Анатомія і фізіологія яєчок

Відео: Анатомія і фізіологія

Тестікули (яєчка) здорової дорослої людини - парні, овоидной форми, з розмірами 3,6-5,5 см в довжину і 2,1-3,2 см в ширину. Маса кожного - близько 20 м В силу свого розташування в мошонці ці залози мають температуру на 2-2,5 С нижче температури черевної порожнини, що сприяє теплообміну крові між a. spermatica і поверхневої венозної системою.

Венозний відтік від яєчок і їх придатків утворює сплетіння, кров з якого зліва потрапляє в ниркову, а праворуч - в нижню статеву вену. Яєчко оточене товстою капсулою, що складається з 3 шарів: вісцерального, tunica vaginalis, білкову оболонку і внутрішньої, tunica vasculosa. Білкову оболонку має фиброзное будова. В оболонках розташовані гладкі м`язи, скорочення яких сприяє переміщенню сперми в придаток яєчка (епідідіміса). Під капсулою знаходиться приблизно 250 пірамідальних часточок, відокремлених один від одного фіброзними перегородками.

У кожній часточці розташовано кілька звивистих семявиносящіх канальців довжиною 30-60 см. На частку цих канальців припадає понад 85% обсягу яєчка. Короткі прямі трубочки пов`язують канальці безпосередньо з rete testis, звідки сперма надходить в протоку придатка. Останній в распрямления вигляді досягає 4-5 м в довжину, а в згорнутому стані утворює головку, тіло і хвіст придатка. В епітелії, навколишньому просвіт канальця, розташовуються клітини Сертолі і сперматоціти. В інтерстиціальній тканині між канальцями лежать клітини Лейдіга, макрофаги, кровоносні і лімфатичні судини.

Циліндричні клітини Сертолі виконують безліч функцій: бар`єрну (за рахунок тісних контактів один з одним), фагоцитарну, транспортну (участь в переміщенні сперматоцитов до просвіту канальця) і, нарешті, ендокринну (синтез і секреція андрогенсвязивающего білка і ингибина). Полігональні клітини Лейдіга мають ультраструктурою (виражений гладкий ендоплазматичнийретикулум) і ферментами, характерними для стероідпродуцірующіх клітин.

Тестікули грають основну роль в фізіології розмноження у чоловіків. Так, придбання плодом чоловічої фенотипу багато в чому визначається продукцією ембріональними тестикулами мюллерова ингибирующего речовини і тестостерону, а поява вторинних статевих ознак під час пубертату і здатність до розмноження - стероідогенной і сперматогенной активностями тестикул. На рис. 80 схематично показано зв`язок функцій цих залоз з фізіологічними процесами, що протікають протягом внутрішньоутробної і постнатальної життя.


Синтез, секреція та метаболізм андрогенів. У їх продукції тестикулах належить важливіша роль, ніж корі надниркових залоз. Досить сказати, що тільки 5% Т утворюється поза тестикул. Клітини Лейдіга здатні синтезувати його з ацетату і холестерину (рис. 81).


Синтез останнього в тестикулах, ймовірно, не відрізняється від процесу, що протікає в корі надниркових залоз. Ключовим етапом біосинтезу стероїдних гормонів є перетворення холестерину в прегненолон, що передбачає відщеплення бічного ланцюга в присутності НАД-Н і молекулярного кисню. Подальше перетворення прегненолона в прогестерон може відбуватися різними шляхами. У людини, мабуть, переважне значення має Д5-шлях, в ході якого прегненолон перетворюється в 17а-оксіпрегненолон і далі в дегідроепіандростерон (ДГЕА) і Т.

Однак можливий і Д4-шлях через 17-оксипрогестерон і андростендіон. Ферментами таких перетворень служать Зв-оксістероіддегідрогеназа, 17а-гідроксилази та ін. В тестикулах, як в надниркових залозах, виробляються і кон`югати стероїдів (в основному сульфати). Ферменти відщеплення бічного ланцюга холестерину локалізуються в мітохондріях, тоді як ферменти синтезу холестерину з ацетату і тестостерону з прегненолона - в мікросомах. У тестикулах існує субстрат-ферментна регуляція. Так, у людини досить активно протікає гидроксилирование стероїдів в 20-му положенні, а 20а-оксіметаболіти прогестерону і прегненолона інгібують 17а-гідроксилювання цих сполук. Крім того, тестостерон може стимулювати власну освіту, впливаючи на перетворення андростендіону.

