Образование и созревание сперматозоидов, мужских половых клеток, происходит в мужской половой железе – семеннике, в многочисленных канальцах. Процессы эти начинаются с периода полового созревания и продолжаются до глубокой старости.

Рис. 15. Сперматозоид человека.

А – вид спереди, Б – вид сбоку; 1 – головка, 2 – шейка, 3 – промежуточный отдел, 4 – хвостик

Половым клеткам отводится особая роль – это сохранение вида. Поэтому и отношение природы к ним иное: строение не такое, как у всех клеток, питание особое, особый механизм размножения и передвижения. В целом – элита!

Сперматозоид имеет головку, шейку, промежуточный отдел и хвостик.

Ядро со всем наследственным отцовским материалом, упакованным очень компактно, находится в головке. В головке сперматозоида очень мало цитоплазмы. На переднем конце головки располагается акросома. Акросома сперматозоида – это острая шпага. С помощью ферментов, которые содержатся в ней в большом количестве, сперматозоид проходит этапы узнавания, преодолевает защитные барьеры шейки матки и яйцеклетки и полноценно участвует в оплодотворении.

За головкой располагается небольшая шейка, а далее идет промежуточный отдел, содержащий митохондрии. Эти клеточные структуры обеспечивают клетки энергией. Сперматозоиду приходится передвигаться, да с какой конкурентной скоростью! Вот где используется белковая, мясная пища! Хорошо, что мужчины не страдают диетоманией. Организм хорошо ориентирован на состав продуктов, чтобы производить полноценные видовые клетки в миллионных количествах.

Созревшие сперматозоиды поступают в семявыводящие протоки, смешиваются с их секретом, секретом предстательной железы и секретом еще нескольких слизистых желез.

В семявыводящих протоках сперматозоиды живут тихо. Бурную активность и скорость передвижения они приобретают лишь после того, как попадают в половые пути женщины. Передвигается сперматозоид за счет биений хвоста, или жгутика. Скорость движения 2–3 миллиметра в минуту и за 2–3 часа они проходят расстояние 25–30 см. Эта величина превышает их собственные размеры приблизительно в 80 000 раз!

Способны к оплодотворению они в течение 3–4 суток, иногда до 6 после семяизвержения, сохраняясь в половых путях женщины. Дождавшись овуляции, сперматозоиды оплодотворяют яйцеклетку. К оплодотворению яйцеклетка способна только в течение суток (12–24 часа). После указанного времени яйцеклетка начинает стареть, оболочка ее утолщается, и попытка сперматозоидов проникнуть внутрь яйцеклетки успеха не имеет. Со временем сперматозоиды стареют и погибают.

Собственно сперматогенез (от стволовой клетки до сформировавшегося сперматозоида, поступившего в семявыводящие протоки) длится 72 дня. Поэтому важно помнить, что при планировании беременности необходимо выждать не менее 2,5 месяца после употребления сильнодействующих лекарственных препаратов (антибиотики, гормоны).

У мужчин гаметы постоянно находятся в разных стадиях развития, и способность к полноценному семяизвержению и оплодотворению возможна чаще, чем через 2,5 месяца.

Женская половая клетка – яйцеклетка – образуется в женской половой железе – яичнике. Молодые яйцеклетки расположены в ткани яичника. Очень рано их начинают окружать фолликулярные, или вспомогательные клетки. Яйцеклетку вместе с фолликулярными клетками называют фолликулом (от лат. folliculus – мешочек). По мере созревания яйцеклетки фолликул увеличивается, внутри его образуется полость, заполненная жидкостью.

Фолликул с практически зрелой яйцеклеткой часто называют граафовым пузырьком – в честь голландского анатома XVII века Р. де Граафа, впервые описавшего это образование. В результате разрыва граафова пузырька происходит овуляция. Выход яйцеклетки при 28-дневном усредненном менструальном цикле происходит где-то на 10 – 14-й день. Яйцеклетка попадает в брюшную полость, а фолликул остается в яичнике и превращается во внутреннюю железу, желтое тело, называемое так за желтый пигмент, который накапливается в клетках.

Желтое тело продуцирует гормон второй фазы менструального цикла – прогестерон. Вышедшая из яичника яйцеклетка покрыта специальной блестящей оболочкой.

Блестящая оболочка играет очень важную роль в процессе оплодотворения. Ее функция – распознать «свой» – «чужой» сперматозоид и сохранить чистоту вида. Кроме того, пропустив один сперматозоид в покои яйцеклетки, блестящая оболочка препятствует проникновению других конкурентов на оплодотворение…

Этим исключается возникновение плодов с дополнительным набором хромосом, которые ведут к уродству и патологическим комбинациям, несовместимыми с жизнью.

Рис. 16. Яйцеклетка вскоре после овуляции.

1 – блестящая оболочка, 2 – лучистый венец, образованный фолликулярными клетками

После оплодотворения блестящая оболочка, как строгая воспитательница, упорядочивает дробление клеток раннего зародыша – бластомеров.

Только что овулировавшая яйцеклетка окружена фолликулярными клетками и желатинообразной массой (лучистым венцом), вышедшими вместе с ней из граафова пузырька. Это тоже природное приспособление, обеспечивающее целесообразность: бахромкам воронки маточной трубы удобнее захватить большой конгломерат клеток, чем одну яйцеклетку.

Яйцеклетка полностью освобождается от «сопровождения» (фолликулярных клеток и желатинообразной субстанции) только в маточной трубе под воздействием фермента гиалуронидазы, выделяемого сперматозоидами.

Явление очень трогательное и волнующее – зарождение новой жизни! Ученых этот вопрос интересовал всегда. Первым, кому удалось описать сам процесс оплодотворения, был швейцарский ученый Г. Фоль, живший в последней четверти XIX века. Объектами его исследования были морские звезды, у которых оплодотворение идет в наружной среде. Открытие Г. Фоля побудило других ученых заняться изучением механизма оплодотворения, в том числе и у человека.

Как же происходит оплодотворение у человека?

Сперма мужчины (клетки и жидкие компоненты) имеет слабощелочную реакцию, поскольку сперматозоиды способны двигаться только в такой среде. В верхней же трети влагалища, куда попадают сперматозоиды во время полового акта, имеется слабокислая среда. Однако семенная жидкость, в состав которой входят секреты нескольких желез, изменяют кислотность среды женщины до нужной величины. Поток сперматозоидов (а за один раз их выбрасывается до 200–300 миллионов) устремляется к шейке матки.