Сперматозоид биологии. Что такое сперматозоид, какие его задачи и схема на фото. Главные особенности таковы

Все знают, что сперматозоид является мужской половой клеткой. Специалисты называют ее гаметой. Мужские половые клетки образуются в канальцах яичек. Естественно, что без них просто невозможен процесс оплодотворения женской яйцеклетки. Каково строение сперматозоида и его функции?

Открытие сперматозоида

Сперматозоид был открыт голландским натуралистом А. Левенгуком в 1677 г. Благодаря первым микроскопам, которые он сконструировал, ученый смог рассмотреть и зарисовать мужскую половую клетку. Причем первым он описал человеческий сперматозоид. Затем Левенгук приступил к изучению мужских гамет различных животных. Именно этот натуралист впервые предположил, что они участвуют в процессе зачатия.

У разных животных мужские половые клетки устроены по-разному, хотя схема строения сперматозоида у них очень схожа:

Головка;

Средняя часть;

У некоторых животных количество жгутиков хвоста может быть разным. Форма головки сперматозоидов разных видов живых существ также различается.

Строение сперматозоида, фото которого есть в обзоре, имеет свои характерные особенности. Морфология мужских гамет кардинально отличается от других клеток организма живых существ. При этом все основные органеллы присутствуют в их строении. Строение сперматозоида следующее:

. Головка эллипсоидной формы, практически полностью заполненная ядром. В нем содержится наследственный материал, передающийся от отца потомству. Он представлен в виде хроматина, который является комплексом ДНК, РНК, белков. Ядро содержит 23 мужские хромосомы. Это половинный набор наследственного материала. Во время оплодотворения он объединяется с 23 хромосомами женской яйцеклетки. Сперматозоид несет одну половую хромосому, обозначаемую X или Y. Если яйцеклетка оплодотворяется мужской гаметой, несущей Y-хромосому, то в будущем рождается мальчик, а если X - то девочка. Другими словами: пол будущего ребенка зависит от сперматозоида.

На вершине (переднем конце) головки расположена акросома, представляющая собой видоизмененный комплекс Гольджи. В ней происходит выработка фермента гиалуронидазы, способного расщеплять оболочку яйцеклетки, состоящую из мукополисахаридов. Благодаря такому свойству акросомы сперматозоид может проникать в женскую гамету. На границе головки и его шейки находится центриоль - органоид, участвующий в делении клеток. Она формирует цитоскелет жгутообразного хвотика. В головке находится и центросома, представляющая собой центр организации микротрубочек. Она обеспечивает движение жгутообразного хвоста сперматозоида, участвует в сближении ядер зиготы и ее первом клеточном делении.

. Шейка, разделяющая головку и среднюю часть . В этом небольшом сужении располагается спиралевидная митохондрия, необходимая для выработки энергии. Она служит для активного движения сперматозоида. Основная часть энергии представлена в виде фруктозы.

. Промежуточный (средний) отдел, который часто называют телом. Оно состоит из осевой нити. В средней части имеется митохондрион, который содержит 28 митохондрий. Он имеет спиралевидную форму. Митохондрион синтезирует АТФ, обеспечивая этим движение гаметы.

. Хвост в виде жгутика. На его поперечном разрезе можно увидеть 9 пар микроспопических трубочек. Еще две пары расположены в самом центре жгутика. Хвост сперматозоида - это важный органоид активного движения.

Размеры сперматозоида

Размеры мужской гаметы ничтожно малы. Сперматозоиды намного меньше зиготы (без учета хвоста). Они имеют самые маленькие размеры по сравнению с другими клетками человека. Длина сперматозоида мужчины составляет около 50-70 мкм, ширина - 3,5 мкм. Средний участок достигает в длину 4,5 мкм, а хвост - 45 мкм. Примечательно, что у некоторых живых существ размер гамет намного больше. Так, например, сперматозоид тритона имеет длину около 500 мкм, а мужские половые клетки мыши в 1,5 раза больше человеческих. Малые размеры гамет обусловлены необходимостью преодолевать довольно большие расстояния до яйцеклетки.

Особенности мужских сперматозоидов

Строение и функции сперматозоида тесно взаимосвязаны. Мужская гамета обладает свойствами, обусловленными ее назначением и особенностями:

Способностью двигаться за счет жгутообразного хвостика, благодаря чему обеспечивается возможность встречи сперматозоида и яйцеклетки.