Тестікули дорослої людини продукують від 5 до 12 мг тестостерону в добу, а також слабкі андрогени дегідроепіандростерон, андростендіон і андростен 3в, 17в-діол. У тканини яєчок утворюються і незначні кількості дегидротестостерона, а також присутні ферменти ароматизації, в результаті чого в кров і насінну рідину потрапляють і невеликі кількості естрадіолу та естрону. Хоча основним джерелом тестикулярного тестостерону є клітини Лейдіга, але ферменти стероїдогенезу присутні і в інших клітинах насінники (канальцевий епітелій). Вони можуть брати участь у створенні місцевого високого рівня Т, що вимагається для нормального сперматогенезу.

Тестікули секретують Т не постійно, а епізодично, і це є однією з причин широких коливань рівня цього гормону в крові (3-12 нг / мл у здорового молодого чоловіка). Циркадний ритм секреції тестостерону забезпечує максимальний його зміст в крові рано вранці (приблизно в 7 годин ранку) і мінімальне після полудня (приблизно в 13 год). Т присутня в крові в основному у вигляді комплексу з секс-гормонсвязивающім глобуліном (СГСГ), який з`єднує Т і ДГТ з більшою спорідненістю, ніж естрадіол. Концентрація СГСГ знижується під впливом Т і гормону росту і зростає під дією естрогенів і тиреоїдних гормонів. Альбумін пов`язує андрогени слабкіше, ніж естрогени. У здорової людини у вільному стані знаходиться приблизно 2% Т сироватки, 60% пов`язані з СГСГ і 38% - з альбуміном.

Метаболічним перетворенням піддається як вільний Т, так і Т, пов`язаний з альбуміном (але не СГСГ). Ці перетворення зводяться в основному до відновлення Д4-кето-групи з утворенням За-ОН або ЗВ-ОН-похідних (в печінці). Крім того, 17в-окси-група окислюється в 17в-кето-форму. Близько половини виділяється тестостерону виводиться з організму у вигляді андростерона, етіохоланолону і (в набагато меншому ступені) епіандростерона. Рівень всіх цих 17-кетостероїдів в сечі не дозволяє судити про продукцію Т, оскільки аналогічним метаболічним перетворенням піддаються і слабкі андрогени наднирників. Іншими екскретіруемие метаболітами тестостерону є його глюкуронід (рівень якого в сечі у здорової людини добре корелює з продукцією тестостерону), а також 5а-і 5в-андростан-За, 17Р-діоли.

Фізіологічні ефекти андрогенів і механізм їх дії. У механізмі фізіологічної дії андрогенів є особливості, що відрізняють їх від інших стероїдних гормонів. Так, в органах- «мішенях» репродуктивної системи, нирках і шкірі Т під впливом внутрішньоклітинного ферменту Д4-5а-редук-тази перетворюється в ДГТ, який, власне, і викликає андрогенні ефекти: збільшення розмірів і функціональну активність акцесорних статевих органів, оволосіння по чоловічим типом і посилення секреції апокрінних залоз.

Однак в скелетних м`язах Т і сам без додаткових перетворень здатний підвищувати синтез білка. Рецептори семявиносящіх канальців мають, мабуть, рівним спорідненістю до Т і ДГТ. Тому в осіб з недостатністю 5а-редуктази зберігається активний сперматогенез. Перетворюючись в 5р-андростен- або 5р-прегнестероіди, андрогени, як і прогестини, можуть стимулювати гемопоез. Механізми впливу андрогенів на лінійний ріст і окостеніння метафізів вивчені недостатньо, хоча прискорення зростання збігається з підвищенням секреції Т в пубертате.

