Препарат (без номера). Семенник млекопитающего (крысы, быка, марала, человека). (Гематоксилин – эозин или гематоксилин –пикрофуксин).

Препарат представляет собой поперечный срез одной семенной дольки, в состав которой входят петли извитых семенных канальцев. Иногда в срез попадает белочная оболочка или септа семенника. В зависимости от плоскости сечения канальцы выглядят округлыми, овальными или петлевидно-изогнутыми. Между канальцами располагается интерстициальная ткань семенника, в которой находятся кровеносные и лимфатические сосуды (чаще встречаются в поперечном или косом сечении, реже в продольном), нервы (при используемых способах окрашивания не видны), неклеточные компоненты соединительной ткани и разнообразные клеточные элементы, среди которых наиболее важными являются интерстициальные эндокриноциты (клетки Лейдига). Эти клетки представляют эндокринный компартментсеменника, в то время как семенные канальцы со всем их содержимым относятся к тубулярному компартменту.

Каждый семенной каналец имеет собственную пластинку (laminapropria), которая отграничивает сперматогенный эпителий от соединительной ткани межканальцевого пространства. У многих млекопитающих она состоит из 4 слоев (2 клеточных и 2 неклеточных, содержащих коллагеновые и эластические волокна). Клеточные слои образованы миофибробластами (внутренний слой) и фибробластоподобными элементами (наружный слой) – удлиненными веретеновидными клетками с вытянутыми ядрами. Собственная пластинка семенного канальца выполняет защитную функцию, влияет на транспорт сперматозоидов за счет способности к сокращению, играет роль гематотестикулярного барьера.

На собственной пластинке располагаются клетки эпителия семенных канальцев (сперматогонии и их потомки) и единственные соматические клетки, входящие в его состав – клетки Сертоли (сустентоциты).

Цилиндрическое основание клеток Сертоли покоится на базальной мембране собственной пластинки, а ветвящиеся отростки обращены в сторону просвета и образуют многочисленные специфические контакты с клетками сперматогенного ряда, которые их маскируют. Границы клеток Сертоли обычно неразличимы, их цитоплазма заполняет промежутки между половыми клетками. Ядра разнообразной формы (близкой к овальной, треугольной или ромбовидной), обычно вытянуты перпендикулярно собственной пластинке, имеют складчатую мембрану с глубокими вдавлениями, гомогенную светлую кариоплазму и единственное трехчленное ядрышко. Расположение, форма и объем ядер сустентоцитов зависят от стадий цикла сперматогенного эпителия. На используемых препаратах они обычно располагаются в базальной части клетки.

Клеточные элементы сперматогенного эпителия представлены половыми клетками, находящимися на разных этапах дифференцировки. Самый периферический ряд клеток составляют сперматогонии, которые находятся на базальной мембране собственной пластинки семенного канальца. Однако, этот ряд не сплошной, а прерывается клетками Сертоли и первичными сперматоцитами в стадии прелептотены, которые количественно преобладают над сперматогониями.

Сперматогонии подразделяются на недифференцированные стволовые, поддерживающие популяцию половых клеток и дифференцирующиеся, вступившие на путь сперматогенеза. Известно, что сперматогенные клетки, в том числе сперматогонии, представляют собой синцитиальные, синхронно развивающиеся клоны, цитоплазматические мостики между которыми обнаруживаются не только на электронно-микроскопическом, но и на светооптическом уровне. Однако у многих млекопитающих стволовые сперматогонии лежат изолированно и не имеют связей с другими клетками.

Дифференцирующиеся сперматогонии проходят ряд делений, в ходе которых последовательно сменяют друг друга сперматогонии типа А, промежуточные и типа В. У млекопитающих внутри этих типов выделяют еще и подтипы, количество которых видоспецифично.

На представленных препаратах надежно отличаются только сперматогонии типов А и В. Сперматогонии типа А обычно овальной формы со светлой цитоплазмой и крупным овальным ядром. Их длинная ось параллельна базальной мембране. Хроматин в виде мелких глыбок довольно равномерно распределен по ядру, ядрышко занимает центральное положение, вокруг него небольшое светлое пространство. Сперматогонии В (так называемые «корочковые») отличаются более крупными ядрами, глыбки хроматина огрубляются и образуют неровную корочку у ядерной мембраны.

