男性主要生殖器官為睪丸,此外還有附睪、輸精管、精囊腺、前列腺、尿道球腺、陰莖等附屬性器官。
睪丸由曲細(xì)精管與間質(zhì)細(xì)胞組成。曲線精管上皮又由生精細(xì)胞和支持細(xì)胞構(gòu)成。原始的生精細(xì)胞為精原細(xì)胞,腎貼于曲細(xì)精管的基膜上,從青春期開始,精原細(xì)胞分階段發(fā)育形成精子,精子生成的過程為:精原細(xì)胞→初級(jí)精母細(xì)胞→次級(jí)精母細(xì)胞→精子細(xì)胞→精子。在曲細(xì)精管管壁中,各種不同發(fā)育階段的生精細(xì)胞是順次排列的即由基膜至管腔,分別為精原細(xì)胞、初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞、精子細(xì)胞、分化中的精子,直至成熟精子脫離支持細(xì)胞進(jìn)入管腔,從精原細(xì)胞發(fā)育成為精子約需二個(gè)半月。
支持細(xì)胞為各級(jí)生殖細(xì)胞提供營養(yǎng),并起著保持與支持作用。為生精細(xì)胞的分化發(fā)育提供合適的微環(huán)境,支持細(xì)胞形成的血睪屏障防止生精細(xì)胞的抗原物質(zhì)進(jìn)入血液循環(huán)而引起免疫反應(yīng)。
精子生成需要了適宜的溫度,陰囊內(nèi)溫度較腹腔內(nèi)溫度低2℃左右,適于精子的生成。在胚發(fā)育期間,由于某種原因睪丸不降入陰囊而停留在腹腔內(nèi)或腹股溝內(nèi),稱隱睪癥,則曲細(xì)精管不能正常發(fā)育,也無精子產(chǎn)生。如果對(duì)發(fā)育成熟的動(dòng)物睪丸進(jìn)入加溫處理,或施行實(shí)驗(yàn)性隱睪術(shù),則可觀察到生精細(xì)胞退化萎縮。
新生的精子釋入曲線精管管腔內(nèi),本身并沒有運(yùn)動(dòng)能力,而是靠小管外周肌樣細(xì)胞的收縮和管腔液的移動(dòng)運(yùn)送至附睪內(nèi)。在附睪內(nèi)精子進(jìn)一步成熟,并獲得運(yùn)動(dòng)能力。附睪內(nèi)可貯存小量的精子,大量的精子則貯存于輸畏精管及其壺腹部。而性活動(dòng)中,通過輸精管的蠕動(dòng)把精子運(yùn)送至尿道。精子與附睪、精囊腺、前列腺和尿道球腺的分泌物混合形成精液,在性高潮時(shí)射出體外。正常男子每次射出精液約3-6ml,每毫升精液約含二千萬到四億個(gè)精子,少于二千萬精子,不易使卵子受精。
1.雄激素睪丸間質(zhì)細(xì)胞分泌雄激素,主要為睪酮(testosterone,T)。
(1)睪酮的合成與代謝 :睪酮是C-19類固醇激素。在間質(zhì)細(xì)胞內(nèi),膽固醇經(jīng)羥體、側(cè)鏈裂解形成孕烯醇酮,再經(jīng)17-羥化并脫去側(cè)鏈,形成睪酮。睪酮在其靶器官(如附睪和前列腺)內(nèi),被5α-還原酶還為為雙氫睪酮,再與靶細(xì)胞內(nèi)的受體結(jié)合而發(fā)揮作用。睪酮也可以芳香化酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)?a class="channel_keylink" href="http://m.f1411.cn/pharm/2009/20090113071944_102971.shtml" target="_blank">雌二醇。
正常男性在20-50歲,睪丸每日約分泌4-9mg睪酮,血漿睪酮濃度為22.7±4.3nmol/L。50歲以上隨年齡增長,睪酮的分泌量逐漸減少。
血液中97%-99%的睪酮與血漿蛋白結(jié)合,只有1%-3%睪酮是游離的。在血漿中存在一咱與睪酮有很高親和力的蛋白質(zhì),是β球蛋白,分子量為44000-80000。約有30%睪酮與這種球蛋白結(jié)合,它也可結(jié)合雌激素,故將這咱球蛋白稱為性激素結(jié)合球蛋白(sex hormone-binding globulin,SHBG)約68%睪酮與血漿白蛋白結(jié)合。睪酮主要在肝被滅活,以17-氧類固醇結(jié)合型由尿排出,少量經(jīng)糞便排出。
(2)睪酮的生理作用:主要有以下方面作用:①維持生精作用,睪酮自間質(zhì)細(xì)胞分泌后,可經(jīng)支持細(xì)胞進(jìn)入曲細(xì)精管,睪酮可直接或先轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚愿鼜?qiáng)的雙氫睪酮,與生精細(xì)胞的雄激素受體結(jié)合,促進(jìn)精子的生成。支持細(xì)胞在FSH的作用下,可產(chǎn)生一咱對(duì)睪酮和雙氫睪酮親和性很強(qiáng)的蛋白質(zhì),稱為雄激素結(jié)合蛋白(androgenbinding protein,ABP),ABP與 睪酮或雙氫睪酮結(jié)合后,轉(zhuǎn)運(yùn)至曲線精管,提高雄激素在曲細(xì)精管的局部濃度,有利于生精過程;②刺激生殖器官的生長發(fā)育,促進(jìn)男性副性征出現(xiàn)并維持其正常狀態(tài);③維持正常的性欲;④促進(jìn)蛋白質(zhì)合成,特別是肌肉和生殖器官的蛋白質(zhì)合成,同時(shí)還能促進(jìn)骨骼生長與鈣磷沉積和紅細(xì)胞生成等。