У органах- «мішенях» вільний Т проникає в цитоплазму клітин. Там, де в клітці є 5а-редуктаза, він перетворюється в ДГТ. Т або ДГТ (в залежності від органу-«мішені») зв`язується з цитозольним рецептором, змінює конфігурацію його молекули і відповідно спорідненість до ядерного акцептору. Взаємодія гормонрецепторную комплексу з останнім призводить до збільшення концентрації ряду мРНК, що обумовлено не тільки прискоренням їх транскрипції, а й стабілізацією молекул. В передміхуровій залозі Т підсилює також зв`язування метіоніновим мРНК з рибосомами, куди надходять великі кількості мРНК. Все це призводить до активації трансляції з синтезом функціональних білків, змінюють стан клітини.

Регуляція секреції гормонів тестикулами. Важлива фізіологічна роль тестикул пояснює складність упорядкування їх функцій. Прямим впливом на них мають три гормону передньої долі гіпофіза: ФСГ, ЛГ і пролактин. Як уже зазначалося, ЛГ і ФСГ є глікопротеїни, що складаються з 2 поліпептидних субодиниць, причому а-субодиниця в обох гормонах (і ТТГ) однакова, а біологічну специфічність молекули визначає по-субодиниця, яка набуває активність після об`єднання з а-субодиницею будь-якого виду тварин.

Пролактин ж містить лише одну поліпептидний ланцюг. Синтез і секреція ЛГ і ФСГ в свою чергу знаходяться під контролем гіпоталамічного фактора - гонадотропін-рилізинг гормону (або люліберіна), що представляє собою декапептид і виділяється ядрами гіпоталамуса в портальні судини гіпофіза. Є дані про участь моноаминергических систем і простагландинів (серії Е) в регуляції вироблення люліберіна.

З`єднуючись зі специфічними рецепторами на поверхні гіпофізарних клітин, люліберін активує аденілатциклазу. За участю іонів кальцію це призводить до збільшення вмісту в клітині цАМФ. Поки неясно, обумовлений чи пульсуючий характер секреції гіпофізарного ЛГ гипоталамическими впливами.

Люліберін стимулює секрецію як ЛГ, так і ФСГ. Співвідношення їх залежить від умов, в яких гіпофіз секретирует ці гормони. Так, з одного боку, внутрішньовенна ін`єкція люліберіна призводить до суттєвого підвищення рівня в крові ЛГ, але не ФСГ. З іншого - тривала інфузія рилізинг-гормону супроводжується приростом змісту в крові обох гонадотропінів.

Мабуть, вплив люліберіна на гіпофіз модулюється додатковими факторами, до числа яких належать статеві стероїди. Люліберін контролює насамперед чутливість гіпофіза до таких моделює ефектів і необхідний не тільки для стимуляції секреції гонадотропінів, а й для підтримки її на відносно низькому (базальному) рівні. Секреція пролактину, як зазначалося вище, регулюється іншими механізмами.

Крім стимулюючої дії ТРГ, лактотрофи гіпофіза відчувають і гальмуючий вплив гипоталамического дофаміну, який одночасно активує секреціюгонадотропінів. Однак серотонін підвищує продукцію пролактину.

ЛГ стимулює синтез і секрецію статевих стероїдів клітинами Лейдіга, а також диференціювання і дозрівання цих клітин. ФСГ, цілком ймовірно, посилює їх реактивність по відношенню до ЛГ, индуцируя поява ЛГ-рецепторів на клітинній мембрані. Хоча ФСГ традиційно вважають гормоном, що впорядковує сперматогенез, але без взаємодії з іншими регуляторами він не запускає і не підтримує цей процес, для якого необхідно поєднане вплив ФСГ, ЛГ і Т. ЛГ і ФСГ взаємодіють зі специфічними рецепторами на мембрані відповідно клітин Лейдіга і Сертолі і через активацію аденілатциклази підвищують вміст цАМФ в клітинах, який активує фосфорилирование різних клітинних білків. Ефекти пролактину в тестикулах менш вивчені.

Його високі концентрації уповільнюють спермато- і стероїдогенез, хоча не виключено, що в нормальних кількостях цей гормон необхідний для сперматогенезу.

