Что такое овогенез и сперматогенез: сравниваем отличия. Половые клетки. Сперматогенез и овогенез Признаки характерные для сперматогенеза человека

Мужские половые клетки - сперматозоиды - являются подвижными клетками длиной около 70 мкм. У сперматозоида различают утолщенную, округлую головку и тонкий длинный хвост. Головка содержит ядро, впереди которого расположена структура, получившая название акросома. Акросома имеет набор ферментов, которые способны растворять оболочку яйцеклетки при оплодотворении. Хвост сперматозоида содержит сократительные элементы (пучки фибрилл), обеспечивающие движение сперматозоида. При прохождении по семявыносящим путям мужчины к сперматозоидам добавляются жидкие секреты половых желез - семенных пузырьков, предстательной и бульбоуретральных желез. В результате образуется жидкая среда - сперма, в которой нахо
дятся сперматозоиды. Продолжительность жизни и оплодотворяющая способность сперматозоидов человека составляет от нескольких часов до двух суток.
Женские половые клетки - яйцеклетки - имеют округлую форму и большие размеры (до 150 мкм в диаметре). Каждая яйцеклетка содержит ядро и большое количество цитоплазмы, в которой помимо клеточных органелл имеются белково-липидные включения (желток), гликоген, необходимые для питания яйцеклетки. У человека в связи с тем, что зародыш развивается внутриутробно и питается за счет организма матери, отпала необходимость в создании больших запасов желтка в яйцеклетке. Поэтому в цитоплазме яйцеклетки женщины содержится очень малое количество желточных и углеводных включений. Свой запас питательных веществ яйцеклетка обычно расходует в течение 12-24 ч после овуляции. Если оплодотворение не наступило, яйцеклетка через это время погибает.
Яйцеклетка человека имеет две покрывающие ее оболочки. Кнутри находится цитолемма, которая является цитоплазматической мембраной яйцеклетки. Снаружи от цитолеммы располагается слой так называемых фолликулярных клеток, защищающих яйцеклетку и обладающих гормонообразующей функцией.
Фолликулярные клетки образуют и выделяют женские половые гормоны - эстрогены.
Развитие половых клеток происходит в половых железах. Сперматозоиды образуются в яичках мужчины, яйцеклетки - в яичниках женщины. Цикл развития сперматозоидов называется сперматогенезом. Цикл развития яйцеклетки - овогенезом (от лат. sperma - семя, ovum - яйцо, genesis - развитие).
Развитие половых клеток заканчивается готовностью их к оплодотворению (слиянию) и дальнейшему образованию зародыша. Подготовленность мужской и женской половых клеток к оплодотворению заключается не только в приобретении специфических особенностей строения. В процессе сперматогенеза и овогенеза происходят сложные преобразования предшественников и молодых половых клеток. В результате своеобразного клеточного деления - мейоза - в сперматозоидах и яйцеклетке наблюдается уменьшение (редукция) количества хромосом от двойного (диплоидного) до гаплоидного (одинарного) их набора. Вместо обычного для всех других клеток человека диплоидного набора в виде 46 хромосом в каждой клетке (сперматозоидах, яйцеклетке) имеется по одинарному набору - по 23 хромосомы.
Сперматогенез. Сперматозоиды образуются у человека в течение всего активного периода жизни мужчины. Продолжительность развития и формирования зрелых сперматозоидов из их предше
ственников - сперматогониев составляет около 70-75 сут. Этот процесс происходит в стенках извитых семенных канальцев яичка. Вначале сперматогонии, общее число которых в одном яичке достигает 1 млрд, интенсивно размножаются, делятся митотическим путем. При этом увеличивается количество новых клеток - сперматогоний. В дальнейшем часть сперматогоний сохраняет способность к делению и поддерживает популяцию. Другие сперматогонии еще дважды делятся в форме мейоза. В результате из каждой такой сперматогонии, имеющей диплоидный - двойной набор (.п = 46) хромосом, образуется 4 сперматиды. Каждая из этих спер- матид получила гаплоидный (одинарный) набор хромосом (п = 23). Сперматиды постепенно превращаются в сперматозоиды. Этот сложный процесс характеризуется перестройкой структур в спермати- дах, которые удлиняются и у которых формируются утолщенная головка и тонкий длинный хвостик. У верхушки головки сперматозоида образуется уплотненное тельце - акросома, содержащая ферменты, которые при встрече с женской половой клеткой (яйцеклеткой) разрушают ее оболочку. Это важно для проникновения сперматозоида внутрь яйцеклетки. При недоразвитии или отсутствии акросомы сперматозоид не способен проникнуть в яйцеклетку и оплодотворить ее.
Сформировавшиеся сперматозоиды выходят в просвет семенных канальцев яичка. Вместе с жидкостью, выделяемой стенками канальцев, сперматозоиды постепенно продвигаются в сторону придатка яичка, который служит также резервуаром для сперматозоидов. Количество образующихся сперматозоидов огромно. В 1 мл спермы содержится до 100 млн сперматозоидов. Это подвижные клетки, скорость их продвижения по канальцам яичка составляет около 3,5 мм в минуту. В женских половых путях сперматозоиды сохраняют жизнеспособность в течение 1-2 сут. Они движутся в сторону яйцеклетки, что обусловлено хемотаксисом.
Овогенез. Яйцеклетки, в отличие от мужских половых клеток, размножаются, увеличиваются в количестве у зародышей, плодов женского пола, т. е. когда плод находится еще в утробе матери. При этом образуются так называемые примордиальные фолликулы, располагающиеся в глубоких слоях коркового вещества яичника. Каждый такой примордиальный фолликул содержит женскую половую клетку - овогонию, окруженную одним слоем фолликулярных клеток. Овогонии многократно митотически делятся, превращаясь в овоциты первого порядка (первичные овоци- ты), которые сохраняются в яичнике девочки вплоть до ее полового созревания. К началу полового созревания в яичниках имеется около 300 тыс. первичных овоцитов. Первичные овоциты, диаметром около 30 мкм каждый, вместе с окружающими его двумя

