2.15.2.1. Клетки сперматогенного пласта

У взрослого человека извитые семенные канальцы выстланы сложным комплексом клеток, не совсем корректно называемым спер-матогенным «эпителием». Из множества клеточных форм этого пласта только один тип клеток, а именно поддерживающие клетки (сустентоциты, клетки Сертоли), являются собственно эпителиальными. Эти же клетки являются единственными внутри канальца соматическими его элементами. Все остальные клеточные формы, образующие сперматогенный пласт, представляют собой клетки сперматогенеза, т. е. являются половыми по своей природе.

Соматические клетки сперматогенного пласта — сустентоциты имеют чрезвычайно сложную трехмерную конфигурацию, не выявляющуюся с помощью световой микроскопии. Обладая цилиндрической формой, большим количеством длинных цитоплазматиче-ских островков, расходящихся латерально и к просвету канальца, они расположены, как и любой эпителий, на базальной мембране и имеют особый тип контактов друг с другом. На рис. 2.228, А, представляющем взаимоотношения сустентоцитов с клетками сперматогенного ряда, видно, что цитоплазматические отростки сустентоцитов, охватывая со всех сторон клетки сперматогенного пласта, отделяют их друг от друга, создавая своеобразное микроокружение для них и заполняя промежутки между половыми клетками. Вместе с тем клетки сперматогенного ряда остаются связанными между собой межклеточными мостиками. В своей совокупности в пределах сперматогенного пласта сустентоциты не только «поддерживают» половые клетки разных стадий развития, но и пространственно упорядочивают их расположение. Последнее проявляется в четкой закономерности: наиболее ранние клетки сперматогенеза /(сперматогонии, прелептотенные сперма-тоциты) располагаются вблизи базальной мембраны, по мере своей Дифференцировки они перемещаются все ближе к апикальному полюсу сустентоцита, как бы двигаясь вдоль боковых его поверхностей к верхушке.

Сустентоциты обладают характерным ядром. Оно располагается у базальной мембраны, имеет овоидную или треугольную форму и глубокие инвагинации цитолеммы. На светооптическом уровне (см. рис. 2.228) ядра сустентоцитов легко определяются по расположению относительно базальной мембраны, частоте встречаемости и светлому диспергированному хроматину, на фоне которого хорошо определяются одно или два ядрышка.

Сустентоциты у взрослого человека относятся к категории непролиферирующих клеток. Свою митотическую активность они прекращают, по-видимому, еще внутриутробно, не делясь ни при каких условиях после пубертации. Вместе с тем это наиболее стабильная, устойчивая популяция клеток сперматогенного пласта. Если половые клетки довольно легко и быстро погибают от различных воздействий (ионизирующая радиация, сперматогенные яды, аутоиммунные конфликты и др.), то Сустентоциты часто остаются после таких воздействий единственными клетками внутри извитого канальца.

На рис. 2.228, А показано, что поддерживающие клетки содержат вытянутые митохондрии, ориентированные вдоль длинной оси клетки. Обычными для цитоплазмы этих клеток являются липидные капли и хорошо развитая агранулярная сеть в непосредственной близости от развивающейся акросомальной шапки спер-матид. Значение этой близости неизвестно, но оно рассматривается в качестве одного из проявлений функции сустентоцита как «клетки-няньки» для половых.

Сертоли-сертолиевы соединения. Соседствующие друг с другом Сустентоциты соединяются необычным типом соединений — так называемыми сертоли-сертолиевыми соединениями, не встречающимися ни в одном другом типе эпителиев. В их образовании принимают участие наиболее базально расположенные отростки сустентоцитов. Сертоли-сертолиевы соединения являются чрезвычайно прочными, надежно отграничивающими расположенный над ними адлюминальный отсек извитого семенного канальца от проникновения туда многих химических соединений и, наоборот, препятствующими контакту содержимого адлюминального отсека с иммунокомпетентными клетками организма (практически все применявшиеся для изучения гистогематических барьеров вещества не способны их преодолевать). По современным представлениям смысл наличия столь прочных разграничивающих каналец структур заключается в изоляции поздно появляющихся в онтогенезе

продвинутых форм сперматогенеза, начиная со сперматоцита I вступившего в мейоз. Именно поэтому в базальном отсеке изви-^ того канальца, расположенном кнаружи от сертоли-сертолиевых соединений, располагаются только ранние формы сперматогенеза (сперматогонии, прелептотенные сперматоциты).

