Сперма

Сперма (sperma), — семя, семенная жидкость, представляет собой специфический продукт секреции мужской половой железы и придаточных желез мужских половых органов; жидкость эта при соприкосновении с яйцевой клеткой при соответствующих условиях оплодотворяет яйцо, что ведет к делению яйца и образованию зародыша. Семя не есть гомогенная жидкость: в ней взвешены различные морфологические элементы и среди них самый существенный элемент, которым и определяется все назначение спермы — т. н. сперматозоид, или семенной живчик, ибо оплодотворение яйца начинается именно с того момента, когда сперматозоид проникает в яйцевую клетку. По физическим свойствам семя есть вязкая, клейкая жидкость молочного вида, белого цвета, с легким желтоватым или слегка зеленоватым оттенком; молочный вид жидкости вызывается, как и в молоке, большим числом взвешенных элементов, отражающих свет, — в данном случае сперматозоидов. Несколько минут после извержения из мужского полового органа семенная жидкость застывает, гелатинирует, но еще через несколько минут становится опять жидкой, клейкой. Семя имеет своеобразный, но не интенсивный запах; этот запах зависит, вероятно, от примеси к семени секрета предстательной железы, содержащего т. н. спермин; некоторые утверждают, что пыльца определенных растений имеет такой же запах. Наиболее важный по функциональному значению элемент спермы — сперматозоид, образуется в мужской половой железе, или иначе в яичке, семеннике или тестикуле (см. мочеполовая система).

В периоде до половой зрелости семенные канальцы яичка состоят из клеток с относительно большими ядрами; одни из этих клеток — сперматогонии, т. е. материнские клетки, из которых дальше образуются сперматозоиды, другие — т.   н. клетки Сертоли, которые играют вспомогательную роль при образовании сперматозоидов. Вся полость семенных канальцев семенника пока еще целиком выполнена клетками, так что собственно о канале еще нельзя говорить. Ко времени наступления половой зрелости сперматогонии начинают многократно делиться и образуют, таким образом, т. н. сперматоциты, которые являются непосредственными предшественниками сперматозоидов. Сперматоциты делятся два раза, давая начало четырем дочерним клеткам — сперматидам, в ядре которых уже только половинное число хромосом, соответствующее норме (женская яйцевая клетка до оплодотворения содержит в своем ядре также половинное число хромосом, в связи с чем ядро оплодотворенной яйцевой клетки имеет нормальное число хромосом). Сперматиды претерпевают морфологические изменения, превращаясь в образования, в которых можно различать головку, составленную из ядерного вещества клетки, и хвост. Хвост измененной сперматиды направлен к оси семенного канальца, и пучки хвостов заполняют всю полость зрелого семенного канальца в семеннике. Как видно из краткого изложения развития, сперматозоиду принадлежит морфологическое значение одной клетки. Живчик обнаруживает, как упомянуто, головку (ядерная часть клетки), хвост (протоплазматическая часть) и шейку (центрозомная часть), или связывающий отдел, который соединяет обе первые части. Размеры сперматозоидов у человека в тысячных долях миллиметра таковы: длина головки 3—5, ширина ее 2—3; длина соединительной части — 6, ее толщина — 1; длина хвоста 40—60; длина всего сперматозоида 50—70. Головка имеет грушевидную форму, причем передняя часть ее тоньше задней, непосредственно переходящей в соединительную часть; последняя имеет цилиндрическую форму и состоит из осевой нити и оболочек ее окружающих. Осевая нить среднего отдела непосредственно продолжается в хвост сперматозоида. Осевая нить связующей части и хвоста представляет собою пучок тончайших фибриллей; у некоторых животных осевая нить легко расщепляется, почему без труда может быть обнаружена фибриллярная структура этого образования. Осевая нить на всем протяжении, за исключением концевого отдела хвоста, окружена протоплазматической оболочкой. Помимо того, соединительное звено окружено еще очень тонкой оболочкой, вокруг которой проходит спиральная оболочка. Семенные тела у различных животных различаются по своему строению; так, например, головка может иметь иную форму или даже совершенно отсутствовать, как таковая, и в этом случае в качестве гомолога ее можно обнаружить на передней части головки небольшой отдел, который отличается от остального хвоста своим отношением к красящим веществам. У некоторых животных на протяжении всего хвоста протянута колеблющаяся перепонка. У низших животных хвост нередко совершенно отсутствует.   