Чоловічі статеві залози людини: функції, будова

Велика частина циркулюючого тестостерону (60%) міцно пов`язана в крові з глобуліном, що зв`язує статеві гормони (ГЗСГ). Вільний і зв`язаний з альбуміном тестостерон може надходити в клітини організму, в світлі чого цю частину тестостерону називають біологічно доступною. Незважаючи на зв`язування з ГЗСГ, у тестостерону нетривалий період напіврозпаду, що становить 10 хв. Тестостерон метаболізується головним чином печінкою. Однак метаболіти тестостерону становлять лише 20-30% 17-кетостероїдів сечі.

ГЗСС - великий гликопротеид, виробляється печінкою. Продукція ГЗСГ печінкою залежить від багатьох метаболічних факторів:

• статеві стероїди активно модулюють синтез ГЗСС - естрогени його стимулюють, в той час як андрогени пригнічують, чим обумовлена більш висока концентрація ГЗСГ у жінок;
• у хворих на цироз печінки рівень естрогену в крові залишається нормальним, а тестостерону знижується, що веде до підвищення рівня ГЗСС у таких хворих;
• знижена концентрація Т4 або Т, знижує рівень ГЗСГ, в той час як на тлі тиреотоксикозу рівень ГЗСГ підвищується;
• концентрація ГЗСГ знижена при ожирінні і акромегалії, що обумовлено впливом гіперінсулінемії.

Фактори, що впливають на концентрацію глобуліну, що зв`язує статеві гормони

Перетворення тестостерону в 17 -естрадіол і дигідротестостерон (ДГТ). Добовий синтез тестостерону становить 5-7 мг, або 5000-7000 мкг. У здорових чоловіків утворюється до 40 мкг 17 -естрадіола, причому 3/4 цієї кількості утворюється в периферичних тканинах шляхом ароматизації тестостерону ферментом ароматазой, а решта 10 мкг секретируются безпосередньо тестикулами (клітинами Лейдіга). Найбільша кількість ароматази міститься в жировій тканині, тому чим вище ступінь ожиріння, тим інтенсивніше синтез естрадіолу.

Відео: Чоловіча статева система. 3. Додаткові залози

Метаболізм естрадіолу у чоловіків:

• добова продукція 35-45 мкг;
• біологічно активно 2-3% естрадіолу, решті пов`язаний з ГЗСГ;
• джерела циркулюючого естрадіолу:
• освіту з тестостерону шляхом його ароматизації на периферії - 60%;
• секреція тестикулами - 20%;
• периферична конверсія з естрону - 20%.

Основна частина ДГТ (до 350 мкг) утворюється шляхом прямої трансформації тестостерону під дією 5 -редуктази. У людини виділено два ізоферменту 5-редуктази. Тип 1 локалізується переважно в шкірі, печінці і тестикулах, в той час як тип II - в репродуктивних тканинах, шкірі статевих органів і придатку яєчка.

Зв`язування з андрогенові рецепторами. Андрогенові рецептор - поліпептид (910 амінокислот), подібно до інших стероїдних і тиреоїдних рецепторів відноситься до ДНК-зв`язується протеїнів. Одні і ті ж рецептори зв`язують тестостерон і ДГТ.

Регуляція функції чоловічих статевих залоз

Функція тестикул регулюється замкнутими системами зворотного зв`язку, в яких виділяють шість основних компонентів:

Відео: Урок №9. "Жіноча статева система. Будова і особливості"

1. екстрагіпоталаміческіе відділи ЦНС;
2. гіпоталамус;
3. аденогипофиз;
4. тестікули;
5. регульовані чоловічими статевими гормонами органи-мішені;
6. транспортна система для чоловічих статевих гормонів і їх метаболізм.

Екстрагіпоталаміческая регуляція ЦНС. Екстрагіпоталаміческіе відділи мозку надають на репродуктивну функцію як стимулюючий, так і переважна дію. У середньому мозку клітини містять біогенні аміни, норадреналін (НА) і серотонін (5-гідроксітріптамін- 5-ГТ), а також нейротрансмітерів, які тісно пов`язані з багатьма відділами гіпоталамуса, включаючи преоптіческой, передню і медіобазальних зони, де локалізуються нейрони, що виробляють ГнРГ .

