РАЗМНОЖЕНИЕ - АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ

Способы размножения живых организмов

Все живые организмы, от бактерий до млекопитающих, обладают способностью к самовоспроизведению, или размножению. Различают половое и бесполое размножение.

К бесполому размножению относятся различные способы размножения организмов, характеризующиеся отсутствием полового процесса и осуществляющиеся без участия половых клеток.

В процессе эволюции возникло более сложное половое размножение, свойственное всем живым организмам, у которых образуются половые клетки. Человеку также свойственно половое размножение, осуществляющееся за счет специализированных половых клеток — яйцеклеток, образующихся в женских половых железах, и сперматозоидов, образующихся в мужских половых железах. Развитие нового организма происходит только после их слияния, т. е. оплодотворения.

Мужская половая система

Мужская половая система включает в себя внутренние и наружные половые органы. К внутренним мужским половым органам относят семенники (или яички), семявыносящие протоки, предстательную железу, бульбоуретральные (куперовы) железы и семенные пузырьки. К наружным половым органам принадлежат мужской половой член и мошонка (рис. 5.53).

Рис. 5.53. Мочеполовой аппарат мужчины (полусхематично): 1 — левая почка; 2 — корковое вещество; 3 — мозговое вещество; 4 - лоханка почки; 5 — левый мочеточник; 6 — верхушка мочевого пузыря; 7 — пузырно-пупочная связка (остаток мочевого протока зародыша); 8 — тело мочевого пузыря; 9 — губчатое тело полового члена; 10 — пещеристое тело полового члена; 11 — губчатая часть мочеиспускательного канала; 12 — головка полового члена; 13 — дольки яичка; 14 — яичко; 15 — придаток яичка; 16 — семявыносящий проток; 17 — седалищно-пещеристая мышца; 18 — луковично-губчатая мышца; 19 — луковица полового члена; 20 — бульбоуретральная железа (железа Купера); 21 — перепончатая часть мочеиспускательного канала; 22 — предстательная железа; 23 — семенной пузырек; 24 — ампула семявыносящего протока; 25 — дно мочевого пузыря; 26 — правая почка; 27 — ворота почки; 28 — почечная артерия; 29 — почечная вена

Семенники (яички) — это половые железы, образующие мужские половые клетки — сперматозоиды (внешняя секреция) и половые гормоны (внутренняя секреция). Семенники — парная железа округлой формы размером около 3x4x2 см. Семенник снаружи покрыт плотной соединительно-тканной (белочной) оболочкой, от которой внутрь органа отходят перегородки и делят его на множество (100 — 300) долек (рис. 5.54). В каждой дольке расположено по одному или по два извитых семенных канальца, являющихся структурной и функциональной единицей мужской половой железы. Длина каждого канальца 50 — 80 см, а общая их длина достигает 250 м. Стенки канальцев выстланы сперматогенным эпителием (рис. 5.55), из которого образуются сперматозоиды, и клетками Сертоли, которые способствуют созреванию сперматозоидов, участвуют в метаболизме андрогенов (мужских половых гормонов) и захватывают из крови питательные вещества. В тканях между семенными канальцами находятся клетки Лейдиха, вырабатывающие андрогены, являющиеся стероидами — производными холестерина. 90% андрогенов составляет самый активный гормон тестостерон. Тестостерон обладает активным воздействием на белковый обмен, что способствует увеличению роста, мышечной массы и силы у мальчиков, достигших полового созревания.

