетке и реализовать свои шансы.
Мужская половая клетка развивается около 75 дней от момента возникновения. Поэтому последствия вредных воздействий могут проявляться через несколько месяцев. Некоторую относительную гарантию правильного развития половых клеток дает строгое соблюдения норм питания. Результаты научных исследований свидетельствуют, что избыточный вес у мужчин приводит к изменению уровня тестостерона и эстрогена? основных гормонов, ответственных за формирование спермы. Кроме того, при избыточном весе повышается температура яичек, которая для успешного образования сперматозоидов должна быть ниже температуры тела. По той же причине нежелательны частые горячие ванны.
Сладкое семя
Сперма (семенная жидкость), вырабатываемая мужскими половыми железами, состоит из сперматозоидов, жидкости семенных пузырьков и секрета предстательной железы. Сперматозоиды составляют в среднем только 3% эякулята. Остальные 97% -- это секрет предстательной железы и жидкость семенных пузырьков. В первой порции эякулята содержание сперматозоидов выше, чем в последующих, и особенно в последней. В эякуляте содержится примерно от 300 до 500 млн. сперматозоидов. Сперма -- сложная по составу, насыщенная различными соединениями и сахаром жидкость, причем известны далеко не все компоненты. Фруктоза (сахар, содержащийся в сперме) может служить источником энергии для сперматозоидов, что, однако, еще нуждается в доказательстве. Сперма дает щелочную реакцию, тогда как выделения влагалища создают кислую среду. Принято считать, что щелочная субстанция покрывает сперматозоиды и защищает их во время пребывания внутри влагалища. Секрет предстательной железы содержит сильные антибактериальные соединения. Сперма выбрасывается в жидком состоянии, затем она быстро переходит в желеобразное, и через 20 минут сперма снова разжижается. Вполне возможно, что это помогает половым клеткам выживать во влагалище. Средний объем эякулята, при условии, что оргазм происходит с 3-дневными перерывами, составляет от 3 до 5 см, количественное выражение выброса может колебаться в зависимости от возраста, состояния здоровья, количества выпитой жидкости и так далее. У партнерши сперма может вызывать аллергическую реакцию. Аллергия проявляется в виде сыпи или длительного зуда детородных органов. Подобное случается крайне редко, чаще всего такие симптомы свидетельствуют о наличии инфекции.
Кроме своей прямой функции оплодотворения яйцеклетки, сперма оказывает положительное воздействие на организм женщины, кроме, разумеется, тех случаев, когда она становится переносчиком болезней (СПИД, гепатит, венерические). Исходя из этого, гормональные контрацептивы, с одной стороны, предпочтительнее презервативов, с другой? последние остаются самым эффективным средством профилактики инфекционных заболеваний, передающихся при половом акте.
У партнерши сперма может вызывать аллергическую реакцию. Аллергия проявляется в виде сыпи или длительного зуда детородных органов. Подобное случается крайне редко, чаще всего такие симптомы свидетельствуют о наличии инфекции.
Не секрет, что некоторые французские производители используют для изготовления косметики сперму. Косметика эта очень эффективна и стоит недешево. Все дело в том, что в природе нет более ценного и уникального продукта, чем сперма. Косметологическая ценность спермы определяется наличием в ее составе чрезвычайно полезных веществ.
Оказывается, всемирно известная виагра и некоторые другие популярные средства от импотенции не повышают активность сперматозоидов, как можно было ожидать, а тормозят ee, что отрицательно сказывается на способности к оплодотворению.
Небольшая утечка
Перед эякуляцией небольшая капля жидкости смачивает конец члена. Она поступает из железы Купера и дает сильную щелочную реакцию, нейтрализующую все следы кислот после мочеиспускания. Она очищает и промывает уретру, подготавливая ее к проходу спермы. В этой жидкости содержится несколько тысяч сперматозоидов. Существует теория, согласно которой это "сборная суперзвезд", готовых победить в гонке. Чтобы избежать зачатия, даже небольшая часть этой жидкости не должна попасть во влагалище, иначе сперматозоиды могут найти дорогу к яйцеклетке. Удаление полового члена из влагалища непосредственно перед выбросом семени называется прерванным половым актом. К этому способу часто прибегают молодые пары, стремящиеся избежать беременности. Однако они сильно рискуют через девять месяцев стать мамой и папой. Виной тому часто бывает маленькая капля из куперовой железы. Прерываемый половой акт требует навыков и умения контролировать свои реакции и управлять оргазмом, которые чаще всего отсутствуют в молодости. Это может вызывать у партнеров сильное напряжение. Однако многие опытные, достигшие зрелости пары выбирают именно этот способ предохранения, наиболее древний и распространенный. Но он не предохраняет от заражения венерическими болезнями и СПИДом, тогда как презерватив обеспечивает хотя бы частичную защиту.
Выживает сильнейший
Принято считать, что только 200 сперматозоидов выживают во время пути к яйцеклетке. Одни оказываются не в состоянии преодолеть первую же преграду - шейку матки, другие погибают при движении по матке. Третьи могут спутать дорогу и не попасть в нужный яйцевод. Сперматозоид может прожить в родовых путях женщины от 2 до 7 дней. Столько времени может понадобиться для оплодотворения яйцеклетки. В отношении сперматозоидов верно утверждение, что качество важнее количества. Ключевой вопрос - проблема подвижности: клетка должна плыть только в одном направлении, то есть вперед. Средняя скорость сперматозоида составляет 3 мм в минуту. У более быстрых лучше шансы достигнуть цели, прежде чем они погибнут. Итак, скорость и подвижность - главные условия победы в гонках. Те, кому посчастливилось выжить, скапливаются в самой широкой части яйцевода. Именно тут они с нетерпением ожидают прибытия яйцеклетки. Если она уже на месте, они собираются вокруг нее, самозабвенно пытаясь пробить ее защитную оболочку. Извиваясь, сперматозоид резко ударяется о внешнюю стенку клетки, выделяя при этом химические соединения, растворяющие ее защитный слой. В конце концов в стенке появляются маленькие отверстия, и несколько счастливых сперматозоидов попадают внутрь яйцеклетки. От тех, кому это удалось, остаются только микроскопические головки. Теперь перед ними последняя преграда, последний бастион, который нужно взять. Это тонкая внешняя оболочка, защищающая ядро яйцеклетки, -- самое трудное препятствие. И только один сперматозоид может ее преодолеть. Возможно, им, действительно, будет лучший из лучших. Его головка перемещается в середину, и его ядро соединяется с ядром яйцеклетки. Происходит зачатие -- тотальная имплозия, совершенное слияние, полное соединение двух ядер. По общепринятым представлениям это воссоединение есть проявление могучей, всеобъемлющей микросилы. Именно оно определяет все параметры нашей личности. Хромосомы соединяются парами, раз и навсегда обусловливая набор наследственных черт. Новая жизнь является идеально пропорциональной, демократичной мешаниной генов обоих родителей.
Проблема бесплодия
Бесплодие -- это неспособность организма к производству потомства. По данным одного исследования, 15% американских и 12% английских супружеских пар сталкиваются с проблемой бесплодия, причем в 35% случаев это связано с мужским бесплодием. В 10-15% случаев причина кроется в бесплодии обоих партнеров. Специалисты утверждают, что повод для беспокойства появляется только в том случае, если в течение года интенсивной половой жизни не происходит зачатия. Некоторые из них считают, что этот срок следует продлить до полных 18 месяцев. В настоящее время мужское бесплодие встречается все чаще, причем причина этого явления неизвестна. В 1950 году среднее количество сперматозоидов в семени было на 40 млн. выше, чем в 1988 году. Одной из наиболее важных причин может быть перегревание яичек (пребывание в горячей воде является примитивным способом контрацепции). Подобным образом может действовать тесная одежда, повышающая температуру в области паха и промежности. Исследования, посвященные установлению зависимости между типом нижнего белья и способностью к оплодотворению, показали, что у мужчин, носивших трусы типа боксерских, количество сперматозоидов в семени выше, чем у тех, кто предпочитает белье в обтяжку. Вредное воздействие на качество сперматозоидов оказывают также неблагоприятные факторы окружающей среды (радиация, загрязнение воздуха соединениями свинца и другими отравляющими веществами и т.п.). В настоящее время возобладало мнение, что они наносят гораздо больший ущерб здоровью, чем принято было считать. Яички в большей степени подвергаются вредным воздействиям окружающей среды, чем внутренние органы. Поэтому следует помнить, что яички - чрезвычайно чувствительный орган, и избегать всего, что связано с неоправданным риском.
Недостаточное потребление витамина С (меньше, чем 60 мг в сутки) отрицательно сказывается на состоянии спермы, и, как полагают, влияет на возникновение различных нарушений у потомства. Общеизвестными факторами риска являются табак, алкоголь и наркотики. Также весьма опасны и анаболические препараты, которыми увлекаются культуристы. Далеко не все мужчины вспоминают о здоровье своего потомства при выборе профессии. А статистика свидетельствует: у маляров, полотеров и других людей, работающих с красками и лаками, изменяется количество и качество спермы, а аномалии у их детей встречаются чаще. А, например, у жен стоматологов повышается риск выкидыша из-за того, что их мужья вдыхают испарения наркотических веществ, которые вводят пациентам. Исследования спермы и потомства специалистов, работающих на компьютерах, пока дают противоречивые результаты. И все-таки специалисты советуют и мужчинам, и женщинам, занятым на такой работе, прервать или ограничить ее по крайней мере за месяц до возможного зачатия.
