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.