слоями клеток фолликулярного эпителия образуют первичные фолликулы.
У девушек в период полового созревания и у половозрелых женщин большинство первичных овоцитов погибает. В течение жизни женщины созревают только 400-500 яйцеклеток.
В процессе созревания первичный овоцит проходит стадии мей- оза. В результате мейотического деления образуются вторичный овоцит, имеющий уже одинарный (гаплоидный) набор хромосом (/7 = 23), и маленькое, так называемое полярное тельце с таким же (и = 23) набором хромосом. При этом первичные фолликулы превращаются во вторичные фолликулы. Внутри таких фолликулов накапливается жидкость, а вокруг каждого вторичного овоцита образуются две оболочки - цитолемма и слой фолликулярных клеток. Таким образом, вторичный фолликул превращается в пузырчатый (третичный) фолликул, заполненный фолликулярной жидкостью.
Диаметр зрелого пузырчатого фолликула достигает 1 см. У половозрелой женщины одновременно созревает 1 или, реже, 2 фолликула. Остальные растущие в это время фолликулы подвергаются обратному развитию - атрезии. На месте гибели таких недозревших и погибших фолликулов остаются структуры, получившие название атретических тел.

Сперматогенез, как и овогенез – представляет собой поэтапное создание гамет у представителей разных полов. Первый процесс означает созревание сперматозоидов, второй – яйцеклеток.

Качество половых клеток влияет на способность репродукции. Если по какой-либо причине сперматогенез нарушен, беременность не случится. Ниже можно узнать, как развиваются оба процесса, в чем сходство, различия, какие факторы влияют на их нарушение.

Общая информация об овогенезе и сперматогенезе

Важнейшая из функций всех существ планеты – размножение, продолжение своего рода. В ходе самовоспроизведения рожденный организм наследует генетический материал от родителей поровну, из которого половину отдаст потомкам, те – следующим поколениями и именно благодаря этой функции продолжается человеческий род, а начинается все со сливания половых клеток, вырабатываемых женским, мужском организмом.

Чтобы состоялось слияние, нужны 2 процесса, которые биологи называют сперматогенезом, овогенезом. Рассматривая оба процесса, нужно отметить объединяющие их сходства. Стадии представлены ниже:

• размножение. На этой стадии гаметы начинают делиться митозом. Важно запомнить, что сперматозоиды вырабатываются у мужчины всю жизнь с пубертатного возрастного отрезка, у женщин – на эмбриональном этапе;
• рост. Гаметы во время данного периода развития увеличиваются, превращаясь в сперматоциты, ооциты 1 порядка. Ооциты крупнее, поскольку аккумулируют много полезных веществ, нужных эмбриону;
• созревание. На этом этапе выявляются сперматоциты, ооциты 2 порядка, далее – они дозревают до зрелых яйцеклеток.

Отличия и сходство процессов

Сравнительные характеристики каждого из процессов указывают на массу сходств и наличие различий, особенностей каждого.

1. Гаметогенез проходит поэтапно, включая размножение, увеличение размеров, созревание половых гамет. Для сперматогенеза отличительной считают стадию формирования – дополнительный этап, во время которого спермии получают свойственную им форму, аппарат движения.
2. Различие в кол-ве клеток – из сперматоцита 1 порядка получается по итогам 4 клетки, из ооцита того же порядка – только одна.
3. Образование яйцеклеток происходит циклически через каждые 21-35 дней. Как только она гибнет (наступает менструация), изменения гормонального баланса создают условия (толчок) для выработки, дозревания иной. Причем, выпуск спермиев продлевается в течение всей жизни.
4. Число половых клеток разнится – за день мужская репродуктивная система у мужчин дает до 30 млн спермиев, у женщин – до 500 яйцеклеток за всю жизнь.
5. Сперматогенез подвержен внешним факторам, что обусловлено анатомическим расположением семенников.

Особенности процессов

Если говорить о главных характеристиках сперматогенеза, овогенеза, нужно акцентировать внимание на число полученных гамет. Созревание клеток у мужчин нацелено на многократно повторяющееся деление, результатом коего станет значимое кол-во спермиев. У женщин процесс созревания дает только 1 гамету.

Особенностями являются задачи гамет. Яйцеклетка растет, накапливает питательные вещества, которые понадобятся эмбриону в случае успешного оплодотворения. Главная задача спермиев – сохранить подвижность, чтобы преодолеть сложный путь по женскому организму до яйцеклетки, с целью оплодотворить ее.

Размеры гамет у мужчин, женщин отличаются, что обусловлено также сроком существования клеток. Жизненный цикл женской гаметы дольше, чем сперматозоида.

На фоне благоприятных условий срок жизни мужского семени – всего сутки, а вот яйцеклетка сохраняется на протяжении развития плода, до рождения.

Характеристики овогенеза и сперматогенеза

Приводя сравнительные характеристики обоих процессов, рассматривают оценочно сперматогенез, овогенез по:

• локализации образования: в семенниках, в яичниках (соответственно полу);
• гаметам: сперматозоиды, яйцеклетки;
• размеру клеток: 50-54 мк,120-138 мк;
• активности: подвижные, неподвижные;
• внешнему виду: ложкообразные с хвостиком, овальные;
• скоплению питательной жидкости: не аккумулируют, накапливают;
• типу деления: в ходе митоза получаются спермациты, ооциты;
• фазе роста: для обоих процессов характер рост половых клеток;
• этапу созревания: в ходе мейоза преобразуются сперматиды, овоциты;
• количеству фаз: 4 и 3 соответственно.

Учитывая сравнительные характеристики, отличий меж 2 процессов продуцирования гамет организмами обоих полов больше, чем схожих признаков. Такая ситуация объяснена разницей задач, которые ставятся перед спермиями, женскими гаметами в дальнейшем.

Существенной особенной чертой овогенеза, в отличие от сперматогенеза, является то, что кол-во погибающих сперматозоидов компенсируется каждые сутки вновь созданными, а вот у женщин овариальный цикл имеет ограничения.