У регуляції тестікулярних функцій найважливіше значення мають і зворотний зв`язок, що замикаються на різних рівнях. Так, Т пригнічує секрецію ОГ Мабуть, ця негативна петля зворотного зв`язку опосередковується лише вільним Т, а не пов`язаним в сироватці з секс-гормонсвязивающім глобуліном. Механізм інгібуючого впливу Т на секрецію ЛГ досить складний. У ньому може брати участь і внутрішньоклітинний перетворення тестостерону або в ДГТ, або в естрадіол. Відомо, що екзогенний естрадіол пригнічує секрецію ЛГ в набагато менших дозах, ніж Т або ДГТ.

Однак, оскільки екзогенні ДГТ все ж має таку дію і при цьому не піддається ароматизації, останній процес, очевидно, все ж не є необхідним для прояву інгібуючого ефекту андрогенів на секрецію ЛГ. Більш того, сам характер зміни імпульсної секреції ЛГ під дією естрадіолу, з одного боку, і Т і ДГТ - з іншого, різний, що може вказувати на різницю в механізмі дії цих стероїдів.

Що стосується ФСГ, то великі дози андрогенів здатні пригнічувати секрецію і цього гипофизарного гормону, хоча фізіологічні концентрації Т і ДГТ таким ефектом не володіють. У той же час естрогени гальмують секрецію ФСГ навіть більш інтенсивно, ніж ЛГ. В даний час встановлено, що клітини сім`явивідної протоки продукують поліпептид з молекулярною масою 15000 30000 дальтон, який специфічно інгібує секрецію ФСГ і змінює чутливість ФСГ-секретирующих клітин гіпофіза до люліберіном. Цей поліпептид, джерелом якого служать, по-видимому, клітини Сертолі, отримав назву ингибин.

Зворотній зв`язок між тестикулами і центрами регуляції їх функції замикається і на рівні гіпоталамуса. У тканині гіпоталамуса знайдені рецептори Т, ДГТ і естрадіолу, що зв`язують ці стероїди з високою спорідненістю. У гіпоталамусі присутні і ферменти (5а-редуктаза і ароматази) перетворення Т в ДГТ і естрадіол. Є також дані про існування короткої петлі зворотного зв`язку між гонадотропінами і гипоталамическими центрами, що виробляють люліберін. Не виключена і ультракоротких зворотний зв`язок в межах самого гіпоталамуса, відповідно до якої люліберін гальмує свою власну секрецію. Всі ці петлі зворотного зв`язку можуть включати активацію пептідаз, инактивирующих люліберін.

Статеві стероїди і гонадотропіни необхідні для нормального сперматогенезу. Т запускає цей процес, діючи на сперматогонии і стимулюючи потім мейотическое розподіл первинних сперматоцитов, в результаті чого утворюються вторинні сперматоціти і юні сперматіди. Дозрівання сперматід в сперматозоїди здійснюється під контролем ФСГ.

Поки невідомо, чи необхідний останній для підтримки вже почався сперматогенезу. У дорослої людини з гіпофізарної недостатністю (гіпофізектомія) після відновлення сперматогенезу під впливом замісної терапії ЛГ і ФСГ продукція сперми підтримується ін`єкціями тільки ЛГ (в формі лХГ). Це відбувається, незважаючи на практично повну відсутність ФСГ в сироватці. Такі дані дозволяють вважати, що він не є головним регулятором сперматогенезу.

Один з ефектів цього гормону полягає в індукції синтезу білка, специфічно зв`язує Т і ДГТ, але здатного, хоча і з меншою спорідненістю, взаємодіяти з естрогенами. Цей андрогенсвязивающій білок продукується клітинами Сертолі. Експерименти на тваринах дозволяють розглядати його як засіб створення високої місцевої концентрації Т, необхідної для нормального протікання сперматогенезу.

Властивості андрогенсвязивающего білка з тестикул людини аналогічні таким секс-гормонсвязивающего глобуліну (СГСГ), присутнього в сироватці крові. Основна роль ЛГ в регуляції сперматогенезу зводиться до стимуляції стероїдогенезу в клітинах Лейдіга. Секретується ними Т поряд з ФСГ забезпечує продукцію андрогенсвязивающего білка клітинами Сертолі. Крім того, як вже зазначалося, Т безпосередньо впливає на сперматіди, і це його дію полегшується в присутності цього білка.