Максимально подвижны сперматозоиды осенью и зимой, в это же время сперма содержит максимальную концентрацию половых клеток. Месяцы с октября по февраль ученые рекомендуют как наиболее подходящие для зачатия. Кроме того, в эти месяцы наиболее велика вероятность зачать мальчика поскольку летом из-за жары Y-хромосомы, носители мужского генетического кода, сильно уступают в жизнеспособности женским Х-хромосомам.
Изменение процесса созревания сперматозоидов, уменьшение их числа, подвижности, наличие в них хромосомных нарушений могут стать причиной мужского бесплодия, которое, хотя и встречается несколько реже, чем женское, но требует не менее тщательного исследования и лечения.
Объем спермы
Достаточное для зачатия количество спермы составляет от 2 до 5 см. Если объем выброса меньше, сперма становится густой и вязкой, а сперматозоиды плохо защищены от воздействия кислотных выделений влагалища. Если же объем больше, то сперма слишком разжижена, и существует большая вероятность рассеивания половых клеток во влагалище. Не теряйте надежды! Если результаты анализа будут не в вашу пользу, не стоит отчаиваться. В пробирке сперматозоиды гибнут значительно быстрее, чем в условиях организма. В пробирке они живут только от 2 до 6 часов. Напряжение, связанное со сдачей анализа, и страх перед диагнозом бесплодие -- могут отрицательно сказаться на результатах. Людям свойственно ошибаться, это вполне может произойти и в стенах лаборатории. На результатах может отразиться плохое качество упаковки, ошибка в расчетах, неправильное хранение. Проведите несколько (от 2 до 3) анализов в течение 6-7 недель, меняя при этом лаборантов. Только после этого, если все результаты дали однозначно отрицательный результат, решайте, как поступать дальше. К редким врожденным аномалиям относится нарушение функции канальцев яичка, вырабатывающих сперматозоиды. Половые клетки начинают превращаться в сперматозоиды, однако большая их часть не вызревает. В настоящее время высококвалифицированные специалисты могут отделить зрелые сперматозоиды и использовать их для оплодотворения яйцеклетки вне организма женщины. Мужское бесплодие остается плохо изученной проблемой. Поэтому старайтесь избегать лечения в клиниках, не получивших официального признания. Вместо операции по удалению узлов семявыносящего протока или биопсии яичек можно прибегнуть к искусственному оплодотворению партнерши собственной или донорской спермой. Однако эти операции дорого обходятся как в материальном, так и психологическом плане и не всегда дают положительный результат. Независимо от принятого решения старайтесь чувствовать себя мужчиной. Отгоняйте мрачные мысли, они только усиливают состояние напряженности, ослабляют уверенность в себе. Не теряйте надежды и возобновляйте попытки. Вам следует знать, что были случаи, когда мужчины с безнадежно низкими показателями количества сперматозоидов удивляли специалистов, своих партнерш, да и самих себя неожиданным отцовством.
Мифы о сперматозоидах
"У тебя могут кончиться сперматозоиды" Это наивное и нелепое представление о процессах, происходящих в организме, широко распространено среди часто мастурбирующих мальчиков. Но в это же верит поразительно большое количество зрелых мужчин. Причем, хотя подавляющее большинство мужчин знают, что организм вырабатывает сперматозоиды в течение всей жизни, упомянутое мнение невозможно развеять. Воздержание никак не влияет на качество сперматозоидов. Недавно были проведены исследования спермы через 12, а затем через 120 часов после последнего полового акта. Анализы показали, что воздержание никак не повлияло ни на форму, ни на подвижность, ни на количество сперматозоидов. Тем не менее длительное воздержание вызывает уменьшение количества высококачественных сперматозоидов.
"Эякуляция истощает организм"
Это ошибочное представление тесно связано с предыдущим. Долгое время тренеры и руководители спортивных команд требовали от своих подопечных воздержания и отказа от секса в лучшем случае за 4-5 дней до начала важных спортивных соревнований. Недавно ученые университета штата Колорадо исследовали физическую подготовку спортсменов, которые: а) воздерживались от секса на протяжении 5 дней, б) занимались сексом в течение последних 24 часов. У них проверялись: выносливость, готовность к усилию, подвижность, скорость реакции, сохранение равновесия, сила мышц и другие важные для спортсменов показатели. Исследователи отметили "отсутствие сколько-нибудь значимых и подлежащих измерению" различий в обеих группах спортсменов.
"В старости сперматозоиды уже не вырабатываются"
В возрасте 70 лет производство сперматозоидов сокращается. Но исследования показывают наличие сперматозоидов в эякуляте у 48% мужчин в возрасте от 80 до 90 лет. В настоящее время большинство ученых сходится во мнении, что у мужчин пожилого возраста сперматозоиды менее жизнеспособны, чем у молодых людей. Происходит некоторое увеличение количества деформированных сперматозоидов, что может вызывать пороки развития у зачатого ребенка. Степень риска в подобных случаях не поддается определению, поскольку мужчина в этом возрасте уже не стремится стать отцом.
Мужская сперма - это сложное вещество, состоящее из более чем 30 различных компонентов, включающих лимонную кислоту, фруктозу, высококонцентрированный калий и такой важнейший элемент, как цинк. В состав спермы также входят сера, медь, магний, кальций, витамин С и Б12, т. е. все самые важные химические элементы для здоровья человека.Мужская сперма - это сложное вещество, состоящее из более чем 30 различных компонентов, включающих лимонную кислоту, фруктозу, высококонцентрированный калий и такой важнейший элемент, как цинк. В состав спермы также входят сера, медь, магний, кальций, витамин С и Б12, т. е. все самые важные химические элементы для здоровья человека. Кроме того, семенные пузырьки содержат 15 различных выделений предстательной железы, которые стимулируют мышечные сокращения и расширение кровеносных сосудов. Несмотря на присутствие лимонной кислоты, сперма имеет легкое щелочное свойство. Среднее количество спермы, выделяемой при эякуляции, составляет 3 грамма (чайная ложка), хотя эта величина может колебаться в диапазоне от 2 до 6 граммов. Каждый день воздержания увеличивает количество спермы на 0,4 грамма.
При эякуляции выделяется около 1 % всей накопленной спермы, поэтому мужчины с высокой потенцией могут иметь 4-6 и более эякуляций в течение нескольких часов. Семя здорового мужчины при одной эякуляции содержит около 70-80 миллионов сперматозоидов. В сперме не может содержаться кровь. Её присутствие указывает на наличие инфекции или рака предстательной железы. Сперматозоиды составляют в среднем только 3% эякулята. Остальные 97% - это секрет предстательной железы и жидкость семенных пузырьков. В первой порции эякулята содержание сперматозоидов выше, чем в последующих, и особенно в последней. Основными компонентами спермы являются сперматозоиды - мужские половые клетки. Они участвуют в оплодотворении и передают наследственную информацию от отца потомству. До прошлого века функция сперматозоидов оставалась неясной, их считали некими паразитами, средой обитания которых является сперма, отсюда и пошло их название, приблизительный перевод которого означает «звери спермы».
Сперматозоиды сильно отличаются от всех других клеток не только тем, что они напоминают по форме головастиков и способны двигаться вне организма с помощью «хвоста». Прежде всего, они имеют иное количество хромосом (особых структур, содержащих молекулы наследственной информации ДНК). Если во всех остальных клетках организма их сорок шесть, то сперматозоид, как, впрочем, и яйцеклетка, содержит половинный набор из 23 хромосом, одна из которых - половая.
Существует два типа сперматозоидов: одни содержат половую хромосому X, другие У. Слияние с яйцеклеткой У-сперматозоида приводит к рождению мальчика, а Х-сперматозоида - девочки. Исследование израильских ученых подтвердили, что пол будущего ребенка с большей вероятностью можно определить при зачатии. Считается, что У-сперматозоиды более подвижны, но имеют меньшую продолжительность жизни. Поэтому, если зачатие происходит в период овуляции, т. е. когда созревшая яйцеклетка выходит из яичника, они успевают достичь, цели быстрее, чем Х-сперматозоиды. Тогда будет зачат мальчик. И наоборот, если зачатие происходит за сутки до овуляции, то больше шансов на оплодотворение яйцеклетки Х-сперматозоидом, у которого больше продолжительность жизни. И будет зачата девочка.
Из многомиллионной армии сперматозоидов, выбрасываемых во время одной эякуляции (семяизвержения), проникнуть в яйцеклетку может только один. Оплодотворенная яйцеклетка вырабатывает особого рода защиту, не позволяющую другим сперматозоидам проникнуть в нее. Для нормального процесса оплодотворения важно не только образование достаточного количества полноценных сперматозоидов, но и определенный состав жидкой части спермы: оптимальная концентрация в ней фруктозы, ионов цинка и кальция, биологически активных пептидов и низкий уровень кислотности. На состояние этих показателей влияют уровень гормонов и радиации, действие некоторых химических веществ и даже психоэмоциональное состояние. Хвост сперматозоида движется змееобразно, изгибаясь сразу в нескольких местах. 800 раз нижняя часть хвоста должна вильнуть из стороны в сторону, чтобы сперматозоид продвинулся вперед на 1 см. Сперматозоидам необходимо провести 72 дня в яичках и 12 дней в придатках, чтобы достигнуть уровня зрелости, то есть в общей сложности почти 3 месяца. Только после этого они готовы отправиться в долгий путь к семенным пузырькам и далее к предстательной железе. Зрелые половые клетки накапливаются в придатках яичка, но не надолго. Они имеют ограниченный срок годности. Они сохраняют «свежесть» и активность менее месяца. После этого они резко стареют и вскоре погибают. Погибшие сперматозоиды разлагаются, а содержащиеся в них питательные вещества, в том числе белки, впитываются яичками.