Физиологические и морфологические данные позволили установить, что сертоли-сертолиевы соединения вместе с оболочкой извитого семенного канальца в совокупности образуют очень прочный гистогематический барьер, называемый гематотестикулярным барьером (ГТБ). Он избирательно пропускает молекулы как из полости канальца, так и в обратном направлении, обеспечивая тем самым существенную разницу ионного, аминокислотного и углеводного состава крови (лимфы) и содержимого канальца. Кроме того, ГТБ препятствует возникновению аутоиммунного конфликта — реакции собственной иммунной системы на неизвестные ей белки клеток сперматогенного ряда. Нарушение целостности ГТБ в результате травмы яичка или после воздействия некоторых веществ (после начала пубертации) приводит к ауто-иммунному процессу, часто полностью уничтожающему спермато-генный пласт.

Как следует из рис. 2.229, представляющего общий вид участка яичка, помимо сертоли-сертолиевых соединений, в образовании ГТБ участвует также собственная оболочка извитого семенного канальца. Значение упоминавшихся выше периту-булярных клеток и неклеточных слоев оболочки в ГТБ неясно. Однако следует помнить, что перитубулярные миоидные клетки у человека не имеют сократительной активности, в связи с чем их значение в физиологии извитого канальца остается загадочным.

На препарате яичка взрослого человека (рис. 2.229, А) большую часть поля зрения занимают срезы извитых семенных каналь-цев. Обязательной задачей работы с этим препаратом является идентификация клеток сперматогенеза и поддерживающих клеток. Ее следует начать с обнаружения ядер сустентоцитов в самом наружном отсеке канальца по следующим признакам: крупные, редко расположены, овоидной или треугольной формы, светлый хроматин, ядрышко на его фоне.

Примерно на уровне ядер поддерживающих клеток располагаются ядра сперматогонии, отличающиеся небольшими размерами, компактным хроматином, часто встречающимися фигурами митоза.

Следующий ярус ядер в сперматогенном пласте составляют ядра сперматоцитов I. Это самые крупные ядра пласта, их размер позволяет их легко отличать от других ядер. Кроме того, для них характерен специфический рисунок хроматина, соответствующий профазе I мейоза.

На этом же уровне находятся ядра вторичных сперматоцитов. Но в связи с короткостью их жизненного цикла и циклических изменений, о которых будет упомянуто позже, они редко встречаются на препаратах.

Только что образовавшиеся в результате второго деления со" зревания ранние сперматиды являются небольшими, округлой формы клетками. Более поздние сперматиды характеризуются вытянутой формой, большей степенью конденсации хроматина и развитием акросомы и жгутика.

В процессе изучения распределения различных генераций сперматогенных клеток возникло представление об ассоциациях клеток сперматогенного ряда и о цикле сперматогенного эпителия. Цикл сперматогенного эпителия определяется как серия изменений в данной зоне сперматогенного пласта между двумя появлениями одной и той же клеточной ассоциации. Эта последовательность изменений наиболее тщательно изучена у крысы. У человека цикл сперматогенного эпителия включает б стадий (рис. 2.229, Б) и длится примерно 16 сут.

У всех изученных в этом отношении видов, кроме человека, определенная стадия цикла занимает, как правило, довольно длинный участок извитого семенного канальца. Поэтому на поперечном срезе чаще всего встречается только одна клеточная ассоциация. При этом рядом с ней располагается следующая по счету стадия, а с противоположного конца —предыдущая (рис. 2.230). В изви-

том канальце человека одна ассоциация клеток занимает короткий неправильной формы участок, что и объясняет наличие на срезе одновременно 2—3 и более ассоциаций.