Рис. 5.54. Яичко (белочная оболочка частично вскрыта): 1 — белочная оболочка; 2 — сеть средостения яичка; 3 — дольки яичка; 4 — выносящий каналец; 5 — проток придатка яичка; 6 — семявыносящий проток

Рис. 5.55. Сперматогенный эпителий: 1 — формирующиеся сперматозоиды; 2 — сперматиды; 3 — сперматоциты первого порядка; 4 — сперматогонии; 5 — поддерживающие клетки (клетки Сертоли)

У новорожденного ребенка извитые канальцы не имеют просвета. Он появляется только на 7 — 8-м году жизни. В это же время среди клеток стенки канальцев выделяются гоноциты. Из гоноцитов после их деления формируются сперматогонии. Сперматогонии, в свою очередь, являются клетками, исходными для образования сперматозоидов. Процесс образования сперматозоидов назван сперматогенезом (подробно описан в курсе общей биологии в пособии “Генетика и онтогенез”, с. 37).

Созревшие сперматозоиды заполняют систему выносящих канальцев, которые, выходя из семенника, формируют придаток семенника. Придаток плотно прирастает к заднему краю половой железы. Он является не только хранилищем сперматозоидов, но и местом, где половые клетки становятся способными к оплодотворению. Выносящие канальцы сливаются в штопорообразно закрученный проток придатка, который, в свою очередь, переходит в семявыносящий проток. Левый и правый семявыносящие протоки направляются ко дну мочевого пузыря, где они сближаются. В конечном отделе каждого семявыносящего протока образуется как бы вырост — семенной пузырек (см. рис. 5.53). Он представляет собой сильно извитую трубочку (ее размеры 5x2x1 см), в которой образуется густой желтоватый секрет. Этот секрет поступает в семявыносящий проток и обеспечивает питание и активизацию сперматозоидов. При слиянии протока семенного пузырька с семявыныносящим протоком формируется семявыбрасывающий проток, который проходит через предстательную железу и открывается в мочеиспускательный канал.

Предстательная железа, массой примерно в 20 г и размерами около 4x3x2 см, представляет собой железисто-мышечный орган. В ней вырабатывается жидкий секрет, который выбрасывается в момент семяизвержения через мельчайшие отверстия выводных протоков в мочеиспускательный канал. Предстательная железа прилегает своим основанием к мочевому пузырю, а се задняя поверхность — к стенке прямой кишки.

В просвет мочеиспускательного канала поступает еще один секрет, который предохраняет слизистую оболочку каната от раздражающего действия мочи. Этот секрет, имеющий вязкую консистенцию, вырабатывается в бульбоуретральной (куперовой) железе. Эта железа парная, размером с горошину.

Сперматогенез у человека составляет примерно 64 — 70 дней, а число сперматозоидов, образующихся в семенниках взрослого мужчины, огромно. Так, в одном миллилитре семенной жидкости их содержится до 100 млн, а во время одного семяизвержения выделяется 200 — 400 млн.

Женская половая система

К женской половой системе относят наружные половые органы, располагающиеся на поверхности тела, и внутренние, находящиеся в полости малого таза.

К внутренним женским половым органам относятся: влагалище, матка, маточные (фаллопиевы) трубы и яичники (рис. 5.56).

Рис. 5.56. Внутренние половые органы женщины (вид сзади). Матка, влагалище, левые яичник и маточная труба в разрезе: 1 — яичник; 2 — бахромки; 3 — отверстие маточной трубы, открывающееся в полость брюшины; 4 — маточная труба; 5— отверстие маточной трубы, открывающееся в полость матки; 6 — дно матки; 7 — полость матки; 8 — собственная связка яичника; 9 — широкая связка матки; 10 — канал шейки матки; 11 — влагалище: 12 — наружный маточный зев; 13 — шейка матки; 14 — тело матки; 15 — круглая связка матки; 16 — пузырчатый яичниковый фолликул (графов пузырек)

Влагалище — эластическая, легко растяжимая трубка длиной 10 — 12 см, соединяющая наружные половые органы с маткой. Стенки влагалища образованы из двух оболочек: слизистой и мышечной. Поверхностные слои слизистой оболочки ежемесячно отторгаются, в связи с менструальным циклом.