Сперматозоидам необходимо провести 72 дня в яичках и 12 дней в придатках, чтобы достигнуть уровня зрелости, то есть в общей сложности почти 3 месяца. Только после этого они готовы отправиться в долгий путь к семенным пузырькам и далее к предстательной железе. Зрелые половые клетки накапливаются в придатках яичка, но не надолго. Они имеют ограниченный срок годности. Они сохраняют «свежесть» и активность менее месяца. После этого они резко стареют и вскоре погибают. Погибшие сперматозоиды разлагаются, а содержащиеся в них питательные вещества, в том числе белки, впитываются яичками.
Перед эякуляцией небольшая капля жидкости смачивает конец члена. Она поступает из железы Купера и дает сильную щелочную реакцию, нейтрализующую все следы кислот после мочеиспускания. Она очищает и промывает уретру, подготавливая ее к проходу спермы. В этой жидкости содержится несколько тысяч сперматозоидов. Существует теория, согласно которой это «сборная суперзвезд», готовых победить в гонке. Чтобы избежать зачатия, даже небольшая часть этой жидкости не должна попасть во влагалище, иначе сперматозоиды могут найти дорогу к яйцеклетке. Кстати при эякуляции сперма вылетает из пениса тела со скоростью 18 км в час. Мужская половая клетка развивается около 75 дней от момента возникновения. Поэтому последствия вредных воздействий могут проявляться через несколько месяцев. Некоторую относительную гарантию правильного развития половых клеток дает строгое соблюдения норм питания. Результаты научных исследований свидетельствуют, что избыточный вес у мужчин приводит к изменению уровня тестостерона и эстрогена - основных гормонов, ответственных за формирование спермы. Кроме того, при избыточном весе повышается температура яичек, которая для успешного образования сперматозоидов должна быть ниже температуры тела. По той же причине нежелательны частые горячие ванны.
Перед эякуляцией небольшая капля жидкости смачивает конец члена. Она поступает из железы Купера и дает сильную щелочную реакцию, нейтрализующую все следы кислот после мочеиспускания. Она очищает и промывает уретру, подготавливая ее к проходу спермы. В этой жидкости содержится несколько тысяч сперматозоидов. Существует теория, согласно которой это «сборная суперзвезд», готовых победить в гонке. Чтобы избежать зачатия, даже небольшая часть этой жидкости не должна попасть во влагалище, иначе сперматозоиды могут найти дорогу к яйцеклетке. Недостаточное потребление витамина С (меньше, чем 60 мг в сутки) отрицательно сказывается на состоянии спермы, и, как полагают, влияет на возникновение различных нарушений у потомства. Общеизвестными факторами риска являются табак, алкоголь и наркотики. Также весьма опасны и анаболические препараты, которыми увлекаются культуристы. Далеко не все мужчины вспоминают о здоровье своего потомства при выборе профессии. А статистика свидетельствует: у маляров, полотеров и других людей, работающих с красками и лаками, изменяется количество и качество спермы, а аномалии у их детей встречаются чаще. А, например, у жен стоматологов повышается риск выкидыша из-за того, что их мужья вдыхают испарения наркотических веществ, которые вводят пациентам. Исследования спермы и потомства специалистов, работающих на компьютерах, пока дают противоречивые результаты. И все-таки специалисты советуют и мужчинам, и женщинам, занятым на такой работе, прервать или ограничить ее по крайней мере за месяц до возможного зачатия.
Максимально подвижны сперматозоиды осенью и зимой, в это же время сперма содержит максимальную концентрацию половых клеток. Месяцы с октября по февраль ученые рекомендуют как наиболее подходящие для зачатия. Кроме того, в эти месяцы наиболее велика вероятность зачать мальчика - поскольку летом из-за жары Y-хромосомы, носители мужского генетического кода, сильно уступают в жизнеспособности женским Х-хромосомам.
Изменение процесса созревания сперматозоидов, уменьшение их числа, подвижности, наличие в них хромосомных нарушений могут стать причиной мужского бесплодия, которое, хотя и встречается несколько реже, чем женское, но требует не менее тщательного исследования и лечения.
Кроме своей прямой функции - оплодотворения яйцеклетки, сперма оказывает положительное воздействие на организм женщины, кроме, разумеется, тех случаев, когда она становится переносчиком болезней (СПИД, гепатит, венерические). Исходя из этого, гормональные контрацептивы, с одной стороны, предпочтительнее презервативов, с другой - последние остаются самым эффективным средством профилактики инфекционных заболеваний, передающихся при половом акте. У партнерши сперма может вызывать аллергическую реакцию. Аллергия проявляется в виде сыпи или длительного зуда детородных органов. Подобное случается крайне редко, чаще всего такие симптомы свидетельствуют о наличии инфекции. Не секрет, что некоторые французские производители используют для изготовления косметики сперму. Косметика эта очень эффективна и стоит недешево. Все дело в том, что в природе нет более ценного и уникального продукта, чем сперма. Косметологическая ценность спермы определяется наличием в ее составе чрезвычайно полезных веществ. Оказывается, всемирно известная виагра и некоторые другие популярные средства от импотенции не повышают активность сперматозоидов, как можно было ожидать, а тормозят ee, что отрицательно сказывается на способности к оплодотворению.
Так или иначе, сперму надо беречь. Он нее зависит ваше здоровье, здоровье ваших подруг, будущих детей. Не обделяйте сперматозоид вниманием!
© Ирина Золотова. www.afrodita.kiev.ua
Сперматозоид - это мужская половая клетка (гамета). Он обладает способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи разнополых гамет. Размеры сперматозоида микроскопические: длина этой клетки у человека составляет 50-70 мкм (самые крупные они у тритона - до 500 мкм). Все сперматозоиды несут отрицательный электрический заряд, что препятствует их склеиванию в сперме. Количество сперматозоидов, образующихся у особи мужского пола, всегда колоссально. Например, эякулят здорового мужчины содержит около 200 млн сперматозоидов (жеребец выделяет около 10 млрд сперматозоидов).
Строение сперматозоида
По морфологии сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Каждый сперматозоид имеет головку, шейку, промежуточный отдел и хвост в виде жгутика (рис.1). Почти вся головка заполнена ядром, которое несет наследственный материал в виде хроматина. На переднем конце головки (на ее вершине) располагается акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь происходит образование гиалуронидазы - фермента, который способен расщеплять мукополисахариды оболочек яйцеклетки, что делает возможным проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки. В шейке сперматозоида расположена митохондрия, которая имеет спиральное строение. Она необходима для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида по направлению к яйцеклетке. Большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой очень богат эякулят. На границе головки и шейки располагается центриоль. На поперечном срезе жгутика видны 9 пар микротрубочек, еще 2 пары есть в центре. Жгутик является органоидом активного движения. В семенной жидкости мужская гамета развивает скорость, равную 5 см/ч (что применительно к ее размерам примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца).
При электронной микроскопии сперматозоида обнаружено, что цитоплазма головки имеет не коллоидное, а жидкокристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоида к неблагоприятным условиям внешней среды (например, к кислой среде женских половых путей). Установлено, что сперматозоиды более устойчивы к воздействию ионизирующей радиации, чем незрелые яйцеклетки.
Сперматозоиды некоторых видов животных имеют акросомный аппарат, который выбрасывает длинную и тонкую нить для захвата яйцеклетки.
Установлено, что оболочка сперматозоида имеет специфические рецепторы, которые узнают химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Поэтому сперматозоиды человека способны к направленному движению по направлению к яйцеклетке (это называется положительным хемотаксисом).
При оплодотворении в яйцеклетку проникает только головка сперматозоида, несущая наследственный аппарат, а остальные части остаются снаружи.
Рис.1. Строение сперматозоида человека (электронно-микроскопическая схема) . 1- акросома; 2 - ядро; 3 - шейка; 4 - митохондрии; 5 - осевые нити.
О мужских половых клетках – сперматозоидах, не так много знают даже сами мужчины. А ведь информация о том, как устроены и функционируют эти клетки может быть весьма полезной, особенно для тех, кто планирует зачатие малыша и заботится о своем репродуктивном здоровье. В этом материале мы постараемся как можно подробнее рассказать о спермиях и о том, как поддерживать здоровье мужчины в надлежащей форме.
Что это такое?
Сперматозоид – это половая клетка мужского организма (гамета). Название клетки происходит от трех древнегреческих слов, означающих «семя», «жизнь», «вид». По сути, в названии и кроется ответ на вопрос о главной функции этих маленьких и очень подвижных клеток. Это размножение, продолжение рода. Спермии зарождаются, зреют и выходят наружу только для того, чтобы оплодотворить женскую яйцеклетку, передать ей свой генетический материал, который вместе с женским станет базовым и определяющим генетическим набором для будущего малыша. Из оплодотворенной яйцеклетки разовьется новый организм – зародыш, эмбрион, а позднее плод.
Если внимательно посмотреть на спермий в микроскоп, станет понятно, что он сам по себе отражает важные и длительные эволюционные процессы. По своей структуре он напоминает общего предка всех живых организмов и грибов – одноклеточное ядерное создание, способное к перемещению за счет хвостика-жгутика. Когда-то давно именно такое существо дало начало жизни в современном ее понимании.