Для полного завершения развития сперматогонии в зрелый сперматозоид необходимо 4,6 цикла,

Эндокринный компонент мужской половой железы — и н т е р-стициальные гландулоциты, или клетки Лейдига располагаются в промежутках между извитыми семенными ка-нальцами (см. рис. 2.229, А; рис. 2.231). Здесь же кровеносные сосуды образуют перитубулярные сплетения. Интерстициальная ткань яичка человека представляет собой рыхлую соединительную ткань, в значительной степени насыщенную внеклеточной жидкостью. Помимо гландулоцитов, в ней находятся фибробласты, макрофаги, небольшое количество лаброцитов, а также некоторое количество недифференцированных клеток мезенхимного происхождения, которые под влиянием гонадотропинов аденогипофиза способны дифференцироваться в гландулоциты.

У взрослого человека гландулоциты располагаются либо в виде скоплений возле сосудов (собственно интерстициальные), либо прижаты к канальцам (перитубулярные гландулоциты). Независимо от топографии эти клетки являются классическими стероид-продуцирующими элементами, аналогичными по своей морфологии находящимся в коре надпочечников, желтом теле, интерстици-альной ткани яичника. В случае близкого расположения к сосудам они, по-видимому, выступают как истинно эндокринные клетки, выделяя тестостерон в общий кровоток.

Интерстициальные гландулоциты периваскулярной локализации имеют неправильную многоугольную форму, особенно в центре скопления. На периферии скопления могут располагаться и вытянутые, и даже веретеновидной формы клетки.

В случае перитубулярной локализации они поставляют тестостерон прямо в извитой семенной каналец, т. е. паракринно. Тестостерон необходим сперматогенному пласту прежде всего для завершения спермиогенеза.

Одной из особенностей интерстициальных гландулоцитов человека является наличие в них кристаллоидных структур, называемых кристаллами Рейнке. Плохо окрашиваясь обычными гистологическими красителями, они остаются бесцветными на препаратах, предназначенных для светооптического изучения. На электронных микрофотографиях они имеют . упорядоченную организацию, особенно при поперечном сечении. Интересно отметить, что кристаллы Рейнке появляются в клетках Лейдига вплоть до глубокой старости. Значение их остается невыясненным.

Развитие яичка проходит несколько стадий. После закладки органа в виде утолщения целомического эпителия на поверхности первичной почки наступает так называемая индифферентная стадия (рис. 2.232, А), называемая так потому, что светооптически в этот период времени невозможно определить гонадный пол зародыша.

том канальце человека одна ассоциация клеток занимает короткий неправильной формы участок, что и объясняет наличие на срезе одновременно 2—3 и более ассоциаций.

Для полного завершения развития сперматогонии в зрелый сперматозоид необходимо 4,6 цикла.

Эндокринный компонент мужской половой железы — и н т е р-стициальные гландулоциты, или клетки Лейдига, располагаются в промежутках между извитыми семенными ка-нальцами (см. рис. 2.229, А; рис. 2.231). Здесь же кровеносные сосуды образуют перитубулярные сплетения. Интерстициальная ткань яичка человека представляет собой рыхлую соединительную ткань, в значительной степени насыщенную внеклеточной жидкостью. Помимо гландулоцитов, в ней находятся фибробласты, макрофаги, небольшое количество лаброцитов, а также некоторое количество недифференцированных клеток мезенхимного происхождения, которые под влиянием гонадотропинов аденогипофиза способны дифференцироваться в гландулоциты.

У взрослого человека гландулоциты располагаются либо в виде скоплений возле сосудов (собственно интерстициальные), либо прижаты к канальцам (перитубулярные гландулоциты). Независимо от топографии эти клетки являются классическими стероид-продуцирующими элементами, аналогичными по своей морфологии находящимся в коре надпочечников, желтом теле, интерстици-альной ткани яичника. В случае близкого расположения к сосудам они, по-видимому, выступают как истинно эндокринные клетки, выделяя тестостерон в общий кровоток.