Уже к 40 годам имеющийся запас овогоний истощается, поэтому наступает начало климакса, бесплодие. Точный срок у каждой из женщин разнится, находится в зависимости от внешних, внутренних условий.

Стадии распределения ДНК

Во время стадии, когда делятся половые клетки, подробно заметно разделение хромосом. На этапе деления в ядрах клеток удваиваются молекулы ДНК, затем перераспределяются хромосомы. Такое перераспределение рассматривают поэтапно.

Существуют 4 стадии:

1. Латентная. Удается заметить ядро и скрученные нити хромосом. При этом хромосомы отца и матери отдалены.
2. Зиготенная. Хромосомы родителей соприкасаются, обмениваются генами.
3. Пахитенная. Связи у хромосом полов укрепляются, скручиваются друг с другом.
4. Диплотенная. На этой стадии наличествующие хромосомы удваиваются, происходит их деление на 2 пары.

Подытоживая сказанное о сперматогенезе и овогенезе, можно отметить, что два важнейших процесса сводятся к продуцированию половых клеток. Можно найти много общего в процессах, но есть и различия, что обусловлено анатомией, функциями женского, мужского организма.

Сравнивая оба процесса, делаем вывод, что цель общая – подготовить семя разнополых организмов к репродукции, успешному зачатию потомства, продолжению собственного рода. Учитывая, что задачи у мужского и женского семени разнятся, то их развитие несколько отличается.

Гаметогенез влияет не только на успешное зачатие, но и здоровье будущих поколений. Многие неблагоприятные факторы способны негативно сказаться на гаметах женщин, мужчин, и это чревато бесплодием либо зачатием плода с врожденными аномалиями.

Так важно следить за здоровьем, планировать беременность, проходить профилактические осмотры и соблюдать рекомендации врачей.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»

Медицинский институт

Кафедра клинической морфологии и судебной медицины с курсом онкологии.

Курсовая работа по дисциплине

«Гистология, цитология, эмбриология».

«Сперматогенез и оогенез. Сходства и различия»

Выполнила: ст. гр. 12лл6 ИзъявлеваО.В.

Проверила: ассистент Юняшина Ю.В.

Введение

Сперматогенез

Сравнение сперматогенеза и оогенез

Заключение

Список литературы

Введение

Размножение или репродукция, присущая всем живым существам функция воспроизведения себе подобных. В отличие от всех других жизненно важных функций организма, размножение направлено не на поддержание жизни отдельной особи, а на сохранение ее генов в потомстве и продолжение рода - тем самым на сохранение генофонда популяции, вида, семейства и т.д. В ходе эволюции у разных групп организмов сформировались - во многих случаях независимо - разные пути и стратегии размножения, и тот факт, что эти группы выжили и существуют, доказывает эффективность разных способов осуществления данного процесса.

При половом способе размножения потомство, как правило, имеет двух родителей. Каждый из родителей производит половые клетки. Половые клетки, или гаметы, обладают половинным или гаплоидным набором хромосом и возникают в результате мейоза. Таким образом, гамета (от греч. gamete - жена, gametes - муж) - зрелая репродуктивная клетка, содержащая гаплоидный наборхромосом и способная при слиянии с аналогичной клеткой противоположного пола образовать зиготу, при этом число хромосом становится диплоидным. В диплоидном наборе каждая хромосома имеет себе парную (гомологичную) хромосому. Одна из гомологичных хромосом происходит от отца, другая - от матери. Женская гамета называется яйцеклеткой, мужская -сперматозоидом. Процесс образования и развития гамет в половых железах носит общее название - гаметогенез. Все остальные клетки, не принимающие непосредственного участия в образовании гамет, получили название соматических клеток. Гаметогенез - широкий термин, который обозначает поэтапное "сотворение" высокоспециализированных клеток, способных дать начало новому организму.

Первичные половые клетки - гоноциты являются потомками эмбриональных тотипотентных клеток, присутствующих в бластодерме зародыша в период формирования первичной полоски. Появляются раньше половой железы и существуют независимо от неё. Затем они попадают в заднюю внезародышевую энтодерму, мигрируя в стенку кишки и в окружающую её мезенхиму, а затем перемещаются в дорсальный мезентерий к закладке гонады. До развития гонады активно перемещаются в организме с токами жидкостей. Оказавшись вблизи половой железы, гоноциты приближаются к ней амёбоидным способом, привлекаемые фактором белковой природы, который выделяют гонада. Проникнув в железу (яичники у самок, семенники у самцов), половые клетки располагаются у самцов в мозговом, а у самок в корковом слое гонады. В дальнейшем половые клетки доих созреваниях находятся в гонадах. Гонады зародыша вначале содержат относительно небольшое число заселивших их первичных половых клеток. Но попав в гонады, половые клетки начинают энергично делиться, и их численность резко увеличивается. Клетки делятся митотически. Митоз обеспечивает передачу двум дочерним клеткам совершенно одинаковых наборов хромосом, содержащих наследственную информацию.

1.Сперматогенез

В мужской половой системе сперматогенез происходит в половых желёзах (гонадах), представленных парным органом - яичками, выполняющими две важные функции: -генеративную (образование мужских половых клеток); - эндокринную (синтез мужских половых гормонов).

Эти функции взаимосвязаны, хотя и обеспечиваются различными структурными компонентами органа.

Сперматогенез включает в себя четыре периода: -размножения; -роста; -созревания; -формирования.