Впервые о существовании особых подвижных клеток человечество узнало в 1677 году благодаря стараниям известного ученого Антони ван Левенгука, который изобрел микроскоп. Он поделился изобретением с товарищем – студентом-медиком Иоганном Гамом, а тот, рассматривая в чудо-устройство все, что попадалось под руку, наткнулся на странные живые клетки в собственном эякуляте. Он поделился этим открытием с Левенгуком, который первым из людей детально изучил и описал «семенных зверьков» (именно такое название он дал сперматозоидам).
Антони ван Левенгук
Если у женщины, способной к зачатию, каждый месяц образуется только одна (редко – две) гаметы, то у мужчины их несколько десятков миллионов, вырабатываются они постоянно. Мужчина благодаря этим клеткам фертилен каждый день, женщина же может зачать только в строго определенные дни менструального цикла.
Характеристики
Поскольку у спермия есть четко обозначенная специализация, устроен он так, чтобы максимально точно и быстро выполнять возложенные на него природой обязанности. Выглядит клетка как головастик, плывущий головкой вперед. Сперматозоиду предстоит преодолеть женские половые пути, и это «путешествие» будет не быстрым и не легким. Когда мужская клетка добирается до яйцеклетки, с помощью головки заостренной формы ему нужно сделать брешь в плотных оболочках ооцита и проникнуть внутрь. Яйцеклетки достигают миллионы клеток, но оплодотворить ее должен только один представитель этой многочисленной «армии».
После оплодотворения спермий отдает яйцеклетке ДНК – набор мужчины, который сливается с набором женской клетки. Так зарождается новая, уникальная, неповторимая жизнь, аналогов которой на планете нет. С момента зачатия сперматозоид определяет, какого пола ребенок через 9 месяцев появится на свет. Виды сперматозоидов включают в себя два типа клеток – несущие половую хромосому Х и несущие хромосому Y. Если яйцеклетка оплодотворена спермием Х, рождается девочка, если же первым успевает гамета Y, родится мальчик, наследник.
В момент зачатия в результате слияния ДНК матери и отца с первых же минут определяется, какого цвета будут у ребенка волосы и глаза, какого роста он будет, где будут расположены родинки и веснушки, какими талантами и способностями малыш будет обладать, какими врожденными недугами может страдать. Как минимум половину этой информации несет в себе сперматозоид.
Размер спермия очень маленький. Эта клетка по праву считается самой мелкой в организме, если учитывать размер только одной головки и не брать в расчет хвостик. В длину сперматозоид в среднем равен 55 мкм, причем около 45 мкм (то есть большая часть длины) – это хвостик. Природа создала мужскую гамету такой маленькой не случайно – мелкие размеры способствуют большей подвижности. Когда клетка созревает, сам организм мужчины не допускает, чтобы хоть одна из гамет выросла больше, чем нужно. Особые процессы искусственно подавляют рост клетки – ядро уплотняется, лишняя цитоплазма выбрасывается наружу в виде цитоплазматической капли, внутри не остается ничего лишнего – только самое необходимое.
Схема строения сперматозоида, несмотря на кажущуюся сложность, довольно проста и понятна. Гамета состоит из трех основных частей – головки, средней части и жгутика-хвоста.
Головка – округлая часть в форме эллипсоида с небольшими «вмятинками» по бокам. Они делают головку похожей на ложку. В головке располагается наиважнейшая часть спермия – ядро, несущее одинарный набор хромосом. Во время зачатия два одинарных набора (сперматозоиды и яйцеклетки) составят полноценный диплоидный набор, который будет нести информацию как о матери, так и об отце. Так формируется набор аутосом и половой хромосомы плода.
В составе головки находится и акросома – специальный пузырек, наполненный ферментами. Эти ферменты сперматозоиду пригодятся на самом финише пути, чтобы растворить оболочки женской половой клетки. Более 15 видов ферментов, которые входят в эту «боевую» смесь, выйдут наружу только тогда, когда сперматозоид столкнется головкой с яйцеклеткой.
В головке также находится место своеобразному аналогу центра управления полетом – центросоме. Это центр, регулирующий работу микротрубочек, отвечающих за движение хвостика.
Средняя часть – это перешеек, соединяющий головку и хвост. Через среднюю часть тянется сеть микротрубочек. Но хвостик ни за что не стал бы двигаться, если бы в средней части не было специальных митохондрий, которые вырабатывают АТФ и этот уникальный природный источник энергии позволяет хвостику двигаться.
Хвостик – это самая длинная и самая тонкая часть половой клетки мужчины. Состоит он из фибрилл. Форма хвостика может быть различной и это в конечном итоге определяет его подвижность, быстроту реакции на кислотность и скорость движения.
Некоторые источники добавляют к стандартному строению клетки еще одну часть – шейку. Подразумевается, что это небольшое сужение расположено между средней частью и головкой и представляет собой «крепление» между ними.
Выработка и созревание
Сперматозоиды у детей мужского пола не образуются. И в этом главная отличительная особенность мужских половых клеток от женских. Девочка рождается с большим запасом незрелых яйцеклеток в фолликулах, которые начинают созревать в подростковом возрасте, когда стартуют регулярные менструации. У маленьких мальчиков запаса сперматозоидов нет. Половые клетки впервые появляются в пубертатном периоде и вырабатываются затем на протяжении всей жизни мужчины.
Жизненный цикл спермия длится около 80-90 дней. За это время клетки успевают зародиться, пройти стадию оформления и созревания. Если не происходит эякуляции на протяжении трех месяцев, взрослые клетки погибают, им на смену приходят молодые. Таким образом, в составе спермы при семяизвержении всегда присутствуют и живые, и мертвые спермии.
Вырабатываются клетки в половых железах – яичках, расположенных в мошонке. До поры (до оргазма) «хранятся сперматозоиды» в придатках яичка, и только в момент эякуляции они смешиваются с семенной жидкостью и выходят наружу. Все время, пока спермии томятся в ожидании своего часа, они совершенно неподвижны. Активность они приобретают при смешении с семенной жидкостью за счет реакции с секретом простаты. Численность сперматозоидов невероятно велика – в одном миллилитре эякулята их более 20 миллионов у здорового мужчины.
Процесс зарождения и созревания сперматозоидов называется сперматогенезом. Планирующим беременность парам обязательно нужно учитывать длительность этого периода (около 90 суток) при прохождении лечения для повышения фертильности.
Какие бы замечательные и эффективные препараты для улучшения качества спермы ни принимал мужчина, первых результатов следует ожидать не ранее, чем через три месяца, когда завершится процесс обновления состава спермы.
Негативные факторы, воздействующие на мужчину в процессе сперматогенеза, могут привести к увеличению количества незрелых, мутировавших клеток, которые неспособны к оплодотворению, а если и способны, то могут «доставить» в яйцеклетку неполноценный генетический материал, что приведет к формированию пороков развития малыша хромосомного толка, к выкидышу, замиранию беременности, рождению ребенка с генетическими аномалиями.
К таким факторам относят нарушение температурного режима – перегревание мошонки, ношение мужчиной тесного нижнего белья, воздействие токсичных веществ и радиации. У мужчин в врожденными пороками развития половой системы (аномалии придатков яичек, отсутствие одного яичка, пороки семявыводящих путей) может также быть нарушена одна из стадий сперматогенеза или все они в комплексе.
Движение и подвижность
Способность двигаться у спермия приобретается за счет наличия хвостика-жгутика. По время движения хвостик интенсивно вращается вокруг своей оси, придавая гамете нужное ускорение. Движется клетка со скорость 0,1 мм в секунду или 30 сантиметров в час. Это невиданная скорость для таких маленьких клеток, именно она позволяет им избежать гибели в кислой среде влагалища и добраться до ампулярной части фаллопиевой трубы (именно там находится вышедшая из фолликула и готовая к оплодотворению яйцеклетка).
Движение начинается за доли секунд до оргазма. Малоподвижные и пока неактивные спермии, вяло ворочая по инерции хвостиками, направляются по семявыводящим путям, подталкиваемые сокращением мышц семенных канальцев, семявыносящего протока. Происходит семяизвержение, в ходе которого пассивные спермии получают солидную дозу сока простаты. Это их заметно бодрит.
А дальше начинается сражение за первенство. Плыть маленьким, но очень упрямым сперматозоидам приходится против течения. Семенная жидкость стремится к выходу из влагалища, а крошечные клетки – по половым путям выше. Куда плыть, каждый спермий «знает» на генетическом уровне. Акросома в головке очень чувствительна к кислотности и «направляет» всю клетку туда, где кислотность ниже, то есть из влагалища в матку, а оттуда в фаллопиевы трубы.
Семенная жидкость помогает только на начальном этапе – она немного снижает кислотность внутри женского влагалища, затем она попросту вытекает, исчерпав свои возможности. Часть гамет погибает еще на старте, часть – при прохождении влагалища, часть – при прохождении цервикального канала шейки матки. До яйцеклетки добирается лишь незначительный процент «пловцов». Обычно это самые сильные, здоровые и подвижные клетки, слабые «сходят с дистанции» раньше.
Чтобы зачатие все-таки состоялось, из общего количества клеток, попавших после семяизвержения во влагалище, до ампулярной части фаллопиевой трубы должно добраться не менее 10 тысяч спермиев. Все они дружно атакуют яйцеклетку, активируя ферменты акросомы. Тот, кто первым сделает брешь в защитной оболочке женской клетки, с большой долей вероятности и оплодотворит ее. Сразу после этого оболочки становятся непроницаемыми для остальных «соискателей» и они через несколько дней погибают.