Несет отрицательный электрический заряд, что не дает мужским гаметам склеиваться в сперме.

В эякуляте (семенной жидкости, сперме) здорового мужчины содержится примерно 200 миллионов сперматозоидов. У различных видов живых существ количество мужских гамет может кардинально различаться. Так, например, в эякуляте коня насчитывается примерно 100 миллиардов сперматозоидов.

Благодаря хвостику-жгутику мужская гамета в семенной жидкости развивает скорость до 5 см/час.

Свойства мужских гамет

Специалисты смогли выяснить, что цитоплазма головки сперматозоида имеет жидкокристаллическое состояние. Благодаря этому достигается устойчивость мужской половой клетки к неблагоприятным условиям внешней среды. Сперматозоиды способны противостоять агрессивной для них кислой среде влагалища женщины. Строение сперматозоида делает его более устойчивым к ионизирующей радиации. У некоторых животных в мужской половой клетки имеется акросомный аппарат, способный выбрасывать длинную нить, предназначенную для захвата яйцеклетки.

Срок жизни сперматозоида

После образования в канальцах яичка сперматозоиды в течение месяца сохраняются в придатках. В эякуляте они остаются живыми около 24 часов. Сперматозоид во влагалище живет около 2-2,5 часов. Если он смог проникнуть в шейку матки или фаллопиевые трубы, то срок его жизни увеличивается до 2-3 суток.

Строение яйцеклетки

Женская половая гамета представляет собой крупную шарообразную, неподвижную клетку, обладающую запасом различных питательных веществ, необходимых для биосинтеза белка и выработки специфических регуляторных веществ. Ее желток обеспечивает зародышу питание на протяжении эмбрионального периода. Ее диаметр достигает 150-170 мкм.

Яйцеклетка снаружи защищена оболочкой, покрытой лучистым венцом. Она окружена клетками фолликулярного эпителия, размножающимися по мере ее созревания. Они выделяют специфическую жидкость. Она накапливается в полости первичных фолликулов. Клетки этого эпителия участвуют в обеспечении яйцеклетки питательными веществами. Оболочка женской гаметы не только питает гамету, но и защищает ее от проникновения более одного сперматозоида. Поскольку яйцеклетка не имеет аппарата, предназначенного для активного движения, для нее характерна плазматическая сегрегация.

Важность процесса движения

Подвижность мужской половой клетки является основной ее качественной характеристикой. Она обеспечивается хвостом гаметы за счет совершения однотипных движений. Особенности строения яйцеклетки и сперматозоида делают процесс оплодотворения наиболее вероятным. Оболочка мужской гаметы имеет специальные рецепторы, которые способны распознавать химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Благодаря этой способности сперматозоиды способны к целенаправленному, а не хаотическому движению. После эякуляции практически все здоровые половые клетки представителя мужского пола направляются к женской гамете. Такое движение называют положительным хемотаксисом.

Высокая подвижность сперматозоидов играет более важную роль, чем их количество в эякуляте. Об этом часто говорят специалисты, работающие с мужскими и женскими половыми клетками. Так, если в семенной жидкости подвижными являются около сорока процентов сперматозоидов, то это уже считается патологией. В этом случае вероятность оплодотворения яйцеклетки сильно уменьшается.

Если сперма состоит из полностью неподвижных сперматозоидов, то это часто свидетельствует о такой патологии, как акиноспермия. В этом случае половые клетки живые, но они неподвижны, а поэтому не способны произвести оплодотворение яйцеклетки. Чаще всего это нарушение вызывается разными патологиями половых желез.

Процесс оплодотворения

В каждой мужской гамете есть Y- или X- хромосома, определяющие при оплодотворении яйцеклетки пол ребенка. Чаще всего в этом процессе участвуют одна мужская гамета и одна женская. В некоторых случаях клетку оплодотворяют 2-3 и более сперматозоидов, что приводит к рождению однояйцевых близнецов.

Строение яйцеклетки и сперматозоида таковы, что при оплодотворении только головка мужской гаметы способна проникать в женскую половую клетку. При этом все остальные ее части остаются снаружи. В процессе оплодотворения (слияния яйцеклетки и сперматозоида) образуется зигота, которая представляет собой диплоидную клетку, содержащую полный двойной набор хромосом.