Интерстициальные гландулоциты периваскулярной локализации имеют неправильную многоугольную форму, особенно в центре скопления. На периферии скопления могут располагаться и вытянутые, и даже веретеновидной формы клетки.

В случае перитубулярной локализации они поставляют тестостерон прямо в извитой семенной канадец, т. е. паракринно. Тестостерон необходим сперматогенному пласту прежде всего для завершения спермиогенеза.

Одной из особенностей интерстициальных гландулоцитов человека является наличие в них кристаллоидных структур, называемых кристаллами Рейнке. Плохо окрашиваясь обычными гистологическими красителями, они остаются бесцветными на препаратах, предназначенных для светооптического изучения. На электронных микрофотографиях они имеют упорядоченную организацию, особенно при поперечном сечении. Интересно отметить, что кристаллы Рейнке появляются в клетках Лейдига вплоть до глубокой старости. Значение их остается невыясненным.

Развитие яичка проходит несколько стадий. После закладки органа в виде утолщения целомического эпителия на поверхности первичной почки наступает так называемая индифферентная стадия (рис. 2.232, А), называемая так потому, что светооптически в этот период времени невозможно определить гонадный пол зародыша.

На срезе зародыша человека б—7 нед (рис. 2.232, Б) гонада обнаруживается в виде тяжа, тесно связанного с первичной почкой. Снаружи она покрыта цилиндрическим эпителием, паренхиму образуют мезенхимные клетки. При более детальном изучении гонады можно различить комплексы, состоящие из погрузившихся в нее первичных половых клеток и окружающих их клеток целомического эпителия. Последние образуют половые шнуры, являющиеся предшественниками извитых семенных ка-нальцев.

Следует помнить, что появлению половых шнуров предшествует дифференцировка в полевой железе первой, так называемой плодной генерации клеток Лейдига. Без тестостерона, который они продуцируют в самом начале морфогенеза гонады, невозможно ее развитие по мужскому типу. Примерно к середине внутриутробного развития человека начинается постепенная инволюция плодной генерации гландулоцитов, приводящая к практически полному их исчезновению вскоре после рождения,

Изменения в развивающейся мужской гонаде зародыша и плода человека после б—7-й недели очень незначительны. Они заключаются в постепенном удлинении канальцев, некоторой дифферен-цировке первичных половых клеток и нарастании общего числа сустентоцитов.

Яичко новорожденного ребенка (рис. 2.232, В) характеризуется дольчатостью строения, рыхлым расположением интерстициальной ткани, которая сильно напоминает мезенхиму и практически не содержит гландулоцитов, редкостью расположения срезов извитых семенных канальцев (половых шнуров), большая часть которых лишена просвета. Из клеточных форм в сперматогенном пласте в этот период находятся лишь сустентоциты и половые клетки, занимающие промежуточное положение между первичными половыми и сперматогониями, — так называемые пресперматогонии.

К моменту рождения доношенного нормального мальчика его половые железы в подавляющем большинстве случаев находятся в мошонке. Примерно в 2—3 % случаев нормы они опускаются в мошонку в течение первых двух недель постнатальной жизни. Отсутствие яичек в мошонке более старших детей, а также взрослых людей носит название крипторхизма (одностороннего или двустороннего) и является одной из наиболее распространенных форм аномалий развития мужской половой железы.

Критическим моментом развития всего организма и половой системы в частности является период полового созревания (пубер-тация). Ни одна другая система организма не претерпевает столь серьезной перестройки и одновременно не играет столь большой роли в пубертации, как половая. В этот период под влиянием соответствующих гормонов аденогипофиза происходит быстрый рост яичка, его придатка и добавочных половых желез. При этом увеличивается длина и диаметр извитых семенных канальцев, в них появляются продвинутые формы сперматогенеза (10— 12 лет), появляется и функционально дифференцируется интерстициальная ткань (12—14 лет). К возрасту 15—17 лет сперматогенез характеризуется наличием своих конечных форм, становясь в дальнейшем более устойчивым.

Исследования последних лет показали, что процесс сперматогенеза течет с примерно одинаковой интенсивностью вплоть до глубокой старости.