Сперматоциты Iпорядкачастично располагаются также на базальной мембране собственной пластинки, но основная их масса образует несколько слоев сперматогенного эпителия над периферическим слоем. В зависимости от стадии профазы Iмейоза меняется состояние хроматина в ядре.

Наиболее часто встречаются первичные сперматоциты в стадии зиготены и пахитены (эти стадии самые продолжительные по времени). Подобная картина наблюдается на препаратах семенников и других видов млекопитающих.

Сперматоциты IIпорядкахарактеризуются уменьшением объема ядра, округлой формой, равномерно распределенной по ядру зернистостью, наличием нескольких глыбок хроматина. Ядрышко отсутствует. Встречаются весьма редко в связи с краткостью существования.

Период сперматогенеза вплоть до образования сперматоцитов IIпорядка называется сперматоцитогенезом.

Процесс дифференцировки сперматид в спермии обозначается как спермиогенез. У млекопитающих спермиогенез подразделяется на 4 фазы.

Фаза Гольджи (круглых сперматид)характеризуется округлой формой ядра и самой клетки. Диаметр ядра меньше, чем у вторичных сперматоцитов, оно выглядит более светлым, без зернистости, хроматин представлен небольшим числом сравнительно крупных глыбок. В цитоплазме обнаруживается мелкозернистый материал в виде проакросомных гранул – производное аппарата Гольджи. Позднее мелкие гранулы сливаются в крупную темную гранулу, примыкающую к ядру. Это формирующаяся акросома, которая вместе с контуром ядра, образованным кариолеммой, принимает характерную форму «перстенька». На всех стадиях этой фазы сперматиды располагаются в несколько рядов, составляя поверхностные слои сперматогенного эпителия. Нередко они разделены пучками созревающих сперматид старшей генерации.

В фазе колпачка (овальных сперматид) акросома уже хорошо заметна, плотно прилегает к ядру, охватывая большую часть ядерной поверхности. При этом она увеличивается в размерах, ядро начинает вытягиваться, приобретая овальную форму. К концу этой фазы акросома становится похожа на зауженный колпачок, который расположен на переднем полюсе овального ядра и направлен к базальной мембране семенного канальца.

В фазе акросомы (удлиненных сперматид) ядро перемещается к переднему полюсу, а цитоплазма смещается каудально; величина ядра уменьшается, из овального оно становится удлиненным, акросома при этом приобретает характерную для вида форму; жгутик направлен в просвет канальца. Часто сперматиды старших возрастов глубоко имплантированы в крипты (углубления между отростками) клеток Сертоли и располагаются в них пучками (каждый пучок – это один синцитиальный клон). Гистологический срез может пройти как вдоль, так и поперек такого пучка. В зависимости от этого поздние сперматиды могут быть видны на препаратах полностью или в виде группы темных точек: крупных, если срез прошел через головки и мелких, если через хвосты.

Четвертая и последняя фаза созревания заключается в окончательном формировании сперматозоидов. В этот период они почти полностью теряют цитоплазму, формируют головку, шейку, промежуточный отдел, хвост. Синцитиальные связи утрачиваются. В конце спермиогенеза сперматозоиды, завершившие свое развитие, располагаются в центре семенного канальца. Здесь же находятся скопления резидуальных телец (отброшенная цитоплазма), дегенерировавших клеток и секрета сустентоцитов.

Эндокринный компартент семенника, как уже упоминалось, представлен интерстициальными эндокриноцитами (клетками Лейдига). Функционально активные клетки Лейдига имеют разнообразную, чаще всего округлую, овальную или полигональную форму. Они содержат обильное количество эозинофильной цитоплазмы с многочисленными мелкими вакуолями или гранулами. Границы клеток нечеткие, ядро округлое или овальное, светлое, эксцентрично расположенное с одним или несколькими ядрышками и глыбками грубого хроматина. Наиболее заметны группы таких клеток в межканальцевых промежутках на стыках трех и более семенных канальцев. Помимо клеток Лейдига в состав интерстиция семенника входят фибробласты различной степени зрелости, миофибробласты, миоцитоподобные элементы, макрофаги и другие клетки лимфоидного ряда и пр.