Ученые выяснили, что в ходе движения сперматозоиды способны на настоящие чудеса, объяснить которые с точки зрения науки пока не удается. Так, мужские гаметы могут не только пробиваться против течения, но и преодолевать препятствия, а также заниматься активным поиском. До сих пор неясно, каким именно образом сперматозоиды находят яйцеклетку в широкой части маточной трубы, но они никогда не используют метод хаотичного брожения (авось, попадется яйцеклетка), все спермии четко плывут только туда, где она расположена, безошибочно определяя направление (правая или левая труба), место дислокации клетки в ампулярной части трубы, а также ее готовность к зачатию.
При патологических формах гамет, если у сперматозоида нарушена структура головки, хвостика, имеется сразу два или три хвостика, клетка не сможет полноценно двигаться, она будет кружиться на месте, пока ее не убьет кислотность во влагалище, или поплывет зигзагами, или же вообще отправится вместе с семенной жидкостью в обратном направлении – к выходу из влагалища.
Жизнеспособность
В организме «хозяина» незрелые гаметы живут около 90 суток. Зрелые клетки способны сохранять свою активность 25-30 суток. После того, как половой акт состоялся и сперматозоиды попали в новую для себя среду, срок их жизни будет зависеть непосредственно от того, куда они попали.
На открытом воздухе спермии погибают при температуре выше и ниже комнатной за 15-20 минут. Если нет непосредственного воздействия солнечного света, а температура является комнатной, клетки могут прожить до 45 минут. Если клетки попали на одежду или белье, то они могут сохранять активность дольше – до полутора часов. Поэтому предохраняющимся методом прерванного полового сношения обязательно нужно учитывать, что забеременеть вполне реально, занеся спермии на половые органы руками с испачканной спермой одежды.
На теле женщины или на половом члене мужчины сперматозоиды могут сохранять свою жизнеспособность до 2-3 часов. Эта среда для них более благоприятна. Во влагалище кислотность убивает спермии за 1,5-2 часа. Те, кто успели уплыть из этого опасного места, имеют шансы продержаться несколько дней. В матке среда наиболее благоприятна. В ней спермии могут жить до 3-4 суток, как и в широкой части фаллопиевой трубы.
Именно поэтому благоприятными для зачатия днями считаются 3-4 дня до овуляции и сутки после нее. Сперматозоиды вполне могут дождаться выхода яйцеклетки уже на «месте». Оплодотворение же всегда возможно исключительно в день овуляции.
Калькулятор расчета овуляции
Длительность цикла
Длительность менструации
- Менструация
- Овуляция
- Высокая вероятность зачатия
Укажите первый день последней менструации
Если сперматозоид попадает в воду, например, при соитии в ванной, предполагать наступления беременности не стоит, поскольку в водной среде мужская гамета погибает за 4 минуты в составе спермы вместе с жидкостью, а если в воду поместить отдельно взятый сперматозоид, то он погибнет за 15 секунд. Теоретически возможность забеременеть есть, но только при условии, что на объем стандартной ванны в воду будет вылито несколько литров спермы. Если в сперму капнуть «Мирамистин », клетки погибнут мгновеннно.
В презервативе спермии живут около часа, если был использован презерватив медицинский, полностью лишенный всех смазок и добавок. Если же пара пользовалась обычным презервативом из супермаркета или аптеки, то спермицидные смазки, широко применяющиеся производителями средств контрацепции, не оставят гаметам ни единого шанса. В таком презервативе полная гибель всех живых сперматозоидов наступает за 4-5 минут.
Существует теория, что разные виды гамет обладают разными характеристиками и способностью к долгой и продуктивной жизни. В частности, сперматозоиды – носители Х-хромосомы, от которой происходит зачатие девочек, согласно этой теории, менее подвижны, но дольше живут. Именно поэтому желающим родить девочку рекомендуются половые сношения за 2-3 дня до овуляции, чтобы к моменту выхода яйцеклетки из фолликула, в воронке маточной трубы остались живыми только эти Х-сперматозоиды.
Спермиям – носителям Y-хромосомы теория приписывает иные свойства – быстроту, высокую подвижность, но, увы, небольшой срок жизни. Тем, кто мечтает о сыне, рекомендуется производить половой акт в день овуляции, в крайнем случае – за сутки до или после нее.
На самом деле, медицина не располагает доказательствами этой теории. Изучение разных видов сперматозоидов не подтвердило эту теорию, тесты жизнеспособности не показали разницы между Х и Y- спермиями. И те, и другие имеют одинаковую скорость движения, и те, и другие живут и погибают не из-за наличия хромосомных отличий, а под воздействием окружающей среды. Поэтому планирование пола по овуляции видится весьма сомнительным занятием, и многочисленные форумы, на которых женщины обсуждают эффективность такого планирования, – тому самое наглядное подтверждение.
Зато жизнеспособность сперматозоидов играет огромную роль в вероятности зачатия. Чем более живучими являются половые клетки мужчины, тем больше шансов на то, что беременность наступит быстро.
Выяснить, насколько гаметы приспособлены к противостоянию внешних сред, насколько они жизнеспособны и подвижны, можно, сдав простой и информативный анализ – спермограмму.
Нормы и патологические изменения
Спермограмма (анализ спермы) дает ответ на многие вопросы, касающиеся причин семейного бесплодия, ведь в 40% случаев отсутствие зачатия происходит по причине нарушений качества или количества сперматозоидов у мужчины. Исследование проводится микроскопическими методами, подсчеты эти довольно точны, поскольку их проводят с применением специальных счетных камер и сперманализаторов.
В норме у здорового мужчины общий объем эякулята должен быть не менее 1,5-2 мл. Если он меньше, ставится диагноз «олигоспермия», если же сперма отсутствует при оргазме совсем, мужчине диагностируется аспермия. Концентрация сперматозоидов в 1 миллилитре семенной жидкости в норме составляет 15-20 миллионов клеток. Если их количество ниже, ставится диагноз «олигозооспермия». Если в семенной жидкости не удалось найти сперматозоидов вообще, диагноз звучит иначе – «азооспермия».
Подвижность спермиев легла в основу деления сперматозоидов на четыре группы: активно-подвижные (группа А), подвижные (группа В), малоподвижные (группа С) и неподвижные (группа D). Мужчина считается репродуктивно здоровым и способным к естественному зачатию, если в его эякуляте присутствует не менее 40% спермиев группы А и В в общей сложности. Если же слабые, вялые и неподвижные вообще половые клетки преобладают с большим преимуществом, мужчине ставят диагноз – «тератозооспермия». При полной неподвижности диагностируется акиноспермия.
Нормальные показали спермограммы подразумевают наличие в эякуляте не менее 58% жизнеспособных сперматозоидов. Если живых сперматозоидов нет, ставят диагноз «некроспермия». Особое внимание уделяется морфологическим формам. Под этим понятием подразумевается определение содержания идеальных по своей структуре сперматозоидов.
Идеальным или эталонным считается такой сперматозоид, у которого все характеристики строения (головка, шейка, средняя часть и хвостик) по форме, размеру, внешнему виду полностью соответствуют стандартам. Отсеиваются все «живчики», у которых есть хотя бы одно отклонение. Увеличенная или уменьшенная головка, деформация ее форм, наличие одновременно двух головок, утончение или утолщение средней части, укорочение или деформация хвостика, его загибы и заломы, наличие двух и более хвостиков – все это патологические формы.
Для нормального естественного зачатия необходимо, чтобы в эякуляте было не менее 4% эталонных гамет.
Клетки с патологиями головки повышают риски рождения ребенка с хромосомными патологиями в и целом снижают фертильность мужчины. Гаметы с патологиями хвостика отличаются нарушением подвижности и зачатие во многих случаях становится невозможным. При обнаружении большого количества патологических, мутировавших клеток ставится диагноз «тератозооспермия».
Бывают и другие патологии, связанные с наличием в эякуляте того, чего там быть в норме не должно – гноя и крови (пиосмермия и гемоспермия). Все перечисленные нарушения являются распространенными факторами мужского бесплодия.
Развиваются нарушения по ряду причин – от генетических врожденных аномалий строения органов репродуктивной системы до травм пениса и мошонки, которые мужчина мог получить в драке или в результате несчастного случая. Довольно часто нарушения в структуре и функциях сперматозоидов развиваются из-за неблагоприятной экологической обстановки в местности, где проживает мужчина, из-за работы на вредном производстве или из-за систематического контакта с токсичными веществами. Распространенные причины – лишний вес мужчины и нарушение его обмена веществ, гормональные сбои, пристрастие к алкоголю, никотину, наркотикам.
Пагубно на здоровье и функциях сперматозоидов сказываются постоянный стресс, недосыпание и работа в ночную смену, сидячий образ жизни и неправильное питание, перенесенные венерические заболевания и половые инфекции, особенно если они не было пролечены вовремя, а также воспалительные заболевания, такие, как простатит.
В большинстве своем нарушения состава спермы удается вылечить и фертильность мужчины возвращается. Лечение не приносит результата только при врожденном, обусловленном на генетическом уровне мужском бесплодии.
Во всех остальных случаях соблюдение рекомендаций и назначений врача помогает за 1-2 цикла сперматогенеза (за 3-6 календарных месяцев) увеличить число активных и подвижных гамет, увеличить количество эякулята, увеличить количество морфологически идеальных, эталонных половых клеток.
Как улучшить состав спермы?