Функціональний стан сім`яників плоду регулюється іншими механізмами. Основну роль в розвитку клітин Лейдіга на ембріональній стадії грають не гіпофізарні гонадотропіни плода, а хоріонічний гонадотропін, що продукується плацентою. Виділяється семенникамі Т в цей період має важливе значення для визначення соматичного статі. Після пологів стимуляція сім`яників плацентарних гормоном припиняється, і рівень Т в крові новонародженого різко падає.

Однак після народження у хлопчиків відбувається швидке зростання секреції гіпофізарних ЛГ і ФСГ, і вже на 2-му тижні життя відзначається збільшення концентрації Т в сироватці крові. До 1-го місяця постнатальної життя воно досягає максимуму (54-460 нг%). До 6-місячного віку рівень гонадотропінів поступово знижується і аж до пубертату залишається настільки ж низьким, що й у дівчаток. Зміст Т також падає, і його рівень в препубертатний період становить приблизно 5 нг%. У цей час загальна активність гіпоталамо-гіпофізарно-тестикулярной системи дуже низька, і секреція гонадотропінів пригнічується дуже низькими дозами екзогенних естрогенів, чого не спостерігається у дорослих чоловіків.

Реакція тестикул на екзогенний хоріонічний гонадотропін зберігається. Морфологічні зміни в тестикулах виникають приблизно в шестирічному віці. Клітини, що вистилають стінки семявиносящіх канальців, диференціюються, і з`являються просвіти канальців. Ці зміни супроводжують невелике підвищення рівня ФСГ і ЛГ в крові.

Зміст тестостерону залишається низьким. Між 6 і 10 роками диференціювання клітин триває, зростає діаметр канальців. В результаті розміри тестикул кілька збільшуються, що служить першим видимим ознакою насувається пубертату. Якщо секреція статевих стероїдів в препубертатний період не змінюється, то корковий шар наднирників в цей час продукує підвищені кількості андрогенів (adrenarche), які можуть брати участь в механізмі індукції пубертату. Останній характеризується різкими змінами соматичних і статевих процесів: прискорюється ріст тіла і дозрівання скелета, з`являються вторинні статеві ознаки. Хлопчик перетворюється в чоловіка з відповідною перебудовою статевої функції і її регуляції.

Протягом пубертатного періоду розрізняють 5 стадій: I - препубертат, поздовжній діаметр тестикул не досягає 2,4 см-II - раннє збільшення розмірів тестикул (до 3,2 см по максимальному діаметру), іноді рідкісне оволосіння в підставі статевої члена-III - поздовжній діаметр тестикул перевищує 3,3 см, явне оволосіння лобка, початок збільшення розмірів статевого члена, можливі оволосіння пахвовій області і гінекомастія- IV - повне оволосіння лобка, помірне оволосіння пахвовій області-V - повний розвиток вторинних статевих ознак. Після початку збільшення розмірів тестикул пубертатні зрушення тривають протягом 3-4 років. На їх характер впливають генетичні і соціальні фактори, а також різні захворювання і лікарські препарати. Як правило, пубертатні зміни (стадія II) не виникають до 10-річного віку. Є кореляція з кістковим віком, який до початку пубертату становить приблизно 11,5 року.

Пубертатний період пов`язаний зі змінами чутливості центральної нервової системи і гіпоталамуса до андрогенів. Вже зазначалося, що в препубертатном віці ЦНС має дуже високу чутливість до ингибирующим ефектів статевих стероїдів. Пубертат виникає в період деякого підвищення порога чутливості до дії андрогенів за механізмом негативного зворотного зв`язку. В результаті зростають гипоталамическая продукція люліберіна, гипофизарная секреція гонадотропінів, синтез стероїдів в тестикулах, і все це призводить до дозрівання семявиносящіх канальців.

