Морфология и взаимодействие с клетками
Клетки Сертоли отличаются выраженной полярной дифференцировкой, разделяясь на две функциональные зоны. Базальная часть располагается на базальной мембране между сперматогониями. В ней находится ядро, имеющее неправильную форму с изрезанными контурами, и сконцентрированы органеллы. Здесь присутствует гладкая эндоплазматическая сеть, однако она не является таким доминирующим признаком, как у клеток Лейдига. Апикальная часть обращена в просвет семенного канальца и снабжена множеством цитоплазматических отростков. На гистологических препаратах апикальная зона обычно замаскирована плотно прилегающими клетками, поэтому визуализируется преимущественно базальный фрагмент с ядром.
На боковых поверхностях сустентоцитов есть специальные бухтообразные углубления, куда погружаются развивающиеся половые клетки. Созревая, они скользят вдоль поверхности клетки Сертоли по «принципу конвейера». Важное правило: каждая половая клетка контактирует только с одной клеткой Сертоли, в то время как один сустентоцит одновременно обслуживает несколько половых клеток на разных стадиях.
На этапах развития средних и поздних сперматид формируются специализированные тубулобульбарные комплексы. Они представляют собой от 4 до 24 цитоплазматических выростов сперматиды, которые внедряются (инвагинируют) в клетку Сертоли. Название отражает их форму: узкая трубчатая часть (tubulo-) завершается шарообразным луковичным расширением (-bulbar).
Гематотестикулярный барьер (ГТБ)
Клетки Сертоли связываются друг с другом с помощью специализированных плотных контактов (zonula occludens), расположенных на высоте примерно одного клеточного слоя от базальной мембраны. Эти контакты представляют собой «сшивание» плазмолемм с помощью минимум 50 рядов белковых молекул, что обеспечивает высочайшую герметичность.
Замыкаясь, отростки делят пространство канальца на два изолированных компартмента (отсека):
- Базальный отсек: содержит сперматогонии и ранние (прелептотенные) сперматоциты.
- Адлюминальный (околополостной) отсек: содержит клетки на последующих стадиях мейоза и формирования.
Чтобы сперматоциты могли проникать в адлюминальный отсек без нарушения изоляции, работает «принцип шлюза». Контакты между сустентоцитами смыкаются под мигрирующей клеткой и размыкаются над ней, поддерживая непрерывность барьера.
Сам ГТБ представляет собой многослойную структуру (от сосуда к просвету): фенестрированный эндотелий капилляра и его базальная мембрана, узкие прослойки интерстиция, стенка лимфатических синусоидных капилляров, собственная оболочка канальцев, базальная мембрана сперматогенного эпителия и ключевое звено — плотные контакты клеток Сертоли.
Биологическая роль ГТБ заключается в иммунной изоляции (предотвращение контакта антител с антигенными сперматозоидами, появляющимися только в пубертате) и поддержании специфического химического микроокружения для мейоза.
Функциональный спектр сустентоцитов
Помимо барьерной роли, клетки Сертоли выполняют множество задач, критически важных для сперматогенеза:
- Опорная функция: формирование «скелета», на отростках которого фиксируются сперматогенные клетки.
- Трофическая функция: питание клеток адлюминального отсека. Из-за изоляции барьером все нутриенты поступают к ним исключительно транзитом через цитоплазму сустентоцитов.
- Фагоцитарная функция: утилизация половых клеток, погибших путем апоптоза, и переваривание резидуальных телец (остаточных капель цитоплазмы поздних сперматид).
- Экзосекреторная функция: секреция жидкости в просвет канальца. Эта жидкость необходима для транспорта пока еще неподвижных сперматозоидов.
- Координирующая функция: регуляция скорости развития клеток и контроль «волны инициации сперматогенеза».
- Продукция транспортных белков: синтез андрогенсвязывающего белка (АСБ) и тестикулярного альбумина для переноса тестостерона, а также трансферрина для транспорта железа.
- Эндокринная регуляция: сустентоциты вырабатывают ингибин (обеспечивает отрицательную обратную связь, угнетая ФСГ) и различные факторы роста, стимулирующие деление сперматогоний.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие гормоны вырабатывают клетки Сертоли?
Клетки Сертоли вырабатывают/синтезируют:
- Антимюллеров гормон (AMH) — секретируется с 7-й недели до пубертата; вызывает подавление (регрессию) мюллеровых протоков.
- Ингибин — белок, обеспечивающий отрицательную обратную связь: угнетает выработку ФСГ гипофизом; в источниках также указано, что ингибины тормозят гонадолиберин и фоллитропин.
- Эстрогены — образуются в клетках Сертоли путем ароматизации тестостерона; участвуют в завершении формирования сперматозоидов.
Кроме того, клетки Сертоли продуцируют факторы роста, стимулирующие деление сперматогоний.
Какими гормонами регулируется активность клеток Сертоли?
Активность клеток Сертоли регулируется фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ) гипофиза. Клетки Сертоли являются главной мишенью для ФСГ и имеют к нему специфические рецепторы.
Принцип «шлюза» при миграции клеток легко запомнить: контакты между клетками Сертоли смыкаются ПОД клеткой и размыкаются НАД ней — как шлюзовые ворота на речном канале, пропуская судно (клетку), но не смешивая воду (химическую среду отсеков).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему на гистологических препаратах трудно увидеть клетку Сертоли целиком?
Апикальная часть клетки с многочисленными отростками маскируется плотно прилегающими к ней сперматогенными клетками, поэтому обычно четко визуализируется только базальная часть и ядро.
Как питаются сперматиды, если они изолированы гематотестикулярным барьером?
Клетки адлюминального отсека лишены прямого доступа к кровеносным сосудам, поэтому все питательные вещества поступают к ним строго транзитом через цитоплазму клеток Сертоли.
Что такое тубулобульбарный комплекс?
Это специализированный контакт на стадии средних и поздних сперматид, когда от 4 до 24 цитоплазматических выростов сперматиды (узких с луковичным расширением) внедряются в клетку Сертоли.
Что ещё разобрать по теме
- Механизм работы «сперматогенного конвейера»
- Молекулярная организация плотных контактов (zonula occludens)
- Взаимодействие андрогенсвязывающего белка (АСБ) с тестостероном
- Роль ингибина в гормональной оси гипофиз-яички
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Клетки Сертоли» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Мужская половая система»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.