Период размножения. Сперматогенные клетки представлены сперматогониями. Это мелкие округлые диплоидные клетки, располагающиеся на базальной мембране семенных извитых канальцев. Различают два типа сперматогоний: А и В. Тип А представлен светлыми и тёмными слегка уплощёнными клетками со светлым ядром. Тёмные сперматогонии - неделящиеся, покоящиеся клетки, считаются стволовыми; светлые сперматогонии - клетки, делящиеся митозом. Одни из них поддерживают популяцию камбиальных клеток, другие - в ходе последовательных делений становятся сперматогониями типа В. Последние имеют грушевидную форму, большое округлое ядро и центрально расположенное ядрышко. Сперматогонии пополняются за счет деления (полного митоза) стволовых клеток мужской гонады. В определенный момент дочерняя клетка (производная стволовой) делится неполно, оставляя мостик, связывающий дочерние клетки, и вступает на путь сперматогенеза. Синтициальная связь, с одной стороны, обеспечивает синхронность существования клеток клона, с другой (в силу массовости) - гетерогенность и полиморфизм составляющих его клеток и тем самым высокую жизнеспособность. Деления гоний дифференцирующие. В процессе таких митотических делений дочерние клетки не вполне дорастают до исходных и мельчают, и в итоге подготавливают гонии к вступлению в мейоз. Период митотического дифференцирующего сперматогенеза завершается созданием «вторичных» сперматогоний, и подводит клетки клона к мейотическому периоду сперматогенеза.Клетки, закончившие деление и вступившие в период роста и созревания, называются первичными сперматоцитами (сперматоциты первого порядка).

Период роста. В период мейоза совершаются сложные изменения ядер, подготавливающие клетку к переходу в гаплоидное состояние. Сперматоциты первого порядка значительно увеличиваются в объёме и становятся самыми крупными сперматогенными клетками, содержание ДНК в ядрах удваивается (2n4c). Они отделяются от базальной мембраны канальцев и смещаются по направлению к просвету канальца. Сперматоциты первого порядка сразу вступают в профазу первого деления мейоза, продолжительность около 22 суток. В профазе мейоза I сперматоцит растет, и поэтому такие клетки называются еще ауксоцитами, то есть растущими. Таким образом самыми крупными клетками сперматогенеза являются готовящиеся к первому делению созревания сперматоциты I порядка.

Период созревания. У особей мужского пола первое редукционное деление мейоза заканчивается образованием двух сперматоцитов второго порядка, или вторичных сперматоцитов. Это клетки меньших размеров, чем первичные, которые располагаются ближе к просвету канальцев. Второе эквационное деление заканчивается появлением 4 гаплоидных клеток - сперматид.

Период формирования (спермиогенез). В этом периоде происходит преобразование сперматид в зрелые половые клетки - сперматозоиды (спермии). В период формирования происходят лишь структурные изменения клеток, так как хромосомный набор их не меняется, оставаясь гаплоидным. В начале сперматогенеза клетки все ещё связаны друг с другом цитоплазматическими мостиками и продолжают оставаться в составе синцитиального клона. Структурные изменения сперматид заключаются в:

уплотнение хроматина (благодаря замещению гистонов негистоновыми белками), уменьшение ядра, приобретение им грушевидной формы:

образование акросомы - плоского мембранного мешочка, содержащего ряд липических ферментов, необходимых для оплодотворения. Акросома -производное комплекса Гольджи, формирующего начально акросомальные гранулы, которые, сливаясь, образуют пузырек, прилежащий к будущей передней поверхности ядра и постепенно распластывающийся по ней в виде шапочки;

формирование жгутика дистальной центриолью, образующей аксонему хвостика (после перемещения обеих центриолей к заднему полюсу ядра); проксимальная центриоль располагается во вдавлении ядерной оболочки;

образование особых элементов цитоскелета происходит по мере формирования хвостика и включает появление 9 продольно лежащих сегментированных колонн вокруг центриолей (связующий отдел), которые детально связаны с 9 плотными волокнами, расположенными по периферии пар микротрубочек аксонемы (промежуточный отдел). В главном отделе формируется волокнистое влагалище, образованное продольными столбами, соединенными ребрами;

изменение формы и расположения митохондрий, которые из удлиненных и диффузно разбросанных по цитоплазме: сперматиды, становятся спиралевидными и сосредотачиваются вокруг плотных волокон в формирующемся промежуточном отделе, тесно прилегая друг к другу;

удаление избыточной цитоплазмы, содержащей органеллы и липидные включения, из формирующихся спермиев в виде так называемых остаточных телец, которые выделяются в просвет канальца.

Особенностью сперматогенеза является образование функционального синцития, объединяющего клоны сперматогенных клеток, включённых в этот процесс. Межклеточные связи сперматогенных клеток обеспечивают их синхронное развитие, перенос питательных веществ и межклеточный обмен продуктами экспрессии генов.(Рис.1)

Рис.1. Схема процессов сперматогенеза.

Сперматогенез у человека длится 64-74 дня, начинаясь в период полового созревания и продолжаясь в течение всей жизни. После 50 лет его интенсивность значительно снижается. У человека ежедневно вырабатывается около 250 млн. сперматозоидов. Сперматогенез нормально протекает при температуре на 3 градуса ниже температуры тела (температура в мошонке). Он угнетается при повышении температуры (ношении излишне теплой одежды), крипторхизме (неопущении яичка в мошонку) и давлении на него окружающих тканей в полости брюшины и паховом канале.

2.Оогенез

Яйцеклетки - женские гаметы животных, высших растений. Как правило, яйцеклетки - гаплоидные клетки, но могут иметь другую плоидность у полиплоидных организмов. Человеческая яйцеклетка имеет диаметр примерно 150 мкм.

В цитоплазме яйцеклеток (ооплазме) содержатся включения питательных веществ - желток. Яйцеклетки образуются в результате овогенеза. После оплодотворения из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) развивается эмбрион. При партеногенезе эмбрион, а затем новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки.

Человеческая яйцеклетка впервые была описана в 1827 годуБэром. Это усилило интерес к изучению процессов гаметообразования и оплодотворения.

От сперматозоида яйцеклетка отличается:

подавляющей недвижимостью;

соответственно, характерной более или менее шаровидной формой;

наличием разнообразных защитных и оболочек-источников питательных веществ;

отсутствием функциональных органелл или образований, присущих сперматозоиду: хвоста, специализированного митохондриального комплекса, акросомы т.п.;

генетической информацией (половые хромосомы - XX).

особенностями образования и развития, а также временем жизни;

значительно меньшим их количеством в организме (при жизни в женском организме образуется около 400 яйцеклеток, тогда как сперматозоидов в мужском -сотни миллионов).