Для лечения всех видов мужского бесплодия, связанных с неудовлетворительным качеством сперматозоидов, применимы общие стандарты. Конечно, многое зависит от истинной причины патологии. Если она кроется в воспалении или инфекции, сначала представителю сильного пола предстоит пройти курс лечения антибиотиками или противовоспалительными препаратами. Если причина в варикоцеле, сначала делают хирургическую операцию по устранению варикозного расширения сосудов мошонки.
Но в большинстве случаев именно универсальные рекомендации позволяют мужчине достаточно быстро повысить показатели спермограммы, улучшить качество спермы в целом и сперматозоидов в частности. В первую очередь, мужчине придется поработать над собственным образом жизни и провести соответствующую коррекцию.
Мошонку никогда ни при каких условиях нельзя перегревать! Природа предусмотрела для гамет самые оптимальные температурные условия, разместив мошонку за пределами организма, чтобы она охлаждалась. Если мужчина – заядлый поклонник бани или любит часто бывать в сауне, у него повышается риск развития патологий спермы. Это же касается и автомобилистов, которые ежедневно в холодное время года включают электроподогрев автомобильных сидений. Чтобы улучшить репродуктивное здоровье, следует отказаться от перегрева и носить удобное и просторное нижнее белье – тугие плавки, стринги, узкие брюки не только нарушают теплоотдачу, но и ухудшают кровоснабжение половых органов и органов малого таза.
Стресс разрушает сперматозоиды. Когда мужчина находится в состоянии постоянного нервного напряжения, у него меняется гормональный фон – гормоны стресса подавляют выработку тестостерона, необходимого для созревания молодых незрелых сперматозоидов. В результате количество здоровых и зрелых спермий снижается, повышается количество незрелых и неподвижных, мертвых клеток.
Решение мучающих мужчину проблем, помощь психолога и психотерапевта, смена работы и места жительства, а порой и сексуальной партнерши обычно сказывает благотворно, и уже через три месяца состав эякулята значительно улучшается.
От вредных привычек следует отказаться. Алкоголь, никотин и все виды наркотических веществ не только снижают характеристики гамет, но и приводят к их мутациям. Именно поэтому у пьющих мужчин и мужчин, имеющих проблемы с наркотиками, редко рождаются здоровые дети. Отказаться от вредных привычек лучше всего заблаговременно, как минимум за полгода, чтобы 1-2 цикла нормального сперматогенеза смогли исправить «ошибки» своего хозяина.
Желательно приступать к планированию после контрольной спермограммы, чтобы убедиться, что морфология гамет удовлетворительная.
Во всем нужна мера. Это касается в первую очередь работы, спорта и питания. Ударный труд по 26 часов в сутки пользу не принесет, поэтому для мужчины, нуждающегося в восстановлении здоровья и характеристик спермы, важен ночной сон длительностью не менее 8-9 часов. Именно по ночам в организме вырабатываются многие гормоны и ферменты. Лишенный ночного сна мужчина довольно быстро рискует стать бесплодным. Не стоит ударно заниматься тяжелой физической работой, на износ трудиться в спортзале. Любые чрезмерные физические нагрузки пагубно отражаются на состоянии сперматозоидов.
Питание для коррекции нарушения репродуктивного здоровья мужчины строится на принципах правильного питания. Оно должно быть сбалансированным, регулярным. На столе у мужчины, который мечтает о счастливом отцовстве, обязательно должны быть молоко, мясо, яйца, рыба, творог, масло, зелень, овощи и фрукты. Ради будущего ребенка на время стоит отказаться от вегетарианства, если мужчина придерживается такого мировоззрения. Фаст-фуд вообще опасен, поскольку содержит огромное количество красителей, усилителей вкуса и концентратов, которые разрушают структуру половых клеток. Если есть проблемы с весом, обязательно нужно заняться его коррекцией.
С медикаментами нужно быть осторожнее. Даже самая обычная «аскорбинка» может вызвать передозировку, что уж говорить о серьезных препаратах. Мужчинам следует принимать медикаменты только тогда, когда на этом настаивает врач. Самовольное лечение головной и зубной боли таблетками, температуры и кашля может привести к той или иной форме бесплодия. Наиболее опасны для мужских гамет антибиотики, гормональные средства (в том числе и анаболические стероиды, которые некоторые мужчины принимают для поддержания лучшей спортивной физической формы), противосудорожные, обезболивающие и психотропные лекарства. Подготовка к зачатию желательна через 3 месяца после курса лечения.
Половая жизнь должна быть размеренной. Это означает, что воздержание, как и частые сексуальные контакты, сказываются на свойствах спермы. Редкие половые контакты – верный путь к снижению количества живых сперматозоидов, увеличению вязкости эякулята, снижению подвижности гамет. Частый секс может привести к разжижению эякулята, уменьшению в нем концентрации сперматозоидов вообще и живых и активных гамет в частности.
Принимайте витамины и добавки. Специальные витаминные комплексы для мужчин и биологические добавки («Спермактив», «Профертил», «Виардо» и другие) помогут нормализовать процессы сперматогенеза на тонком клеточном и биохимическом уровне. Курсы лечения обычно длительные – от 3 до 6 месяцев.
- Не стоит недооценивать спермии. Если все клетки, входящие в состав эякулята после одного стандартного полового акта, поставить друг за другом в прямую линию, получится отрезок длиной 9 километров 600 метров!
- Мертвая гамета вполне может привести к рождению живого ребенка. Если у мужчины мертвы все половые клетки, в лабораторных условиях есть возможность получить ценное ДНК из головки погибшей клетки и спровоцировать оплодотворение под микроскопом. Главное, чтобы генетический набор был полноценным.
- Женщина теряет способность к зачатию с наступлением климакса. У мужчины «фабрика гамет» работает всю жизнь. Даже пожилой мужчина может стать папой.
- Одно яичко вполне может обеспечить мужчине репродуктивное здоровье. Если второе утрачено в результате травмы или отсутствует с рождения, второе начинает производить большее количество половых клеток.
Сперматозоид - это мужская половая клетка (гамета). Он обладает способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи разнополых гамет . Размеры сперматозоида микроскопические: длина этой клетки у человека составляет 50-70 мкм (самые крупные они у тритона - до 500 мкм). Все сперматозоиды несут отрицательный электрический заряд, что препятствует их склеиванию в сперме. Количество сперматозоидов, образующихся у особи мужского пола, всегда колоссально. Например, эякулят здорового мужчины содержит около 200 млн сперматозоидов (жеребец выделяет около 10 млрд сперматозоидов).
Строение сперматозоида
По морфологии сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Каждый сперматозоид имеет головку, шейку, промежуточный отдел и хвост в виде жгутика . Почти вся головка заполнена ядром, которое несет наследственный материал в виде хроматина. На переднем конце головки (на ее вершине) располагается акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь происходит образование гиалуронидазы - фермента, который способен расщеплять мукополисахариды оболочек яйцеклетки, что делает возможным проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки. В шейке сперматозоида расположена митохондрия, которая имеет спиральное строение. Она необходима для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида по направлению к яйцеклетке. Большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой очень богат эякулят. На границе головки и шейки располагается центриоль. На поперечном срезе жгутика видны 9 пар микротрубочек, еще 2 пары есть в центре. Жгутик является органоидом активного движения. В семенной жидкости мужская гамета развивает скорость, равную 5 см/ч (что применительно к ее размерам примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца).
При электронной микроскопии сперматозоида обнаружено, что цитоплазма головки имеет не коллоидное, а жидкокристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоида к неблагоприятным условиям внешней среды (например, к кислой среде женских половых путей). Установлено, что сперматозоиды более устойчивы к воздействию ионизирующей радиации, чем незрелые яйцеклетки.
Сперматозоиды некоторых видов животных имеют акросомный аппарат, который выбрасывает длинную и тонкую нить для захвата яйцеклетки.
Установлено, что оболочка сперматозоида имеет специфические рецепторы, которые узнают химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Поэтому сперматозоиды человека способны к направленному движению по направлению к яйцеклетке (это называется положительным хемотаксисом).
При оплодотворении в яйцеклетку проникает только головка сперматозоида, несущая наследственный аппарат, а остальные части остаются снаружи.
Яйцо или яйцеклетка – это специально дифференцированная клетка , приспособленная к оплодотворению и дальнейшему развитию. В отличие от сперматозоидов яйцеклетки не способны к активному движению и имеют однообразную форму: у большинства животных они округлые, могут быть овальные или вытянутые. Ядро, как правило, повторяет форму яйцеклетки. Для нее характерно большое количество цитоплазмы, в которой, помимо обычных органоидов, содержится большое количество желтка – запасного питательного материала для развития зародыша. Яйцеклетки с большим количеством желтка, как правило, больших размеров (рыбы, рептилии, птицы), яйцеклетки с малым количеством желтка (ланцетник) или не содержащие вообще (млекопитающие) не больших размеров, но всегда крупнее сперматозоидов. Строение яиц определяется содержанием и местоположением желтка. По этим признакам можно выделить следующие типы яйцеклеток. Алецитальные яйцеклетки вообще не содержат желтка. Такие яйцеклетки характерны для плацентарных млекопитающих. Гомолецитальные яйцеклетки содержат небольшое количество желтка, более или менее равномерно распределенного по всей цитоплазме (ланцетник). Следующий тип – телолецитальные. Они характеризуются содержанием среднего или большого количества желтка, расположенного полярно. Этот тип подразделяется на два подтипа: «средне» телолецитальный и «крайне» телолецитальный. «Средне» телолецитальные яйцеклетки содержат среднее количество желтка, распложенного в вегетативной части (земноводные). «Крайне» телолецитальный тип содержит большое количество желтка также сконцентрированного в вегетативной части (костистые рыбы, рептилии, птицы). Центролецитальный тип яйцеклетки также характеризуется наличием большого количества желтка, который расположен в центре яйцеклетки (насекомые).
