Половые клетки

Половые клетки самцов

Половые клетки по своим морфологическим особенностям весьма схожи с соматическими, но отличаются от них низким уровнем метаболических процессов и гаплоидным набором хромосом, в связи с чем утрачиваются их способность к делению. Они образуются в гонадах: мужские половые клетки - спермии - в семенниках, а женские - яйцеклетки - в яичниках.

Спермии (сперматозооны, сперматозоиды) - подвижные клетки, скорость движения которых, с учетом их размеров, достаточно высока - до 30-50 мкм/сек. Направленность их движения обусловлена двумя факторами - хемотаксисом (движение к химическому раздражителю) и реотаксисом (движение против тока жидкости). Обеспечение движения осуществляется за счет специального аппарата спермия - жгутика.

Строение. Спермий имеет головку и хвост (жгутик). В головке располагается ядро с гаплоидным набором хромосом, в числе которых одна половая (X или Y), остальные - аутосомы. В состав хромосом входят нуклеопротамины и основные белки - гистоны. Вокруг ядра сосредоточен узкий обод из цитоплазмы, в которой находятся небольшое количество рибосом, аппарат Гольджи и протеолитические ферменты. Часть цитоплазмы смещена в промежуточную часть хвостового отдела, где содержатся большая спиралевидная митохондрия и клеточный центр, состоящий из двух центриолей (проксимальной и дистальной), удаленных друг от друга на некоторое расстояние.

Головка и хвост покрыты плазмолемой, характерной особенностью которой является наличие в переднем ее отделе специальных рецепторов - гликозилтрансфераз, обеспечивающих узнавание рецепторов, содержащихся в оболочке яйцеклетки.

В переднем отделе головки под плазмолемой в плоском мешочке - чехлике располагается акросома (греч. acron - верхушка). В ней содержатся гистолитические ферменты - спермолизины: протеазы (трипсин), гиалуронидаза и др., которые в процессе оплодотворения растворяют оболочки яйцеклетки. И чехлик, и акросома - производные комплекса Гольджи.

Хвост состоит из промежуточной, головной и терминальной частей, в которых находятся сократительные филаменты. Между головкой и хвостом спермия имеется суженная часть - шейка (связывающий отдел). В ней сосредоточена проксимальная центриоль, от которой начинается осевая нить - аксонема, продолжающаяся далее в промежуточном и головном отделах хвоста. Дистальная центриоль располагается на границе между головным и терминальным отделами.

Аксонема промежуточной части состоит из 9 пар периферических микротрубочек и двух центральных (9×2+2), окруженных митохондрией, которая расположена спирально. При этом в каждой паре одна из микротрубочек состоит из 13 прямых микрофиламентов, а другая - из 11 S-образно изогнутых микрофиламентов, представленных сократительным белком тубулином. Каждая из микротрубочек имеет по два выступа ("ручки"), образованные другим белком динеином, обладающим АТФазной активностью, вследствие чего происходит преобразование химической энергии АТФ митохондрий в механическую, что обеспечивает сокращение тубулина и, таким образом, подвижность хвостового отдела спермия. При генетически обусловленном отсутствии динеина наблюдается врожденная стерильность.

В головной части хвоста микротрубочки аксонемы окружены циркулярно расположенными фибриллами и тонким слоем цитоплазмы. В терминальной же части содержатся лишь единичные сократительные филаменты.

Половые клетки самцов разных видов животных отличаются длиной хвоста, размерами и формой головки, формой чехлика и акросомы.