запасом питательных веществ для развития будущего зародыша, локализованных в цитоплазме;

значительно большими размерами (яйцеклетка человека в 85 000 раз больше сперматозоида).

Процесс развития женских половых клеток называется оогенезом. Гоноциты вселяются в зачаток женской половой гонады, и всё дальнейшее развитие женских половых клеток происходит в ней. Попав в яичник, гоноциты становятся оогониями. В этом процессе отсутствует период формирования.

Процесс оогенеза состоит из трёх периодов: -размножения; -роста; -созревания.

В отличие от сперматогенеза в яичниках происходит размножение, рост и частично созревание, заканчивающееся в яйцеводе. Кроме того, окончание второго деления мейоза происходит только в результате оплодотворения, и поэтому процесс оогенеза не всегда достигает конца.

Период размножения. Образованные из гоноцитов диплоидные клетки на 8-й неделе, оогонии (незрелые половые клетки), многократно делятся митотическидо 3-4 месяца внутриутробного развития, в результате чего в обоих яичниках человека их количество возрастает, достигая нескольких сотен тысяч. С таким запасом половых клеток рождается девочка. Новые половые клетки после рождения не возникают и наблюдается массовая дегенерация половых клеток. После последнего деления в периоде размножения клетка вступает в профазу первого деления созревания, и на этом клеточный цикл надолго задерживается. В профазе I мейоза происходят конъюгация хромосом, образование синаптонемального комплекса, кроссинговер, то есть события, определяющие все дальнейшие процессы мейоза.

Период роста. Оогонии входят в период роста. Они теряют способность к митотическому делению и вступают в профазу I мейоза. В профазе I мейоза происходят конъюгация хромосом, образование синаптонемального комплекса, кроссинговер, то есть события, определяющие все дальнейшие процессы мейоза.

Выделяют две фазы: малый и большой рост. До наступления половой зрелости совершается процесс малого роста, когда происходит, в основном, увеличение размеров ядра и цитоплазмыза счет накопления дейтоплазматических веществ в виде желтка. В период большого роста происходит накопление в цитоплазме питательного материала, который приносится в яичник с кровью материнского организма. В состав так называемых желточных включений входят белки, жиры, жироподобные вещества. На хромосомах первичного ооцита синтезируется большое количество информационной и транспортной РНК, а также вещества особого состава, располагающиеся под плазмолеммой, образующие кортикальный слой. Последовательно наступают стадии пролептотены, лептотены, зиготены, пахитены, диплотены. На зиготенной стадии профазы мейоза начинаются образование синаптонемального комплекса и конъюгация гомологичных хромосом. Синаптонемальный комплекс (СК) - это генетически детерминированная трехчленная белковая структура. На пахитене конъюгация завершается образованием бивалента, чем достигается мнимая редукция числа хромосом. Так возникает первичный ооцит, или ооцит первого порядка, окружённый вначале слоем плоских фолликулярных клеток (примордиальный фолликул). Объемы ядра и цитоплазмы увеличиваются пропорционально и незначительно. При этом ядерно-цитоплазматические отношения не нарушаются.

Формируя первичные фолликулы, у которых впервые появляется блестящая зона, имеющая вид бесструктурного оксифильного слоя между первичным овоцитом и фолликулярными клетками призматической формы. Она выполняет ряд важных функций: -образует полупроницаемый барьер между фолликулярными клетками и овоцитом; -увеличивает площадь поверхности контакта между ними; -обеспечивает видоспецифичность оплодотворения; -обеспечивает моноспермное оплодотворение; -защищает ранний эмбрион при его перемещении по половым путям до имплантации.

В первую половину большого роста интенсивно увеличивается ядро и цитоплазма (цитоплазматический рост). «Ламповые щётки» и ядрышки достигают максимально развития и активно участвуют в синтезе РНК. Во вторую половину периода большого роста осуществляется вителлогенез (трофоплазматический рост). В ядре наблюдается спад синтеза РНК. Нередко образуется кариосфера - особая структура с порами, состоящая из элементов мембран и синаптонемального комплекса для изоляции диплотенных хромосом ядра ооцита от функциональной активности экстрахромосомной ДНК и ядрышек.

В конце периода большого роста «ламповые щётки» утрачивают петли и сильно укорачиваются. Наступает стадия диакинеза, вслед за которой формируется метафазная пластинка первого деления созревания. Ядрышки функционируют короткое время или не развиваются совсем, а кариосфера рано формируется.Ядерно-цитоплазматические отношения уменьшаются.

На стадии диакинеза ход мейоза замедляется до полного прекращения (блок мейоза). Блок мейоза у человека снимается с наступлением половозрелости. Профаза I может быть очень продолжительной, и большой рост ооцитов, способных к овуляции, у человека растягивается на десятки лет, то есть на весь репродуктивный рост.

С каждым половым циклом группа ооцитов вступает в период большого роста, но не все они развиваются до конца, так как большинство из них прекращает рост и гибнет. Только один из них (очень редко несколько овоцитов) переходит к следующему периоду оогенеза - созреванию.

Период созревания. С накоплениемнеобходимых веществ в цитоплазме первичного ооцита завершается профаза, а затем и остальные фазы первого редукционного деления созревания. В итоге образуются две диплоидные, но неодинаковых размеров клетки. В одной из них, клетке больших размеров, называемой ооцитом второго порядка, или вторичным ооцитом, остаются практически все накопленные необходимые для дальнейшего развития вещества. Другая, маленьких размеров, имеет очень мало цитоплазмы, и поэтому называется редукционным, или направительным, тельцем. Образование вторичного ооцита у женщины совпадает с моментом овуляции, когда после разрыва зрелого фолликула (Граафова пузырька), происходящего обычно на 14-е сутки овариально - менструального цикла, половая клетка покидает фолликул. Вслед за этим вторичный ооцит второго порядка на стадии метафазы второго деления мейоза, окружённый прозрачной зоной и фолликулярными клетками лучистого венца, попадает в воронку маточной трубы. (Рис.2, 3.)