Одночасно зі зниженням чутливості гіпофіза і гіпоталамуса до андрогенів зростає реакція гонадотрофов гіпофіза на гіпоталамічний люліберін. Таке зростання відноситься головним чином до секреції ЛГ, а не ФСГ. Рівень останнього зростає вдвічі приблизно до моменту появи лобкового оволосіння. Оскільки ФСГ збільшує число рецепторів до ЛГ, це забезпечує реакцію Т на підвищення рівня ЛГ. З 10-річного віку відбувається подальше збільшення секреції ФСГ, що супроводжується швидким наростанням кількості і диференціюванням епітеліальних клітин канальців. Рівень ЛГ збільшується трохи повільніше до 12 років, а потім відбувається швидке його наростання, і в тестикулах з`являються зрілі клітини Лейдіга. Триває дозрівання канальців з розвитком активного сперматогенезу.

Характерна для дорослих чоловіків концентрація ФСГ в сироватці крові встановлюється до 15, а концентрація ЛГ - до 17 років.

Помітне збільшення рівня тестостерону в сироватці реєструється у хлопчиків приблизно з 10-річного віку. Пік концентрації цього гормону припадає на 16 років. Те, що відбувається в ході пубертату зниження вмісту СГСГ в свою чергу сприяє підвищенню рівня вільного тестостерону в сироватці. Таким чином, зміни швидкості росту геніталій мають місце ще в період низького рівня цього гормона- на тлі кілька підвищеної його концентрації змінюється голос і відбувається оволосіння пахвових западин, оволосіння особи зазначається вже на досить високому ( «дорослому») його рівні. Збільшення розмірів передміхурової залози пов`язано з появою нічних полюцій.

Одночасно виникає лібідо. В середині пубертатного періоду, крім поступового збільшення вмісту ЛГ в сироватці і зростання чутливості гіпофіза до люліберіном, реєструються характерні підвищення секреції ЛГ, пов`язані з нічним сном. Це відбувається на тлі відповідного зростання рівня тестостерону в нічні години і імпульсної його секреції.

Відомо, що під час пубертату мають місце численні і різноманітні перетворення метаболізму, морфогенезу і фізіологічних функцій, обумовлені синергическим впливом статевих стероїдів та інших гормонів (СТГ, тироксин та ін.).

Після його закінчення і до 40-50 років сперматогенний і стероідогенних функції тестикул підтримуються приблизно на одному і тому ж рівні. Про це свідчать постійна швидкість продукції тестостерону і імпульсна секреція ЛГ. Однак в цей період поступово наростають судинні зміни в тестикулах, що призводять до фокальній атрофії семявиносящіх канальців. Приблизно з 50-річного віку функція чоловічих гонад починає повільно згасати. Зростає кількість дегенеративних змін в канальцях, число герменатівних клітин в них зменшується, але багато канальці продовжують здійснювати активний сперматогенез.

Тестікули можуть бути зменшені і стають м`якше, число зрілих клітин Лейдіга збільшена. У чоловіків старше 40 років значно підвищуються рівні ЛГ і ФСГ в сироватці, тоді як швидкість продукції тестостерону і зміст його вільної форми зменшуються. Однак загальний рівень тестостерону зберігається ще протягом кількох десятиліть, оскільки зростає зв`язує ємність СГСГ і сповільнюється метаболічний кліренс гормону. Це супроводжує прискорене перетворення тестостерону в естрогени, загальний вміст яких в сироватці підвищується, хоча рівень вільного естрадіолу також знижується.

У тканині тестикул і відтікає від них крові зменшується кількість всіх проміжних продуктів біосинтезу тестостерону, починаючи з прегненолона. Оскільки в похилому і старечому віці кількість холестерину не може лімітувати стероидогенез, вважають, що порушуються мітохондріальні процеси перетворення першого в прегненолон.

Слід зазначити також, що в літньому віці рівень ЛГ в плазмі хоча і підвищений, але, мабуть, це зростання неадекватний зниження вмісту тестостерону, що може вказувати на зміни в гіпоталамічних або гіпофізарних центрах регуляції функції гонад. Вельми повільне зниження тестікулярних функцій з віком залишає відкритим питання про роль ендокринних змін в якості причин чоловічого клімаксу.

Н.Т. Старкова