Характерной функциональной чертой сперматозоидов, имеющей первостепенное значение в деле приближения живчика к яйцевой клетке, — является их способность к движению. Нужно при этом отметить, что живчики обнаруживают весьма оживленное активное движение в сперме: в пределах тестикула и его придатка активные движения сперматозоидов отсутствуют; очевидно, что те вещества, та среда, с которыми живчик по пути продвижения через различные отделы уретры встречается, способствуют проявлению его двигательной способности, и в этом отношении, как говорят опыты, особенное значение нужно приписать секрету предстательной железы. Что касается самого характера движения, то его на первый взгляд можно уподобить тому движению, которое наблюдается у одноклеточных организмов, снабженных жгутиком; однако, у этих организмов жгутик укреплен на переднем конце тела и своим движением увлекает все тело за собой, у сперматозоида же, наоборот, при движении головка смотрит вперед и, следовательно, механизм движения здесь другой. Изучение движений живчика затрудняется тем, что они совершаются очень быстро, по крайней мере, в свежей сперме; когда движения замедляются, то их легче изучить, но нельзя быть уверенным, что характер движения при этом не нарушен. При медленном движении характерным является изгиб всего тела сперматозоида и качание головки в такт с изгибом тела; выпрямление изогнутого тела рождает слагающую силу, перемещающую головку вперед. Таким характером отличается движение рыб, где оно вследствие большой массы тела целесообразно, для организации же сперматозоида было бы сопряжено с затратой излишней энергии, раз конечная цель движения заключается в поступательном движении. В сперме млекопитающих животных и свежей сперме человека можно наблюдать под микроскопом движение, направленное строго продольно без малейшего колебания головки сперматозоида; хвост при этом движется не одновременно, как одно целое, а обнаруживает змеевидные изгибы, в виде волн пробегающие вдоль хвоста от головки к заднему концу хвоста: сперматозоид плывет при этом, следовательно, как угорь. Длительность пробега одной волны равняется приблизительно четверти секунды. Скорость поступательного движения по оценке некоторых авторов равняется 0,06 мм  в 1 секунду, или 3,6 мм  в 1 минуту. В соответствии с этими данными находится наблюдение, согласно которому у кроликов после акта совокупления сперматозоиды проходят весь путь вплоть до яичника в течение 9-ти часов. Мерцательный эпителий матки и яичника не служит вспомогательным моментом для продвижения живчиков, ибо реснички бьют в сторону, обратную движению сперматозоида. Возможно, что поток, создаваемый мерцательным эпителием, имеет  значение агента, возбуждающего движение сперматозоидов против потока; с другой стороны, здесь создается возможность отбора, ибо в борьбе с препятствиями для продвижения вперед в яйцепровод, где обычно у человека имеет место акт оплодотворения яйцевой клетки, проберутся раньше других наиболее сильные и проворные сперматозоиды. Каковы условия, влекущие сперматозоид к яйцу, не совсем ясно; очевидно, мы встречаемся здесь с явлениями хемотаксиса (см.). Наряду с таким положительным хемотаксисом, в круге процессов оплодотворения у различных животных нужно принимать и отрицательный хемотаксис; так, у животных, у которых и сперматозоиды и яйца попадают в морскую воду, где совершается   акт оплодотворения (морские ежи, морские звезды и др.), должны существовать условия, защищающие яйцо от внедрения чужого сперматозоида. При благоприятных условиях сперматозоиды могут оставаться в живых вне мужского организма очень долго. Сперматозоиды человека, сохранявшиеся при температуре тела в термостате, обнаруживали еще на восьмой день нормальные движения. Известны случаи,  когда сперматозоиды, извлеченные из влагалища женщины через три с половиной недели после совокупления, оказывались вполне нормальными. У животных эта жизнеспособность сперматозоидов выражена еще резче; в хранилище семени пчелиной матки царицы сперматозоиды остаются в живых год и больше, в матке летучей мыши — в течение всей зимы.