1 Скорость движения

Сперматозоиды человека перемещаются с огромной скоростью до 4 мм в минуту, самые медленные движутся со скоростью 1 мм в минуту. При этом представьте, что размер сперматозоида всего 55 мкм в длину другими словами это 0,055 мм. Средняя длина пути в маточной трубе 175 мм, таким образом, для преодоления этого пути сперматозоидам необходимо 44 минуты, но это в теории, на практике на это уходит 3 дня.

2 Вероятность зачатия лишь 25%

Даже у здоровой пары практикующей незащищенный секс всего 25% вероятность зачатия ребенка. Если вы носите плотно облегающие трусы, вместо семейных, ваши шансы стремительно падают. У большинства млекопитающих температура тела на 3-6 градусов выше, чем температура мошонки. Повышение температуры мошонки до температуры тела ведет к прекращению сперматогенеза во время клеточного деления.

3 Сперматозоиды, плывут всегда против течения

Одной из причин того, что путь сперматозоидов занимает так много времени, потому что они двигаются против тока жидкости. Только каждый 5-й сперматозоид движется в правильном направлении, после эякуляции.

4 Скорость полета

Во время эякуляции сперма человека движется со скоростью 70 км/час

5 Продолжительность жизни

После периода созревания, составляющего около 64 дней, сперматозоид может сохраняться в организме мужчины до месяца. В эякуляте они способны выжить в зависимости от условий среды (свет, температура, влажность) до 24 часов. Во влагалище сперматозоиды погибают в течение нескольких часов. В шейке матки, матке и фаллопиевых трубах сперматозоиды остаются живыми до 3 суток. Однако некоторые из особо успешных сперматозоидов смогут прожить около 70 лет.

6 Ложка спермы

Взрослый мужчина за один раз выделяет столовую ложку или от 2 до 4 мл спермы. Для сравнения дикий кабан выделяет один стакан спермы или 250 мл.

7 Размер имеет значение

Одни из самых больших сперматозоидов в мире у крыс 170 мкм в длину. Большое количество млекопитающих, включая человека, имеют одни из самых маленьких клеток спермы, всего лишь 40 мкм в длину.
Самые большие сперматозоиды у крошечной плодовой мухи дрозофилы бифуркации, если выпрямить ее спиральные клетки их длинна, окажется равной 2,5 см.

8 Время, чтобы созреть

Сперматозоидам нужно 2 с половиной месяца чтобы вырасти, возникает вопрос, где все это время находятся сперматозоиды.
Хранение и дозревание сперматозоидов происходит в придатке яичка, в среднем в каждом придатке яичка хранятся 150- 200 млн. сперматозоидов. Примерно 1 неделю занимает прохождение и хранение сперматозоидов через придаток яичка. В отсутствии семяизвержений сперматозоиды накапливаются в хвосте придатка яичка, где они могут оставаться жизнеспособными в течение нескольких недель. Неэякулированные «старые» сперматозоиды подвергаются процессу уничтожения – фагоцитоза.

9 Сперма — источник питательных веществ

Из всего объема семенной жидкости лишь 5% объема занимают сперматозоиды, остальное — это сочетание питательных и защитных веществ, которые предназначены для поддержания клеток на пути к яйцеклетке.

10 Здоровая пища

Как улучшить качество своей спермы — есть свежие фрукты и овощи, избегать тяжелой пищи и избыточного веса, побольше находится на свежем воздухе, принимать витамины, воздерживаться от курения и алкоголя. Кроме того, что будет вырабатываться больше спермы, но также сперматозоиды будут более активны.

Сперматозоиды (спермии) - мужские половые клетки.

Сперматозоиды - это очень мелкие подвижные мужские половые клетки (гаметы), образующиеся в мужских половых гонадах - семенниках . У здорового взрослого мужчины в сутки образуется около 10 млн сперматозоидов; в 1 куб. мл спермы содержится около 100 млн сперматозоидов, а во время одного семяизвержения выделяется 300-400 млн. Процесс образования сперматозоида занимает примерно 70 дней.