Рис.2.Схема процессов оогенеза.

Второе деление мейоза завершается не всегда, а только в том случае, если сперматозоид достигает поверхности ооцита и проникает в него. Это деление также неравномерное, так как приводит к образованию яйцеклетки из вторичного ооцита, сохраняющей все необходимые для развития нового организма вещества, и нового редукционного тельца.

Цикличность роста и созревания половых клеток в половозрелом женском организме проявляется в том, что ежемесячно в процесс большого роста вовлекаются 5-20 овоцитов, но лишь один из них вступит в фазу созревания, а остальные погибнут в процессе атрезии фолликулов. На 5-б-м десятилетиях с наступлением менопаузы развитие половых клеток прекращается: в дальнейшем она подвергаются дегенеративных изменениям и исчезают из яичника.

Рис. 3. Стадии развития ооцита человека:

А - до рождения небольшая доля примордиальных фолликулов начинает расти, и эти фолликулы называют теперь развивающимися. Б - после какого-то периода непрерывного роста некоторые из развивающихся фолликулов накапливают жидкость, превращаясь в антральные фолликулы. В - с наступлением половой зрелости раз в месяц волна выделяемого гипофизом лютеинизирующего гормона (ЛГ) побуждает один антральный фолликул к созреванию: ооцит первого порядка, находящийся в этом фолликуле, завершает первое деление мейоза, образуя полярное тельце и превращаясь в ооцит второго порядка. Г - ооцит второго порядка вместе с полярным тельцем и частью окружающих фолликулярных клеток освобождается в тот момент, когда фолликул разрывается на поверхности яичника. Ооцит второго порядка претерпевает второе деление мейоза только в том случае, если он будет оплодотворен.- примордиальный фолликул; II - развивающийся фолликул; III - антральный фолликул; VI - большой антральный фолликул (Граафов пузырек); V - прорвавшийся фолликул; 1 - ооцит первого порядка, остановившийся в профазе I: 2 - фолликулярные клетки; 3 - полость; 4 - ооцит первого порядка; 5 - подъем уровня ЛГ; 6 - ооцит первого порядка завершает первое деление мейоза, превращаясь в ооцит второго порядка; 7 - поверхность яичника; 8 - ооцит второго порядка; 9 - 1-е полярное тельце.

Овогенез протекает при постоянном взаимодействии развивающихся половых клеток с эпителиальными в составе фолликулов.

Сравнение сперматогенеза и оогенеза

Оогенез имеет принципиальное сходство со сперматогенезом, оогенез также проходит ряд стадий: размножения, роста и созревания.

Несмотря на это принципиальное сходство генетических процессов при сперматогенезе и оогенезе, между ними существуют значительные различия.

Во-первых, стадия формирования присуща сперматогенезу и отсутствует в ходе оогенеза.

Во-вторых,стадия роста при оогенезе длиннее, чем при сперматогенезе.

В-третьих, стадия созревания оогенеза имеет свои особенности, заключающиеся в неравномерности делений созревания, приводящих к выделению полярных телец.сперматогенез оогенез размножение

В-четвертых, у индивидуумов женского пола первое деление мейоза начинается в период внутриутробного развития, впервые завершается к моменту полового созревания, а в последний - накануне менапаузы. У мальчиков мейоз начинается только с достижением половой зрелости и сохраняется в течение всей половой зрелости мужчины.

В-пятых, образование зрелых половых клеток у женщин происходит циклически с периодом примерно 28 дней, в то время как у мужчин это происходит непрерывно.

В-шестых, в отличие от сперматогоний, каждая изкоторых в результате мейоза дает четыре функционально полноценных сперматозоида, из оогонии получается только одна яйцеклетка. После первого деления мейоза в одну дочернюю клетку отходит большая часть цитоплазмы, а во вторую, называемую направительным тельцем, малая. Аналогично происходит во время второго деления мейоза. Направительные тельца дегенерируют.

В-седьмых, мужская и женская половые клетки сильно отличаются по строению и функции: сперматозоид - маленькая подвижная клетка, очень богатая митохондриями, которые снабжают его энергией для движения, в то время как яйцеклетка - самая большая клетка человеческого организма (диаметр 150 - 200 мкм), содержащая не только значительные запасы питательных веществ, но и матричные РНК, которые будут использоваться на ранних стадиях развития зародыша. Яйцеклетка окружена питающими ее фолликулярными клетками и образует специализированную структуру - фолликул (Граафов пузырек).

В-восьмых, ход cперматогенеза более подвержен влиянию факторов внешней cреды нежели ход овогенеза, вследствие различия в расположении половых органов (семенники, как правило, находятся вне брюшной полости).

Рис. 4. Сравнение сперматогенеза и оогенеза.

Заключение

Половое размножение является значительным эволюционным приобретением организмов. С другой стороны, оно способствует пересортировке генов, появлению разнообразия организмов и повышению их конкурентоспособности в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды. По сравнению с другими клетками функция гамет уникальна. Они обеспечивают передачу наследственной информации между особями разных поколений, чем сохраняют жизнь во времени.

Список литературы

1.Вальков Э.И. «Общая и медицинская эмбриология». Учебное пособие для медицинских вузов. Санкт-Петербург «ФОЛИАНТ» 2003г. Ст. 27-34.

В данной работе предлагаем выделить отличие овогенеза от сперматогенеза, поговорить о самих этих процессах. Конечно же, мы не оставим без внимания и половые клетки, подробно объясним их строение и функции.

Размножение - это основное назначение всех живых существ нашей планеты, именно оно помогает продолжать род, то есть наша планета никогда не опустеет. Наоборот, сейчас число живых существ, особенно это касается людей, растет в Яйцеклетка и сперматозоиды - это женщин и мужчин соответственно. Именно им будет посвящена наша статья. Под гаметогенезом понимается процесс образования половых клеток. Если речь идет о сперматозоидах, то он имеет название сперматогенез, если о яйцеклетках, то овогенез. Все это более подробно вы узнаете далее.