2.抑制素(inhibin)是睪丸支持細(xì)胞分泌的糖蛋白激素,由α和β兩個(gè)亞單位組成,分子量為31000-32000。抑制素對(duì)腺垂體的FSH分泌有很強(qiáng)的抑制作用,而同樣生理劑量的抑制素對(duì)LH分泌卻無明顯影響。
睪丸曲細(xì)精管的生精過程和間質(zhì)細(xì)胞的睪酮分泌均受下丘腦-垂m.f1411.cn/kuaiji/體的調(diào)節(jié)。下丘腦分泌的GnRH經(jīng)垂體門脈到達(dá)腺垂體,促進(jìn)腺垂體促性腺激素細(xì)胞合成和分泌卵泡細(xì)胞刺激素(follicle-stimulatinghormone, FSH)和黃體生成素(luteinizing hormone, LH)。LH主要作用于間質(zhì)細(xì)胞,而FSH主要作用于生精細(xì)胞與支持細(xì)胞。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明,幼年動(dòng)物摘除垂體后,導(dǎo)致睪丸及附性器官不能發(fā)育成熟,呈幼稚狀態(tài)。如果把成年雄發(fā)生動(dòng)物垂體摘除后,睪丸發(fā)生萎縮,生精細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞發(fā)生退變,數(shù)量減少,生精過程停止,睪酮分泌減少,附性器官也發(fā)生萎縮。如果給拉除垂體的動(dòng)物及早補(bǔ)充垂體促性腺激素,則上述現(xiàn)象可以避免或逆轉(zhuǎn)。毀損下丘腦GnRH神經(jīng)元所在部位,或下丘腦病變涉及這些區(qū)域,將使睪丸萎縮,功能喪失。
睪丸間質(zhì)細(xì)胞膜上存在LH受體。LH與間質(zhì)細(xì)胞膜上的LH受體結(jié)合,激活腺苷酸環(huán)化酶,促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)cAMP的生成。CAMP再激活依賴cAMP的蛋白激酶,促進(jìn)蛋白質(zhì)磷酸化過程,產(chǎn)生碗酸蛋白,從而使膽固醇進(jìn)入線粒體內(nèi)合成睪酮,所以LH又稱間質(zhì)細(xì)胞刺激素interstitial cell stimulatinm.f1411.cn/Article/ghormone,ICSH)。當(dāng)轎中睪酮達(dá)到一定濃度后,便可作用于下丘腦和垂體,抑制GnRH分泌,進(jìn)而抑制LH的分泌,產(chǎn)生負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用,可使血中睪酮濃度穩(wěn)定在一定水平。
LH與FSH對(duì)生精過程都有調(diào)節(jié)作用,LH的作用是通過睪酮實(shí)現(xiàn)的。生精過程受FSH與睪酮的雙重控制。大鼠實(shí)驗(yàn)表明,F(xiàn)SH起著始動(dòng)生精的作用,而睪酮?jiǎng)t有維持生精的效應(yīng)。支持細(xì)胞膜上存在FSH受體,F(xiàn)SH與受體結(jié)合后,經(jīng)cAMP-蛋白激酶系統(tǒng),促進(jìn)支持細(xì)胞蛋白質(zhì)合成,這些蛋白質(zhì)中,可能有啟動(dòng)精子生成的成分。在FSH作用下,促進(jìn)支持細(xì)胞分泌ABP,ABP與睪酮和雙氫睪酮結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)至曲細(xì)精管內(nèi),提高曲細(xì)精管內(nèi)雄激素的局部濃度有利于生精過程。實(shí)驗(yàn)證明,F(xiàn)SH能刺激支持細(xì)胞分泌抑制素,而抑制素對(duì)腺垂體的FSH分泌有負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用。此外,F(xiàn)SH還可激活支持細(xì)胞內(nèi)的芳香化酶,促進(jìn)睪酮轉(zhuǎn)變?yōu)榇贫,雌二醇?duì)睪丸的活動(dòng)也有調(diào)節(jié)作用,它可降低腺垂體對(duì)GnRH的反應(yīng)性,并可能作用于間質(zhì)細(xì)胞,在局部調(diào)節(jié)睪酮的分泌。
綜上所述,一方面下丘腦-垂體調(diào)節(jié)睪丸的功能;另一方面睪丸分泌的激素又能反饋調(diào)節(jié)下丘腦和垂體的分泌活動(dòng)。下丘腦、垂體、睪丸在功能上密切聯(lián)系,互相影響,上下統(tǒng)一,稱為下丘腦-垂體-睪丸軸(圖12-1)。此外,睪丸支持細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞之間,還能以旁分泌的方式進(jìn)行局部調(diào)節(jié)。
圖12-1 下丘腦-垂體-睪丸軸活動(dòng)的調(diào)節(jié)
T:睪酮 E2:雌二醇 ABP:雄激素結(jié)合蛋白