Каждый сперматозоид состоит из головки (5 мкм), шейки, промежуточного отдела (5 мкм) и жгутика (50 мкм).( рис. 191) Головка яйцевидной формы содержит ядро, обладающее, как и ядро яйцеклетки, одним (гаплоидным) набором хромосом (23 хромосомы). На переднем полюсе головки под плазматической мембраной расположена акросома . особая структура, ограниченная мембраной. Акросома способствует проникновению спермия в ооцит непосредственно перед оплодотворением , функционально ее можно рассматривать как увеличенную лизосому : содержащиеся в ней ферменты при оплодотворении растворяют плотную оболочку яйцеклетки и способствуют проникновению сперматозоида в яйцеклетку. В короткой шейке сперматозоида расположено множество митохондрий , обеспечивающих сперматозоид энергией движения. В шейке сперматозоида расположена также пара центриолей, лежащих под прямым углом друг к другу. Микротрубочки одной из них, удлиняясь, образуют осевую нить жгутика, которая проходит вдоль всей остальной части сперматозоида. Промежуточный отдел расширен за счет содержащихся в нем многочисленных митохондрий, собранных в спираль вокруг жгутика. Как уже было сказано, эти митохондрии доставляют энергию для сократительных механизмов, обеспечивающих движения жгутика.

Плотная упаковка хромосом в головке сперматозоида и отсутствие цитоплазмы позволяют ему хорошо сохранять свою целостность вне организма и делают его очень устойчивым к неблагоприятным воздействиям внешней среды: сперму можно замораживать и хранить при очень низких температурах (обычно в жидком азоте). При отсутствии или недоразвитии акросомы сперматозоид теряет способность оплодотворять яйцеклетку.

Одна из них называется сперматозоидом, а другая — яйцеклеткой. Каков же размер сперматозоида? Какие функции присущи половой клетке? Чем сперматозоид отличается от яйцеклетки? Ответы на все эти вопросы предстоит найти.

Мужская половая система

Функцию размножения в организме представителя сильной половины человечества выполняют некоторые железы и органы:

яички с придатками;
семявыносящие протоки;
простата;
семенные пузырьки;
бульбоуретральные железы;
мошонка;
пенис.

Все вышеперечисленное в совокупности именуется мужской половой системой. В ней формируются сперматозоиды. Этим термином обозначаются мужские половые клетки, способные к оплодотворению. При незащищенном сексе сперматозоиды покидают половую систему мужчины и попадают в женский организм.

Функции специализированной клетки

Сперматозоид — это структура, в которую заключена генетическая информация мужчины. Функций у специализированной клетки мужского организма несколько:

прохождение по половым путям женщины (размер и человека позволяют ему преодолевать различные препятствия);
проникновение в женскую половую клетку, называемую яйцеклеткой;
внесение в нее генетического материала.

Стоит отметить, что во время интимной близости в организм женщины попадает сперма. Она состоит из семенной жидкости и взвешенных в ней сперматозоидов. Мужских половых клеток в сперме содержится огромное количество. А вот зрелая яйцеклетка в женском организме всего лишь единственная. Только одной мужской половой клетке удается выполнить все свои функции. Огромную роль в этом играют размер и форма сперматозоида.

Строение сперматозоида: головка и шейка

Для мужской половой клетки характерна специфическая форма, обеспечивающая способность к передвижению, оплодотворению яйцеклетки. Сперматозоид представляет собой овальную структуру с длинным жгутиком. Каково же строение этой клетки? Итак, сперматозоид представлен тремя составляющими:

головкой;
шейкой;
хвостом.

Головка — это овальная часть сперматозоида. На ее вершине располагается акросома. Так называется пузырек с особыми веществами, необходимыми для проникновения через защитную оболочку яйцеклетки. В головке также содержится ядро. В нем хранится половинный набор мужской генетической информации (ДНК). Еще одна составляющая головки — центросома. Она способствует движению хвоста.

Вторая часть сперматозоида — это шейка. Она представляет собой волокнистую область, соединяющую головку и хвост. Данная структура является очень гибкой. Эта особенность обеспечивает передвижение сперматозоида. Благодаря гибкости головка совершает колебательные движения из стороны в сторону.

Строение хвоста сперматозоида

Перед тем как описать размер сперматозоида, стоит рассмотреть его третью часть — это жгутик. Его еще называют хвостом. Он включает в себя несколько участков:

Промежуточный. Это самая толстая часть хвоста сперматозоида. Она имеет спиральный митохондриальный слой, который продуцирует энергию для передвижения мужской половой клетки.
Главный. Данный участок сперматозоида состоит из микротрубочек. Их покрывает наружный слой плотных волокон и защитное влагалище.
Концевой. На этой части сперматозоида защитное влагалище и плотные волокна истончаются. Покрытием служит тонкая клеточная мембрана.