Гаметогенез

Овогенез и сперматогенез, разница между которыми некритична, очень многими своими чертами похожи, можно назвать одним общим термином - «гаметогенез». Сейчас об этом немного подробнее.

Для начала разберем само понятие, мы можем выделить два слова: "гамета" и "генез", последнее с греческого языка можно перевести так - "происхождение". То есть дословно термин "гаметогенез" обозначает "происхождение гамет". Гаметы - это половые клетки, у мужчин - сперматозоиды, у женщин - яйцеклетки. Сам гаметогенез можно также разделить по половой принадлежности: гаметогенез, происходящий в организме мужчины, имеет название сперматогенез, а в организме женщины - овогенез. Но вот мы подходим к первому отличию этих процессов. Овогенез начинается еще до рождения на свет девочки, а сперматогенез проявляется у мальчиков, которые достигли определенного возраста, как правило, 12-13 лет.

Половая зрелость девочки

Процесс образования яйцеклеток, то есть овогенез, происходит еще в утробе матери, в то время как половое созревание, а точнее его первый этап, приходится примерно на девять лет. Предлагаем немного подробнее рассмотреть ступени полового созревания девочки:

• 1-я ступень - усиленный рост, встречаются случаи, когда девочка набирает более 10 сантиметров в росте, это считается нормой. Как правило, сейчас девочки обгоняют мальчиков.
• 2-я ступень - изменение вторичных половых признаков. Примерно в 12 лет девочка начинает выходить из образа гадкого утенка. Начинает расти грудь, уменьшается талия, растут волосы в лобковой зоне и в подмышечных впадинах. Примерно на этом этапе просыпаются законсервированные яйцеклетки и начинают дальнейшее свое развитие. Скоро девочка узнает, что такое месячные.
• 3-я ступень - заключительный этап. Приходится он примерно на 18 лет. Сейчас девушка считается полностью сформированной, она может воспроизводить здоровое потомство.

Половая зрелость мальчика

Как мы уже упоминали ранее, у девочек формируются яйцеклетки еще в утробе матери, у мальчиков происходит все немного иначе. Сперматозоиды начинают свое развитие только при достижении 12-14 лет. Перед этим этапом полового созревания также есть изменения:

• увеличение размера пениса;
• увеличение мошонки;
• растут волосы на лобке, в подмышечных впадинах, на ногах и лице.

При достижении 12-14 лет юноша уже может начинать вести половую жизнь, но стоит родителям его предостеречь, ведь он уже может вызвать нежелательную раннюю беременность своей спутницы. Теперь перейдем непосредственно к мужским и женским половым клеткам, рассмотрим их строение, этапы формирования, сходства и различия.

Яйцеклетка

Начнем с женских половых клеток, характеристика овогенеза будет нами рассмотрена немного позже. Для начала предлагаем рассмотреть строение и функции яйцеклетки.

Яйцеклетка является относительно крупной и неподвижной клеткой, ее размеры достигают 170 мкм, что гораздо больше мужских половых клеток (до 70 мкм). Каждая из них содержит необходимые питательные вещества, там мы увидим:

• вещества, нужные для биосинтеза белка;
• регуляторные вещества;
• желток.

Клетки могут делиться по количеству желтка:

• на алецитальные;
• полицитальные;
• мезоцитальные;
• олиголецитальные.

От ничтожно малого количества до очень большого, соответственно. Если рассматривать женскую яйцеклетку, то ее можно отнести к алецитальному и изолецитальному типу. То есть в ней мало желтка, что можно объяснить тем, что человеческий зародыш быстро переходит к гематотрофному типу питания. Изолецитальный тип означает, что желток распределяется равномерно и ядро оказывается в центре.

Яйцеклетка имеет следующие оболочки:

• цитоплазма;
• защитная оболочка;
• лучистый венец.

Все оболочки имеют защитную функцию, не дают проникнуть в яйцеклетку больше чем одному сперматозоиду, нужному для оплодотворения. Все остальные блокируются.

Теперь выделим функции яйцеклетки:

• обеспечение эмбриона энергией;
• обеспечение на начальной стадии эмбриона питательными веществами.

Сперматозоид

Всем известно, что сперматозоид - это мужская половая клетка, но как она устроена? Предлагаем немного разобрать этот вопрос. Внешний вид гамет вы можете увидеть на фотографии данного раздела. В его строении можно выделить следующие части:

• головка;
• шейка;
• средняя часть;
• хвост.

Головка сперматозоида заполнена ядром, именно она несет наследственную информацию. Во время оплодотворения яйцеклетка пропускает именно ее. Пол будущего ребенка зависит именно от сперматозоида. Если он несет Х-хромосому, то будет девочка, если Y, то мальчик.

Шейка представлена в виде небольшого сужения перед средней частью сперматозоида, именно эта часть отвечает за активное движение, иначе оплодотворение было бы невозможно.

Перед тем как мы рассмотрим особенности сперматогенеза и овогенеза, предлагаем выделить основную функцию сперматозоидов - это донесение генетического материала до яйцеклетки.

Овогенез

Начнем с образования женской половой клетки, выделим периоды овогенеза и охарактеризуем каждый из них. Итак, выделяют фазы:

• размножения;
• роста;
• созревания.

Сейчас мы можем уже назвать первое отличие овогенеза от сперматогенеза: в первом случае идет зарождение женских половых клеток (яйцеклеток), а во втором - мужских (сперматозоидов). Давайте охарактеризуем каждый этап овогенеза.

На стадии размножения имеющиеся в паренхиме первоначальные клетки (зародышевые) делятся митозом. Таким образом, в корковом слое яичников происходит накопление овогоний. Они накапливают:

• белки;
• жиры;
• глюкозу.

Сейчас они сильно отличаются от своих предшественников, получившиеся овогонии гораздо крупнее зачатковых, но генетический состав их идентичен. Важно отметить и то, что данный процесс происходит еще до рождения девочки, то есть в утробе матери.