Наличие большого количества желтка обуславливает полярность яиц (исключение – центролецитальные клетки). Полярность яиц хорошо выражена у земноводных, рептилий, птиц. Верхняя часть яйца, бедная желтком, называется анимальным полюсом, а нижняя, содержащая большое количество желтка, – вегетативным. Мысленная линия соединяющая анимальный и вегетативный полюсы и проходящая через центр яйцеклетки, называется осью яйца.
Характерной особенностью для строения яйцеклеток является наличие у них оболочек. Оболочки сохраняют форму и строение яйца, предохраняют его содержимое от высыхания, защищают от механических и химических воздействий внешней среды.
Оболочки яйцеклеток подразделяют на три группы: первичные, вторичные и третичные.
Первичная оболочка яйцеклетки образуется самим яйцом и представляет собой ее поверхностный уплотненный слой, ее называют желточной оболочкой и образуется она до оплодотворения в процессе оогенеза.
Вторичные оболочки вырабатываются клетками, питающими яйцо. Примером могут служить фолликулярные клетки. Часто эти оболочки могут быть плотными и тогда у них имеются микропили – отверстия для проникновения сперматозоида.
Третичные оболочки служат для защиты яйца, они образуются во время прохождения яйцеклетки по яйцеводу. Примером третичных оболочек могут служить белковая, подскорлуповые и скорлуповая у птиц.
Яйцеклетки очень чувствительны к колебаниям температуры, ультрафиолетовым лучам, лучам Рентгена и радия.
При сравнительно небольшом повышении температуры, которое животные переносят безболезненно, яйцеклетки погибают. Повышение дозировки лучей Рентгена, радия, ультрафиолетовых лучей смертельно для яйцеклеток. Установлено, что если развитие и оплодотворение половых клеток ещё молодое, то оно более чувствительно к облучению.
Ткани растений
Клетки высших растений тоже дифференцированы и организованы в ткани. Ботаники различают четыре главных типа ткани: меристематическую, защитную, основную и проводящую.
Меристематическая ткань. Меристематические ткани состоят из мелких клеток с тонкими стенками и крупными ядрами; вакуолей в этих клетках мало или нет вовсе. Основной функцией клеток меристемы является рост; эти клетки делятся, дифференцируются и дают начало тканям всех других типов . Зародыш, из которого развивается растение, целиком состоит из меристемы; по мере развития большая часть меристемы дифференцируется в другие ткани, но даже в старом дереве есть участки меристемы, обеспечивающие дальнейший рост. Меристематические ткани мы находим в быстро растущих частях растения: в кончиках корней и стеблей и в камбии. Меристема в кончике корня или стебля, называемая верхушечной меристемой, осуществляет рост этих частей в длину, а меристема камбия, называемая боковой меристемой, делает возможным увеличение толщины стебля или корня.
Защитная ткань. Защитные ткани состоят из толстостенных клеток, предохраняющих лежащие глубже тонкостенные клетки от высыхания и механических повреждений. К защитным тканям относятся, например, эпидермис листьев и пробковые слои ствола и корней. Эпидермис листа выделяет воскообразный водонепроницаемый материал, называемый кутином, который препятствует потере воды с поверхности листа.
На поверхности листьев имеются замыкающие клетки - специализированные эпидермальные клетки, расположенные по две около каждого из устьиц - крошечных отверстий, ведущих внутрь листа. Тургорное давление в замыкающих клетках регулирует величину устьичных щелей, а тем самым и скорость прохождения через них кислорода, двуокиси углерода и водяных паров.
Некоторые из эпидермальных клеток корня имеют выросты, называемые корневыми волосками; эти выросты увеличивают поверхность, всасывающую воду и растворенные минеральные вещества из почвы. Стебли и корни покрыты слоями пробковых клеток, образуемых особым пробковым камбием. Пробковые клетки очень плотно «упакованы», и стенки их содержат другое водонепроницаемое вещество - суберин. Суберин препятствует проникновению воды в пробковые клетки; поэтому они живут недолго, и зрелая пробковая ткань состоит из мертвых клеток.
Основная ткань. Эта ткань образует главную массу тела растения: мягкие части листа, цветков и плодов, кору и сердцевину стеблей и корней. Главные функции этой ткани - выработка и накопление питательных веществ. Самый простой тип основной ткани - паренхима, состоящая из тонкостенных клеток с тонким слоем протоплазмы, окружающим центральную вакуоль. Хлоренхима - видоизмененная паренхима, содержащая хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Клетки хлоренхимы расположены рыхло и образуют большую часть внутренней ткани листьев и некоторых стеблей. Они характеризуются тонкими клеточными стенками, крупными вакуолями и наличием хлоропластов.
В некоторых основных тканях углы клеточных стенок утолщены, чтобы обеспечить растению опору. Такая ткань, называемая колленхимой, встречается в стеблях и черешках листьев под самым эпидермисом. В другой ткани - склеренхиме - сильно утолщена вся клеточная стенка; склеренхимные клетки, обеспечивающие механическую прочность, можно найти в стеблях и корнях многих растений. Иногда они имеют форму длинных тонких волокон. Веретенообразные склеренхимные клетки, называемые лубяными волокнами, встречаются во флоэме (лубе) стеблей многих растений. Округлые склеренхимные клетки, называемые каменистыми клетками, имеются в твердой скорлупе орехов.
Проводящие ткани. У растений есть два типа проводящей ткани: ксилема (древесина), которая проводит воду и растворенные соли, и флоэма (луб), по которой перемещаются растворенные питательные вещества, например глюкоза . У всех высших растений из клеток ксилемы первыми образуются длинные клетки, называемые трахеидами, с заостренными концами и с кольцевыми или спиральными утолщениями стенок. Позднее эти клетки соединяются между собой концами, образуя сосуды древесины. В процессе развития сосудов поперечные стенки растворяются, а боковые утолщаются, так что образуется длинная целлюлозная трубка для проведения воды. Эти сосуды могут достигать 3 м в длину. Как в трахеидах, так и в сосудах цитоплазма в конце концов отмирает и остаются пустые трубки, которые продолжают функционировать. Утолщение клеточных стенок, сопровождающееся отложением лигнина (вещества, обусловливающего твердость и деревянистость стволов и корней), позволяет ксилеме выполнять не только проводящие, но и опорные функции.
Аналогичное слияние клеток, примыкающих друг к другу концами, приводит к образованию ситовидных трубок флоэмы. Концевые стенки не исчезают, а сохраняются в виде пластинок с отверстиями - ситовидных пластинок. В отличие от трахеид и сосудов древесины ситовидные трубки остаются живыми и содержат большое количество цитоплазмы, но утрачивают ядра. К ситовидным трубкам примыкают «клетки-спутники», имеющие ядра; возможно, что они служат для регулирования функции ситовидных трубок. Круговое движение цитоплазмы существенно ускоряет проведение растворенных питательных веществ по этим трубкам. Ситовидные трубки встречаются в мягкой коре деревянистых стеблей, лежащей кнаружи от камбия.
Ткани животных
Биологи несколько расходятся во мнениях по вопросу о том, как следует классифицировать различные типы тканей и сколько вообще существует таких типов. Мы будем различать шесть типов животных тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную, кровь, нервную и репродуктивную.
Эпителиальная ткань. Эта ткань состоит из клеток, которые образуют наружные покровы тела или выстилают его внутренние полости. Эпителиальная ткань может выполнять функции защиты, всасывания, секреции и восприятия раздражений (или одновременно несколько из этих функций). Эпителий защищает нижележащие клетки от механического повреждения, от вредных химических веществ и бактерий и от высыхания. Через клетки кишечного эпителия происходит всасывание пищи и воды. Другие эпителиальные ткани служат для выделения самых разнообразных веществ; некоторые из этих веществ представляют собой ненужные продукты обмена, а другие используются организмом. Наконец, поскольку тело сплошь покрыто эпителием, очевидно, что любое раздражение, чтобы быть воспринятым, должно пройти через эпителий. К эпителиальным тканям относятся, например, наружный слой кожи и ткани, выстилающие пищеварительный тракт, трахею, почечные канальцы. Эпителиальные ткани делятся на шесть подгрупп в зависимости от формы и функции их клеток.
Плоский эпителий состоит из уплощенных клеток, имеющих форму многоугольников. Он образует поверхностный слой кожи и выстилку ротовой полости, пищевода и влагалища. У человека и высших животных плоский эпителий обычно состоит из нескольких слоев плоских клеток, накладывающихся друг на друга; такая ткань называется многослойным плоским эпителием.
Кубический эпителий состоит из кубовидных клеток. Он выстилает почечные канальцы.
Клетки цилиндрического эпителия имеют продолговатую форму и напоминают столбики или колонны; ядро обычно расположено ближе к основанию клетки. Цилиндрическим эпителием выстланы желудок и кишечник.
Ресничный эпителий. Цилиндрические клетки могут иметь на своей свободной поверхности мельчайшие протоплазматические отростки, называемые ресничками, ритмическое биение которых продвигает находящийся у поверхности клеток материал в одном направлении. Большая часть дыхательных путей выстлана цилиндрическим ресничным эпителием, реснички которого служат для удаления частиц пыли и другого постороннего материала.
Чувствительный (сенсорный) эпителий содержит клетки, специализированные для восприятия раздражений. Примером может служить выстилка носовой полости - обонятельный эпителий, с помощью которого воспринимаются запахи.