Ознакомившись со строением последней части сперматозоида, можно сделать вывод, что хвост постепенно суживается от своего основания к концу. Такая особенность обеспечивает бичеобразные движения мужской половой клетки при перемещении по женским половым путям в поисках яйцеклетки.

Размеры сперматозоида

Мужская половая клетка является очень маленькой. Размер сперматозоида человека следующий:

общая длина клетки — около 55 мкм;
высота головки — 2,5 мкм, ширина — 3,5 мкм, длина — 5,0 мкм;
шейка сперматозоида — около 4,5 мкм в длину;
длина хвостика — 45 мкм.

Образование мужских половых клеток

На вопрос, касающийся того, какого размера сперматозоиды, дан ответ. Теперь стоит рассмотреть то, как образуются эти клетки. Сперматозоиды возникают и созревают в специальных железах, называемых яичками. Эти структуры располагаются в мошонке. Они содержат огромное количество семенных канальцев, выстланных особыми клетками (сперматогониями). Как же здесь формируются мужские половые клетки? Этот процесс начинается в периоде полового созревания:

сперматогонии делятся;
в результате появляются новые клетки;
сперматозоиды созревают благодаря секретирующим различные питательные вещества.

Процесс образования мужских половых клеток называется сперматогенезом. Он достаточно сложный. На формировании первичных сперматоцитов процесс не заканчивается, ведь появившимся клеткам присущ полный набор хромосом. В дальнейшем эти клетки подвергаются мейозу. В итоге появляются сперматиды с половинным набором хромосом. Клетки постепенно растут и развиваются. В итоге возникают зрелые сперматозоиды.

Движение мужских половых клеток

Рассмотрев функции и размер сперматозоида, нужно ознакомиться с тем, как половая клетка движется. Сперматозоиды, находящиеся в мужском организме, являются неактивными. Они пассивно перемещаются по половым путям. Движения хвостов совершенно незначительны. Активность сперматозоиды обретают после попадания в женский организм. Их скорость может составлять более 30 см в час.

После эякуляции в организм женщины проникает более 300 млн сперматозоидов. Их большая часть погибает во влагалище из-за неблагоприятной среды. Некоторым мужским половым клеткам удается достичь канала шейки матки. Однако и этот участок пути получается пройти не всем сперматозоидам. Препятствием для них становится

Сперматозоиды, прошедшие канал шейки матки, попадают в матку. Среда в этом внутреннем органе является благоприятной для мужских половых клеток. Из матки они направляются в где происходит оплодотворение. Исследования показали, что лишь несколько тысяч сперматозоидов проходят этот путь.

Продолжительность жизни сперматозоидов

Образование клеток длится примерно 74 дня. Созревание и их прохождение через придаток яичка и занимает где-то 26 дней. Напрашивается вывод, что сперматозоиды могут длительное время пребывать в мужском организме. Совершенно иная ситуация наблюдается после эякуляции. В сперме половые клетки остаются активными не более суток (длительность этого периода зависит от таких внешних факторов, как температура окружающей среды, количество света, влажность).

В женском организме продолжительность их жизни может быть разной. Если на быстроту движения влияет размер сперматозоида, то длительность существования от этого не зависит. Например, во влагалище мужские половые клетки погибают за 2 часа. В матке и фаллопиевых трубах среда является более благоприятной для сперматозоидов. Здесь они могут находиться до 5 дней в активном состоянии в поисках или ожидании яйцеклетки.

Сравнение сперматозоидов с яйцеклетками

В организме мужчины периодически образуются и созревают новые половые клетки. При каждом половом акте выделяется сперма, содержащая огромное количество сперматозоидов. А вот в организме женщины созревает всего лишь одна половая клетка за один менструальный цикл (примерно за 28-30 дней).

Теперь стоит сравнить размер яйцеклетки и сперматозоида. Мужская половая клетка, как говорилось выше, является крошечной структурой. Яйцеклетка же совершенно иная. Ее размеры могут составлять от 0,15 до 0,25 мм. Также стоит отметить, что яйцеклетка является неподвижной. Кроме этого, у нее довольно короткая продолжительность жизни. После выхода из яичника и попадания в фаллопиеву трубу она может существовать примерно 24 часа. Если оплодотворения не происходит, то яйцеклетка погибает.