Задание:

Рассмотрите препарат при среднем (х 20) увеличении разберитесь в гистологической картине. Обратите внимание, представлены ли на данном препарате белочная оболочка или септа, кровеносные или лимфатические сосуды в интерстиции. Зарисуйте фрагмент препарата так, чтобы в него вошли несколько канальцев и межканальцевых пространств. Следует знать, что семенник – очень «капризный» орган и требует для хорошего сохранения интерстиция почти прижизненной фиксации в особых средах. В обычных условиях фиксация формалином или составными смесями нередко приводит к сжатию интерстициальной ткани, так что между ней и канальцами образуются пустоты. Поэтому на препарате следует поискать фрагмент, где деформация тканей выражена в минимальной степени и зарисовку делать с него.

Рис 7. Гистологический срез семенника млекопитающего (какого?) Гематоксилин – эозин или гематоксилин –пикрофуксин. Ув. х20.

Обозначения:1 – семенные канальцы; 2– собственная оболочка семенного канальца; 3 – сперматогенный эпителий (стенка семенного канальца); 4 – просвет семенного канальца; 5 – соединительная ткань интерстиция; 6 – интерстициальные эндокриноциты семенника (клетки Лейдига).

Выберите каналец желательно строго поперечного сечения (круглый) с хорошо сохранившимися сперматогониями и другими стадиями сперматогенеза, изучите при большом увеличении (х 40 или х 90) строение его стенки и подробно зарисуйте клеточную ассоциацию, занимающую определенный сектор канальца. Соблюдая масштаб, изобразите ближайшее к данному канальцу межканальцевое пространство и также при большом увеличении зарисуйте группу интерстициальных эндокриноцитов.

Рис 8 Схема строения сперматогенного эпителия (сектор стенки семенного канальца) и интерстициальные эндокриноциты. Ув. х 40.

Обозначения:1 – собственная оболочка семенного канальца; 2 – ядра клеток собственной оболочки; 3 – сустентоцит (клетка Сертоли); 4 – ядро сустентоцита; 5 – сперматогоний типа А; 6 – сперматогоний типа В; 7 – сперматоциты Iпорядка (если возможно, определите стадию первой профазы мейоза); 8 – сперматоцит II порядка если есть); 9 – сперматиды в фазе Гольджи (ранние, круглые); 10 – сперматиды в фазе колпачка (средние, овальные, если есть); 11 – сперматиды в фазе акросомы (поздние, удлиненные); 12 – сперматозоиды (если есть); 13 – резидуальные тельца (если есть); 14 – интерстициальные эндокриноциты (клетки Лейдига).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие структуры можно увидеть в головке и шейке сперматозоида морской свинки при увеличении об. х 40?

2. Клетки каких стадий цикла сперматогенного эпителия располагаются непосредственно на собственной оболочке семенного канальца? Чем они отличаются между собой (размеры, форма, особенности ядер)?

3. По каким признакам на препаратах можно отличить сперматогонии от первичных и вторичных сперматоцитов (положение в канальце, размеры, особенности ядер)?

4. По каким признакам на препаратах можно отличить круглые сперматиды от первичных и вторичных сперматоцитов (положение в канальце, размеры, особенности ядер)?

5. По каким признакам на препаратах можно отличить ядра сустентоцитов от ядер клеток сперматогенного ряда (положение в канальце, размеры, форма, ориентация, особенности хроматина)?

6. Где в семеннике располагаются клетки Сертоли? Каковы особенности их строения и функции?

7. Какова функция клеток Лейдига в семеннике? Где они располагаются на препаратах поперечных срезов семенников и каковы их морфологические особенности?

8. Чем объясняется появление «многохвостых» сперматозоидов на препаратах мазков спермы морской свинки?