Клетки железистого эпителия специализированы для секреции различных веществ, например молока, ушной серы или пота. Они имеют цилиндрическую или кубическую форму.
Соединительные ткани. Этот тип ткани, к которому относятся костная ткань, хрящ, сухожилия, связки и волокнистая соединительная ткань, поддерживает и соединяет между собой все остальные клетки тела. Для всех этих тканей характерно наличие большого количества неживого материала, который выделяют их клетки. Это так называемое основное вещество. Природа и функция соединительной ткани того или иного типа в значительной степени зависит от характера этого межклеточного основного вещества. Таким образом, клетки выполняют свои функции косвенным путем, выделяя основное вещество, которое и служит собственно связующим и опорным материалом.
В волокнистой соединительной ткани основное вещество представляет собой густую, беспорядочно и плотно переплетенную сеть волокон, которые окружают соединительнотканные клетки и состоят из материала, выделяемого этими клетками. Такая ткань встречается в организме повсюду: она связывает кожу с мышцами, удерживает в надлежащем положении железы и соединяет многие другие образования. Специализированными видами волокнистой соединительной ткани являются сухожилия и связки. Сухожилия - не эластичные, но гибкие тяжи, прикрепляющие мышцы к костям. Связки обладают некоторой упругостью и соединяют между собой кости. Особенно густое сплетение соединительнотканных волокон находится под самой кожей (именно этот слой после химической обработки - дубления - превращается в выделанную кожу).
Волокна соединительной ткани содержат белок, который называется коллагеном. При обработке этих волокон горячей водой коллаген превращается в растворимый белок - желатину. Коллаген и желатина имеют почти одинаковый аминокислотный состав. Макромолекулы коллагена, образующие волокна, представляют собой спиральные структуры из трех пептидных цепей, соединенных между собой водородными связями. Поскольку в организме человека очень много соединительной ткани, коллаген составляет в нем около трети всех белков.
Опорный скелет позвоночных состоит из хряща или кости. У зародышей всех позвоночных скелет образован из хряща, но у всех взрослых форм, за исключением акул и скатов, хрящевой скелет в основном замещается костным. У человека хрящи можно прощупать в ушной раковине и в кончике носа. Хрящ тверд, но обладает упругостью. Хрящевые клетки выделяют вокруг себя плотное, упругое основное вещество, образующее сплошной однородный межклеточный материал, среди которого в небольших полостях поодиночке или группами (по 2 или по 4) лежат сами клетки. Эти заключенные в основное вещество клетки остаются живыми; некоторые из них выделяют волокна, которые включаются в основное вещество и укрепляют его.
Костные клетки также остаются живыми и выделяют основное вещество кости в течение всей жизни человека. Основное вещество кости содержит соли кальция (в виде гидроксилапатита) и белки, главным образом коллаген. Соли кальция обеспечивают кости твердость, а коллаген препятствует ломкости; таким образом кость приобретает прочность, позволяющую ей выполнять опорные функции. На вид кость кажется сплошной, но в действительности это не так. У большинства костей в середине имеется обширная костномозговая полость, в которой может находиться желтый костный мозг, состоящий главным образом из жира, или красный костный мозг - ткань, образующая эритроциты и некоторые виды лейкоцитов.
В основном веществе кости имеются каналы (гаверсовы каналы), по которым проходят кровеносные сосуды и нервы, снабжающие костные клетки кровью и регулирующие их деятельность. Основное вещество отлагается в виде концентрических колец (костных пластинок), образующих стенки каналов, а клетки оказываются замурованными в полостях, имеющихся в основном веществе. Костные клетки связаны между собой и с гаверсовыми каналами своими протоплазматическими отростками, лежащими в тончайших канальцах в основном веществе. Через эти канальцы костные клетки получают кислород и различные необходимые им вещества и освобождаются от продуктов обмена. В костной ткани есть также клетки, разрушающие эту ткань, так что кости постепенно изменяют свою форму под влиянием испытываемых ими нагрузок и напряжений.
Мышечная ткань. Движения большинства животных обусловлены сокращением вытянутых, цилиндрических или веретенообразных клеток, каждая из которых содержит большое число тонких продольных, параллельно расположенных сократимых волокон, называемых миофибриллами . Сокращаясь, т. е. укорачиваясь и утолщаясь, мышечные клетки производят механическую работу; они могут только тянуть, но не толкать. В организме человека есть мышечная ткань трех типов: поперечнополосатые мышцы, гладкие мышцы и сердечная мышца. Сердечная мышца образует стенку сердца, гладкие мышцы находятся в стенках пищеварительного тракта и некоторых других внутренних органов, а поперечнополосатые мышцы образуют большие массы мышечной ткани, прикрепленной к костям. Волокна поперечнополосатых и сердечной мышц обладают характерной особенностью: в отличие от всех остальных клеток, имеющих только по одному ядру, каждое их волокно содержит по многу ядер. Кроме того, в поперечнополосатых волокнах ядра занимают необычное положение: они лежат на периферии, под самой клеточной мембраной; по-видимому, это имеет значение для увеличения силы сокращения. Эти волокна достигают необычайной для клеток длины - до 2 и даже 3 см. Некоторые исследователи полагают, что мышечные волокна тянутся от одного конца мышцы до другого.
Под микроскопом в волокнах поперечнополосатых и сердечной мышц можно видеть чередование светлых и темных поперечных полос, поэтому их и называют поперечнополосатыми. Эти полосы, очевидно, имеют отношение к механизму сокращения, так как при сокращении их относительная ширина изменяется: темные полосы практически не изменяются, а светлые становятся уже. Поперечнополосатые мышцы иногда называют произвольной мускулатурой, так как их движением мы можем управлять. Сердечная и гладкая мускулатура называется непроизвольной, так как человек не может управлять их функцией.
Кровь. Кровь состоит из эритроцитов и лейкоцитов (красные и белые кровяные тельца) и жидкой неклеточной части - плазмы. Многие биологи относят кровь к соединительной ткани, так как обе эти ткани образуются из сходных клеток.
Эритроциты позвоночных животных содержат гемоглобин - пигмент, способный легко присоединять и отдавать кислород. Соединяясь с кислородом, гемоглобин образует комплекс оксигемоглобин, который может легко освобождать кислород, доставляя его таким образом всем клеткам тела. Эритроциты млекопитающих имеют форму уплощенных двояковогнутых дисков и не содержат ядра; у других позвоночных эритроциты больше похожи на клетки; они имеют овальную форму и содержат ядро.
Существует пять типов лейкоцитов - лимфоциты, моноциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Лейкоциты не содержат гемоглобина, они очень подвижны и могут легко захватывать бактерий. Они способны выходить сквозь стенки кровеносных сосудов в ткани, уничтожая находящиеся там бактерии. Жидкая часть крови, плазма, переносит разнообразные вещества из одних частей тела в другие. Одни вещества переносятся в растворенном состоянии, другие могут быть связаны каким-либо из белков плазмы. У некоторых беспозвоночных пигмент, переносящий кислород, находится не внутри клеток, а растворен в плазме, окрашивая ее в красноватый или голубоватый цвет. Кровяные пластинки (тромбоциты) представляют собой фрагменты особых крупных клеток находящихся в костном мозге; они участвуют в процессе свертывания крови.
Нервная ткань. Нервная ткань состоит из клеток, специализированных для проведения электрохимических импульсов и называемых нейронами. Каждый нейрон имеет тело - расширенную часть, содержащую ядро, - и два или большее число тонких нитевидных отростков, отходящих от тела клетки. Отростки состоят из цитоплазмы и покрыты клеточной мембраной; толщина их варьирует в пределах от нескольких микрометров до 30-40 мкм, а длина - от 1 или 2 мм до метра и более. Нервные волокна, идущие от спинного мозга к руке или ноге, могут достигать 1 м в длину. Нейроны связаны между собой в цепи для передачи в организме импульсов на большие расстояния.
В зависимости от направления, в котором отростки в нормальных условиях проводят нервный импульс, они делятся на два типа: аксоны и дендриты. Аксоны проводят импульсы от тела клетки к периферии, а дендриты - по направлению к телу клетки. Соединение между аксоном одного нейрона и дендритом следующего называется синапсом. В синапсе аксон и дендрит фактически не соприкасаются, между ними остается небольшой промежуток. Импульс может проходить через синапс только с аксона на дендрит, так что синапс служит как бы клапаном, препятствующим проведению импульсов в обратном направлении. Нейроны имеют весьма различные размеры и форму, но все они построены по одному основному плану.
Репродуктивная ткань. Эта ткань состоит из клеток, служащих для размножения, а именно из яйцеклеток у особей женского пола и сперматозоидов, или спермиев, у особей мужского пола. Яйцеклетки обычно имеют шаровидную или овальную форму и неподвижны. У большинства животных, за исключением высших млекопитающих, цитоплазма яйца содержит большое количество желтка, который служит для питания развивающегося организма с момента оплодотворения и до тех пор, пока он не становится способным добывать пищу каким-нибудь другим способом. Сперматозоиды гораздо мельче яйцеклеток; они утратили большую часть цитоплазмы и приобрели хвост, при помощи которого они двигаются. Типичный сперматозоид состоит из головки (в которой находится ядро), шейки и хвоста. Форма сперматозоидов у разных животных различна. Поскольку яйцеклетки и сперматозоиды развиваются из ткани яичников и семенников, имеющей эктодермальное происхождение, некоторые биологи относят их к эпителиальным тканям.