Придаточные железы мужского полового аппарата еще далеко не вполне выяснены в их функциональном значении. Семенные пузырьки считались раньше резервуарами, в которых скопляется продукт образования семенников в виде густой массы сперматозоидов, и которые должны были, таким образом, обеспечивать достаточное количество спермы ко времени акта извержения семени; в соответствии с этим семенные пузырьки получили название хранилища семени — «Receptaculum seminis». Не подлежит, однако, сомнению, что, наряду с такой функцией, пузырьки имеют еще и секреторное значение, хотя секрет пузырьков у различных животных имеет различный характер по своим физическим свойствам и функциональной роли. Есть основания принимать, что у грызунов обильный секрет пузырьков от прибавления жидкости предстательной железы быстро застывает, становится плотным и, таким образом, превращается как бы в пробку, запирающую влагалище самки и тем предотвращающую обратное вытекание спермы после совокупления. У других животных, а также у человека, секрет семенных пузырьков служит для придания сперме большего объема; при этом имеет также значение некоторая степень вязкости, которую приобретает сперма от смешения с продуктом семенных пузырьков. Предстательная железа вырабатывает жидкий секрет, опалесцирующий как разбавленное молоко, слегка щелочной, с содержанием белков, без муцина; о запахе этого секрета и содержании в нем спермина было упомянуто выше. Самое существенное значение сока предстательной железы заключается, по-видимому, в том, что он является моментом, повышающим сильнейшим образом способность сперматозоидов к движению. Значение секрета Куперовских желез невыяснено. Количество семенной жидкости, извергаемой при половом акте у человека, колеблется в больших пределах от ничтожных количеств, например нескольких десятых долей куб. см, до максимальных величин в 5—6 куб. см; в качестве средней величины можно принять 3 куб. см. При повторных извержениях семенной жидкости в течение сравнительно короткого срока, например 12 часов, количество спермы уменьшается, но от одного дня к другому количество жидкости у нормального мужчины восстановляется. Количество сперматозоидов в 1 куб. см спермы чрезвычайно велико и при этом изменчиво. При повторных, часто следующих друг за другом, извержениях число их убывает до полного исчезновения; по прошествии паузы в два дня число семенных нитей не только восстановляется до нормы, но может стать больше, чем обычно после паузы дней в шесть. Среднее количество живчиков в 1 куб. мм — 60 000, а общее их число во всей сперме одного совокупления — 226 миллионов; пределы колебаний последнего числа — от 0 до 550 миллионов. В специально предпринятых для выяснения этого вопроса опытах число сперматозоидов у собаки после повторных потерь семени опустилось до нуля, но количество извергаемой жидкости уменьшалось лишь в незначительной мере. Так как через день после этого число сперматозоидов было свыше нормы и больше, чем при прочих равных условиях через неделю, то было даже высказано предположение, что сперматозоиды гибнут во время продолжительного пребывания в семенном пузырьке.

Азооспермией называется такое патологическое состояние, при котором семя более или менее нормально извергается, но не содержит сперматозоидов и потому неспособно служить для целей оплодотворения. Семя, как жидкость, представляющая продукт железистой деятельности семенной железы и прибавочных желез полового аппарата, неоднократно подвергалось обстоятельному химическому анализу, давшему результаты очень ценные сами по себе, но в отношении функций спермы выясняющие немного. Сперма  содержит 90% воды и 10% твердых веществ; среди последних почти половина приходится на долю муцина, а остальное составляется из белков, экстрактивных веществ и солей (среди последних преобладают поваренная соль и фосфорнокислые соли щелочных земель). При выпаривании спермы в ней образуются кристаллы в виде четырехсторонних призм с ромбоэдрическими площадками на концах; такие же кристаллы появляются несколько часов после извержения семени и самостоятельно. Кристаллы эти называются кристаллами Шарко-Лейдена и состоят из фосфорнокислого спермина. Сперматозоиды состоят из веществ, находящихся обычно в таких клетках, в которых ядро имеет большую величину и как бы выполняет всю клетку. Такие клетки представляют собой ценные объекты для химического изучения веществ, составляющих ядро клетки, и в этом отношении сперматозоиды с их головкой, являющейся гомологом ядра, сыграли важную роль. Кроме белков, цереброзида, холестерина, лецитина, солей, в сперматозоидах находят большое количество нуклеина, нуклеиновых кислот и нуклеиновых оснований. Классическим исследованием по химии спермы и сперматозоидов считается исследование Мишера о молоках лосося; им было доказано, что в сперматозоидах, и именно их головках, нуклеиновая кислота связана с протамином, являющимся наиболее простой формой белкового вещества; протамин не содержит серы, дает биуретовую реакцию, но не дает ни ксантопротеиновой, ни миллоновой реакции на белки. Впоследствии в сперме различных рыб были найдены вещества со свойствами протаминов; они получили свои названия от обозначения соответствующих рыб: клупеин, стурин, скомбрин и др. Сперма обладает антигенными свойствами; будучи впрыснута в кровь животного, она вызывает образование антител. Особенно поразительны в этом отношении недавние опыты Дурига. Он впрыскивал чистую сперму кроликов, как она получается при совокуплении, в вену уха кроличьей самки; впрыскивания повторялись несколько раз в течение периода около 20 дней, причем в общем в кровь вводилось при этом 2,0—5,0 куб. см спермы. Сперматотоксическое действие крови этого животного выражалось, прежде всего, тем, что она (как показали опыты с висячей каплей) останавливает движение кроличьих сперматозоидов и вызывает их агглютинирование. В течение всей стадии (длящейся недели и даже месяцы) с выраженным антитоксическим действием крови, кроличья самка оказывается стерильной и неспособной оплодотворяться спермой, служившей антигеном; конечно, для опыта была взята самка, которой плодовитость раньше была установлена. По истечении указанного выше времени самка снова приобретала восприимчивость и оплодотворялась кроличьим семенем.