Следующая стадия происходит незадолго до появления девочки на свет. Этот этап принято называть ростом. Сейчас происходит деление митозом, так образуются овоциты первого порядка. По сравнению с овогониями они становятся меньше, но далее быстро увеличиваются в размерах. Сейчас овоциты ждет небольшое затруднение, они оказываются в плену гранулезной оболочки и останавливаются в развитии на стадии примордиального фолликула. Всего таких клеток насчитывается примерно два миллиона, но дальнейшее развитие получат только некоторые из них (примерно 450).

Третья стадия (созревания) наступает незадолго до появления первых месячных девочки. Один из заснувших фолликулов просыпается и продолжает свое развитие, которое остановилось примерно 12-13 лет назад.

Сперматогенез

Мы уже выделили одно отличие овогенеза от сперматогенеза (развиваются различные половые клетки), из прочитанного можно также выделить и то, что овогенез начинается еще до рождения девочки, а вот процесс сперматогенеза - при достижении 12-14 лет. Мы уже выделили два отличия, далее мы еще раз это обозначим для закрепления знаний.

Стадии сперматогенеза также немного отличаются от стадий овогенеза (наличием еще одного этапа). Выделяют следующие ступени сперматогенеза:

• размножение;
• рост;
• созревание;
• формирование.

Здесь же мы и видим сходство данных процессов, первые три этапа одинаковые, только на стадии созревания овогенез заканчивается, а сперматогенез продолжается, начинается ступень формирования.

Отличия

Вы практически закончили чтение данной статьи, попробуйте сами - назовите отличия сперматогенеза и овогенеза. Теперь проверьте, как вы справились с заданием.

Первое отличие овогенеза от сперматогенеза - это разное время старта процесса. У девочек процесс гаметогенеза начинается во время внутриутробного развития, у мальчиков - в 12-14 лет.

Второе отличие - в процессе овогенеза развиваются яйцеклетки, а сперматогенеза - сперматозоиды.

Третье отличие - продолжительность жизни половых клеток. Сперматозоид живет от ста до ста десяти суток (если учитывать весь процесс сперматогенеза, примерно 74 дня), женская половая клетка - это результат долгого ожидания в яичнике (от 12 до 40 лет).

Четвертое отличие - количество. За всю жизнь мужчины на свет выходят многие сотни миллиардов сперматозоидов, а полностью все стадии овогенеза проходят примерно 450 яйцеклеток.

Сходства

Мы в ходе написания статьи выделили и сходства, и отличия сперматогенеза и овогенеза. Сейчас еще раз обобщим, обозначим в виде списка сходства данных процессов.

• Три общих стадии (размножение, рост, созревание).
• Сперматоциты и овоциты образуются путем митоза.
• Стадия роста и в овогенезе, и в сперматогенезе характеризуются увеличением гамет.
• Этап созревания происходит путем мейоза.

Охарактеризуйте сперматогенез, овогенез и строение по­ловых клеток.

Сперматогенез - процесс формирования сперматозоидов. Условно сперматогенез делят на несколько фаз.

1. Фаза размножения. Диплоидные клетки семенника многократно делятся митозом.
2. Фаза роста. Сопровождается увеличением объема цитоплазмы клеток, накоплением ряда веществ для дальнейших делений. При образовании мужских половых клеток рост выражен слабо. В фазе роста клетки получают название спермацитов I порядка.
3. Фаза созревания. В этот период происходит деление клеток путем мейоза. В результате первого деления мейоза из одного сперматоцита первого порядка происходит образование двух сперматоцитов второго порядка, каждый из которых после второго деления мейоза формирует по две сперматиды. В итоге образуется 4 сперматиды.
4. Фаза формирования. В этот период сперматиды при­обретают черты строения, свойственные сперматозоидам. Мужские половые клетки намного мельче яйцеклеток. У разных животных они разной формы, но большинство из них имеют головку и хвост. Благодаря колебаниям хвоста сперматозоиды активно движутся. Ядро уменьшается и пе­ремещается в головку, большая часть цитоплазмы исчезает. Рядом с ядром располагается комплекс Гольджи, который участвует в растворении оболочки яйцеклетки при оплодо­творении. Митохондрии сосредоточены у основания хвоста и обеспечивают энергией его движения.

Овогенез - образование женских половых клеток, идет по той же схеме, но с некоторыми отличиями.

1. Фаза размножения. Происходит многократное деле­ние клеток стенок яичника и образование диплоидных клеток - овогоний.
2. Фаза роста. Для женских половых клеток этот период продолжительный и хорошо выражен. Размеры клеток в этот период очень сильно увеличиваются. Формируются овоциты I порядка, они накапливают большое количество питательных веществ.
3. Фаза созревания. При овогенезе имеет свои особен­ности. Профаза первого мейотического деления осуществ­ляется еще в эмбриональном периоде, а остальные фазы первого и второго мейотических делений происходит уже после полового созревания организма. Каждый месяц в одном из яичников половозрелой женщины созревает одна яйцеклетка. При этом завершается первое деление мейоза, образуется крупный овоцит II порядка и маленькое первое полярное (редукционное) тельце, которые вступают во второе деление мейоза.

На стадии метафазы второго мейотического деления Овоцит второго порядка выходит из яичника в брюшную полость (овулирует), далее попадает в яйцевод. Дальней­шее созревание его возможно после слияния со спермато­зоидом. Если оплодотворения не происходит, то овоцит II порядка погибает и выводится из организма. В случае оплодоворения он завершает второе мейотичекое деление, образуя зрелую яйцеклетку - овотиду и второе полярное тельце. Полярные тельца никакой роли в овогенезе не иг­рают и в конце концов погибают. Таким образом в резуль­тате фазы созревания из каждой диплоидной клетки фор­мируются гаплоидные клетки - одна яйцеклетка и три полярных тельца.

1. Фаза формирования для яйцеклеток не выражена.

Яйцеклетки разных организмов различаются по своему строению и размерам. У млекопитающих они имеют диа­метр 60-2000 мкм, у страуса несколько сантиметров. Форма яйцеклетки обычно округлая, в её цитоплазме расположены митохондрии, рибосомы и большое количество запасных питательных веществ в виде желточных зерен и белка.