В заключение стоит отметить, что размер сперматозоида очень мал. Несмотря на это, он имеет важную функцию, заключающуюся в Однако выполнить это способны далеко не все сперматозоиды. Попадая в женский организм, они проходят естественный отбор. Слабые, имеющие неправильное строение клетки очень быстро погибают, не достигая матки. Остальные просто не успевают добраться до цели. Лишь самый быстрый и активный сперматозоид, обошедший все препятствия, проникает в найденную яйцеклетку и добавляет в нее свою генетическую информацию.

СПЕРМАТОЗОИД (сперма + зоо... + греч. eidos — вид; синонимы — спермий, сперматозоон, живчик), зрелая гаплоидная мужская половая клетка. Открыл студент-медик Й. Гам (1680), позднее описан А. Левенгуком. Термин введён К. М. Бэром в 1827 г. Сперматозоиды образуются в результате сперматогенеза и участвуют в оплодотворении. Зрелый нормальный сперматозоид человека состоит из головки, шейки, тела и хвоста, или жгутика, который заканчивается тонкой концевой нитью.

Общая длина сперматозоида составляет около 50 — 60 мкм (головка 5 — 6 мкм, шейка и тело 6 — 7 и хвост 40 — 50 мкм). В головке находится ядро, несущее отцовский наследственный материал. На переднем её конце находится акросома, обеспечивающая проникновение сперматозоида через оболочки женской яйцеклетки. В шейке и теле расположены митохондрии и спиральные нити, являющиеся генератором двигательной активности сперматозоида. От шейки через тело и хвост отходит осевая нить (аксонема), окружённая оболочкой. Под нею вокруг осевой нити расположены 8 — 10 ещё более мелких нитей — фибрилл, выполняющих в клетке двигательную или скелетную функции.

Подвижность является наиболее характерным свойством сперматозоида и осуществляется с помощью равномерных ударов хвоста путём вращения вокруг собственной оси по направлению часовой стрелки. Продолжительность существования сперматозоида во влагалище достигает 2,5 часа, в шейке матки — 48 часов и более. В норме сперматозоид движется всегда против тока жидкости, что и позволяет ему передвигаться вверх по женскому половому тракту до встречи с яйцеклеткой со скоростью 3 мм/мин.

Известно, что в определении пола ведущую роль играют 2 половые хромосомы — Х и Y. Сперматозоиды, содержащие Y-хромосому, называются андроспермиями, Х-хромосому — гиноспермиями. Яйцеклетку может оплодотворить, как правило, только один спермий, причём, с равной вероятностью им может быть андро- или гиноспермий, в связи с чем предварительные предсказания пола ребёнка практически невозможны. Предполагают, что мальчики чаще рождаются от мужчин, в сперме которых преобладают андроспермии.

В спермограмме здорового мужчины наряду с нормальными встречаются и патологические формы спермиев, но не более 20 — 25%. Превышение этого числа может приводить к бесплодию или к врождённым уродствам плода. При патологии в эякуляте уменьшается количество сперматозоидов (олигозооспермия), может снижаться число подвижных форм (астенозооспермия). Иногда отсутствуют зрелые сперматозоиды, а встречаются лишь клетки сперматогенеза. Все сперматозоиды могут быть неподвижными или в сперме могут отсутствовать как сперматозоиды, так и клетки сперматогенеза (аспермия).

Строение и функция сперматозоида

Сперматозоид человека - это специализированная клетка, строение которой позволяет ей выполнить свою функцию: преодолеть половые пути женщины и проникнуть в яйцеклетку, чтобы внести в неё генетический материал мужчины. Сперматозоид, сливаясь с яйцеклеткой, оплодотворяет её.

В организме человека сперматозоид является самой маленькой клеткой тела (если учитывать только саму головку без хвостика). Общая длина сперматозоида у человека равна приблизительно 55 мкм. Головка составляет приблизительно 5,0 мкм в длину, 3,5 мкм в ширину и 2,5 мкм в высоту, средний участок и хвостик - соответственно, приблизительно 4,5 и 45 мкм в длину.