Удаление семенников из тела, кастрация (см.), ведет не только к бесплодию, как к непосредственному результату операции, но и к целому ряду других явлений. Если операция произведена на ребенке до развития половой зрелости, то вторичные половые органы, особенно предстательная железа и семенные пузырьки, остаются на всю жизнь в состоянии недоразвития; кроме того, у кастратов не развиваются вторичные половые признаки, как, например, растительность на лице, увеличение гортани и в связи с этим перемена голоса, специфический характер скелета; эпифизы остаются дольше отделенными, кости конечностей становятся более длинными и тонкими, чем обычно, швы черепа оссифицируют поздно; большинство желез внутренней секреции обнаруживает изменение: рост щитовидной железы задерживается, корковое вещество надпочечников, зобная железа и мозговой придаток увеличены. Если кастрация произведена в зрелом возрасте, т. е. после образования вторичных половых признаков, то последние обнаруживают несомненный регресс, предстательная железа и семенные пузырьки становятся атрофичными, появляются признаки измененного обмена веществ со склонностью к ожирению. Все это говорит в пользу того, что семенники имеют своим назначением не только выработку спермы и сперматозоидов, что они, кроме этого, являются несомненными органами внутренней секреции, т. е. вырабатывают вещества, поступающие в кровь и вызывающие указанные выше эффекты. Броун-Секар (см.) еще в 1892 г., исходя из мысли о том, что признаки постарения и в частности полового ослабления находятся в связи с регрессивными изменениями семенников, впрыскивал экстракт из семенников молодых животных под кожу мужчинам старикам и утверждал, что в результате этих мероприятий получалось омоложение последних: они чувствовали себя бодрее в физическом и умственном отношении, половая способность их увеличивалась. Опыты Броун-Секара послужили толчком к развитию той области, которая теперь известна, как учение о внутренней секреции (см.), хотя самые опыты Броун-Секара, не получившие впоследствии подтверждения, составляют слабую опору этого учения. В семенниках известны помимо железистых элементов, заложенных в семенных канальцах, особенные элементы эпителиального характера, расположенные в соединительной интерстициальной ткани семенников, — это т. н. клетки Лейдига; совокупность этих клеток некоторые называют интерстициальной железой, в настоящее же время они получили название пубертатной железы (Штейнах), чтобы таким образом в названии фиксировать их связь с явлениями полового созревания. И в самом деле, целый ряд доводов заставляет принять, что не генеративные клетки, а именно эти интерстициальные выделяют те вещества, которые, попадая в кровь, ведут к развитию вторичных половых признаков. В случаях крипторхизма, при некоторых пороках развития, яичко задерживается в полости, не спускается в мошонку, что ведет к отсутствию воспроизводительной способности. В этом случае, а также при перевязке выводного протока семенной железы (vas deferens), т. е. в условиях, ведущих к атрофии семенников и отсутствию сперматозоидов в спермы (причем интерстициальные элементы, однако, не атрофируют), все половые признаки и половое влечение развиваются нормально. Успешная трансплантация целого семенника или части его в тело кастрированного молодого животного ведет к нормальному развитию половых признаков, хотя генеративный эпителий пересаженного семенника атрофирует. В своих обширных исследованиях о пубертатной железе Штейнах убедился, что перевязка выводящего протока семенной железы у крыс ведет даже к усиленному росту элементов этой железы, и если операция произведена на крысах-старцах, то ведет к их омоложению: они становятся на вид моложе, крепче, выносливее и, кроме того, сильнее в половом отношении. Все эти результаты связаны с повышенной деятельностью пубертатной железы, усиленно вырабатывающей после перевязки семяпровода вещества, недостаточность которых и была, как можно думать, причиной старческого одряхления. Исходя из этих опытов, Штейнах пришел к мысли о возможности омоложения людей при помощи перевязки Ductus deferens и совместно с хирургами произвел весьма удачно несколько опытов омоложения на людях; опыты эти, около которых уже развилась нездоровая шумиха, в настоящее время не могут еще считаться решающими, и весь вопрос о возможности омоложения находится еще в стадии исследования.

А. Самойлов.