Матка — гладкомышечный орган грушевидной формы длиной 7 — 9 см. Полость матки имеет треугольную форму, верхние углы которой открываются в устье маточных труб, а нижний угол — в канал шейки матки. Стенка матки состоит из трех слоев: внутреннего — эндометрия, среднего — миометрия и наружного — периметрия. Поверхностные слои эндометрия (слизистой оболочки) также изменяются в зависимости от фаз менструального цикла.

Маточные трубы, или яйцеводы, — парные протоки, по которым перемещаются яйцеклетки. Длина их 10—12 см, начинаются они от углов матки и заканчиваются бахромками, или фимбриями (см. рис. 5.56).

Яичники — женские половые железы, где образуются яйцеклетки (внешняя секреция) и половые гормоны (внутренняя секреция). Размеры яичника примерно 4 х 3 х 1,5 см и его масса 5 — 6 г. Он покрыт соединительно-тканной оболочкой, под которой располагается корковое и мозговое вещество. И корковом веществе происходит образование половых клеток и выработка овариальных гормонов. Мозговое вещество образовано соединительной тканью, в которой проходят сосуды и нервы.

В корковом слое располагаются многочисленные первичные фолликулы. Каждый первичный фолликул состоит из зачатковой яйцеклетки (овоцита), окруженной однослойным фолликулярным эпителием. Среди первичных фолликул встречаются созревающие, атрофирующиеся фолликулы, желтые и беловатые тела (рис. 5.57).

Размножение женских половых клеток происходит во внутриутробном периоде. В результате образуются первичные фолликулы, каждый из которых содержит незрелую женскую половую клетку — овоцит. В двух яичниках новорожденной девочки содержится до 800 тыс. первичных фолликулов. Их число после рождения уменьшается благодаря их рассасыванию.

Рис. 5.57. Яичник. Схема развития фолликула: 1 — примордиальный фолликул: 2 — растущий фолликул; 3 — оболочка фолликула; 4 — фолликулярная жидкость; 5 — белочная оболочка; 6 — зрелый пузырчатый фолликул (граафов пузырек); 7 — белое тело; 8 — атретический фолликул; 9 — интерстициальная ткань; 10— овуляция (разрыв граафова пузырька); 11 — мозговая часть яичника; 12 — зачатковый эпителий; 13 — желтое тело; 14 — регрессирующее желтое тело

Ко времени наступления половой зрелости насчитывается лишь 400 — 500 шт. первичных фолликулов, которые преобразуются в зрелые пузырчатые фолликулы яичника (граафовы пузырьки). Рост фолликулов происходит циклически каждые 28 дней, под влиянием фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), вырабатываемого гипофизом. При этом клетки фолликулярного эпителия интенсивно делятся и эпителий становится многослойным. Фолликулярные клетки начинают вырабатывать жидкость фолликула, содержащую женские половые гормоны — эстрогены.

Яйцеклетка, окруженная слоем фолликулярных клеток, оттесняется к одному из полюсов фолликула (яйценосный холмик). Так образуется пузырчатый (вторичный) фолликул (см. рис. 5.56).

После созревания пузырчатый фолликул разрывается, и овоцит, окруженный 3 — 4 тыс. фолликулярных клеток, выходит в брюшную полость, откуда попадает в маточную трубу. Процесс выхода овоцита носит название овуляции. Она происходит у человека регулярно под действием лютеинизирующего гормона (ЛГ) лютропина, вырабатываемого гипофизом. Под влиянием этого же гормона на месте лопнувшего пузырька в яичнике развивается желтое тело — временная железа внутренней секреции. Желтое тело продуцирует гормон прогестерон, который готовит слизистую оболочку матки для имплантации оплодотворенной яйцеклетки. Прогестерон, кроме того, угнетает развитие фолликулов. Если оплодотворения не происходит, желтое тело функционирует лишь 12 — 14 дней, и на его месте в яичнике остается соединительно-тканный рубец — беловатое тело. В случае оплодотворения желтое тело сохраняется в течение всей беременности.