Малые размеры, вероятно, необходимы для быстрого движения сперматозоида. Для уменьшения размера сперматозоида при его созревании происходят специальные преобразования: ядро уплотняется за счет уникального механизма конденсации хроматина (из ядра удаляются гистоны, и ДНК связывается с белками-протаминами), большая часть цитоплазмы выбрасывается из сперматозоида в виде так называемой «цитоплазматической капли», остаются только самые необходимые органеллы.

Сперматозоид мужчины имеет типичное строение и состоит из головки, средней части и хвоста.

Головка сперматозоида человека имеет форму эллипсоида, сжатого с боков, с одной из сторон имеется небольшая ямка, поэтому иногда говорят о «ложковидной» форме головки сперматозоида у человека. В головке сперматозоида располагаются следующие клеточные структуры:

Ядро , несущее одинарный набор хромосом. Такое ядро называют гаплоидным. После слияния сперматозоида и яйцеклетки (ядро которой также гаплоидно) образуется зигота - новый диплоидный организм, несущий материнские и отцовские хромосомы. При сперматогенезе (развитии сперматозоидов) образуются сперматозоиды двух типов: несущие X-хромосому и несущие Y-хромосому. При оплодотворении яйцеклетки X-несущим сперматозоидом формируется эмбрион женского пола. При оплодотворении яйцеклетки Y-несущим сперматозоидом формируется эмбрион мужского пола. Ядро сперматозоида значительно мельче ядер других клеток, это во многом связано с уникальной организацией строения хроматина сперматозоида (см. протамины). В связи с сильной конденсацией хроматин неактивен - в ядре сперматозоида не синтезируется РНК.
Акросома - видоизмененная лизосома - мембранный пузырек, несущий литические ферменты - вещества, растворяющие оболочку яйцеклетки. Акросома занимает около половины объёма головки и по своему размеру приблизительно равна ядру. Она лежит спереди от ядра и покрывает собой половину ядра (поэтому часто акросому сравнивают с шапочкой). При контакте с яйцеклеткой акросома выбрасывает свои ферменты наружу и растворяет небольшой участок оболочки яйцеклетки, благодаря чему образуется небольшой «проход» для проникновения сперматозоида. В акросоме содержится около 15 литических ферментов, основным из которых является акрозин.
Центросома - центр организации микротрубочек, обеспечивает движение хвоста сперматозоида, а также предположительно участвует в сближении ядер зиготы и первом клеточном делении зиготы.

Позади головки располагается так называемая «средняя часть » сперматозоида. От головки среднюю часть отделяет небольшое сужение - «шейка». Позади средней части располагается хвост. Через всю среднюю часть сперматозоида проходит цитоскелет жгутика, который состоит из микротрубочек. В средней части вокруг цитоскелета жгутика располагается митохондрион - гигантская митохондрия сперматозоида. Митохондрион имеет спиральную форму и как бы обвивает цитоскелет жгутика. Митохондрион выполняет функцию синтеза АТФ и тем самым обеспечивает движение жгутика.

Хвост , или жгутик, расположен за средней частью. Он тоньше средней части и значительно длиннее её. Хвост - орган движения сперматозоида. Его строение типично для клеточных жгутиков эукариот.

Движение сперматозоидов человека

Сперматозоид человека движется при помощи жгутика. Во время движения сперматозоид обычно вращается вокруг своей оси. Скорость движения сперматозоида человека может достигать 0,1 мм в сек. или более 30 см в час. У женщины приблизительно через 1-2 часа после коитуса с эякуляцией первые сперматозоиды достигают ампулярной части фаллопиевой трубы (той части, где происходит оплодотворение).

В организме мужчины сперматозоиды находятся в неактивном состоянии, движения жгутиков у них незначительны. Перемещение сперматозоидов по половым путям мужчины (семенные канальцы, проток эпидидимиса, семявыносящий проток) происходит пассивно за счет перистальтических сокращений мышц протоков и биения ресничек клеток стенок протоков. Сперматозоиды приобретают активность после эякуляции за счет воздействия на них ферментов простатического сока.

Движение сперматозоидов по половым путям женщины является самостоятельным и осуществляется против движения жидкости. Для осуществления оплодотворения сперматозоидам необходимо преодолеть путь длиной около 20 см (цервикальный канал - около 2 см, полость матки - около 5 см, фаллопиева труба - около 12 см).