гіпоталамічна регуляція

• Пульсуюча секреція ГнРГ. Гіпоталамус є інтегруючим центром регуляції ГнРГ. ГнРГ - декапептид, який секретується в портальну систему гіпофіза з певною періодичністю - пік секреції кожні 90-120 хв. Період напіврозпаду ГнРГ становить 5-10 хв, і в системний кровотік він практично не потрапляє, тому не досліджують його вміст у крові. Від частоти пульсуючого секреції ГнРГ залежить вибірковість стимулювання секреції гонадотропінів ЛГ і ФСГ. Регулює секрецію ГнРГ «гипоталамический генератор біоритму», що локалізується в аркуатних ядрі. Разом з тим кожен окремий нейрон секретує ГнРГ не постійно, а періодично, що і забезпечує, ймовірно, сумарний пульсуючий характер секреції ГнРГ під синхронизирующим впливом «гипоталамического генератора біоритму». Пульсуюча секреція ГнРГ визначає і пульсуючий ритм секреції гормонів регульованих їм залоз (ЛГ, ФСГ, андрогенів, ингибина). Раніше припускали, що існують рилізинг гормони як для ЛГ, так і для ФСГ, але в даний час більшістю розділяється точка зору, що регулює секрецію як ЛГ, так і ФСГ тільки ГнРГ, причому ступінь впливу на ЛГ і ФСГ залежить від ритму секреції ГнРГ: висока частота знижує секрецію як ЛГ, так і ФСГ низька частота більшою мірою стимулює секрецію ФСГ, ніж ЛГ- введення ГнРГ з постійною швидкістю пригнічує секрецію обох гіпофізарних гонадотропінів.
• Регуляція ГнРГ. Синтез і секрецію ГнРГ регулюють екстрагіпоталаміческіе відділи ЦНС, концентрація в крові андрогенів, пептидних гормонів, таких, як пролактин, активин, ингибин і лептин. Локальна модуляція секреції ГнРГ здійснюється нейропептидами, катехоламінів, індоламін, NO, дофамином, нейропептиди Y, ВІН і КРГ.

Відео: Урок №32 "Статева система, будова і функції"

Гіпоталамічний пептид кісспептін у чоловіків стимулює швидке підвищення секреції ЛГ. Зовсім недавно було показано, що гипоталамическая секреція ГнРГ опосередковується кісснейронамі, що виробляють кісспептін, який стимулює кісс1-рецептор. Кісспептіновие нейрони також опосередковують зворотний зв`язок статевих гормонів з гіпоталамусом.

Введення лепітіна підвищує вміст кісс1 в матричної РНК клітин гіпоталамуса, так само як і секрецію ЛГ і тестостерону. Кісспептін тому може бути проміжною ланкою в реалізації стимуляції лептином секреції ГнРГ.

Пролактин пригнічує секрецію ГнРГ, що проявляється гипогонадизмом у пацієнтів з гіперпролактинемією.

Гіпофізарна регуляція. Гонадотропіни ЛГ і ФСГ синтезуються гонадотрофамі аденогипофиза і секретируются пікоподібне, у відповідь на пікоподібне секрецію ГнРГ. Однак, оскільки швидкість елімінації гонадотропінів нижча, ніж ГнРГ, то піки секреції гонадотропінів менш виражені. ЛГ і ФСГ - великі глікопротеїди.

ЛГ зв`язується специфічними мембранними рецепторами клітин Лейдіга, що запускає ланцюг реакцій, опосередковуваних G-протеїном і призводять до стимуляції синтезу тестостерону в тестикулах.

ФСГ зв`язується з рецепторами на клітинах Сертолі, стимулюючи в них освіту ряду специфічних білків, включаючи андроген-зв`язуючий протеїн, ингибин, активин, активатор плазміногену, -глутамілтранспептидази та інгібітор протеїнкінази. ФСГ в співдружності з тестостероном, продукуються клітинами Лейдіга, і активином синергично стимулюють сперматогенез і пригнічують апоптоз статевих клітин.

Регуляція секреції гонадотропінів. Як було зазначено вище, секреція гонадотропінів регулюється пульсуючою секрецією ГнРГ.

Регулюючий вплив цитокінів запалення.

Біологічну дію тестостерону та його метаболітів

Тестостерон робить прямий вплив на організм або опосередковане, через два основних своїх метаболіти - ДГТ і 17 -естрадіол.

Виділяють три етапи життя, на яких тестостерон надає різний, причому ключове, вплив на організм. Недолік тестостерону або 5а-редуктази, що перетворює тестостерон в ДГТ, призводить до розвитку амбівалентні статевих органів.

При відсутності ферменту 5 -редуктази з`являється такий симптом, як мікропеніс. ДГТ необхідний для росту і розвитку передміхурової залози, де його концентрація в 10 разів вище, ніж тестостерону. В принципі дії тестостерону і ДГТ топографічно залежні: на зростання бороди впливає тестостерон, а оволосіння пахв і лобка - ДГТ-залежне. ДГТ придушує ріст волосся на голові, що викликає характерне облисіння у деяких чоловіків. Тестостерон стимулює еритропоез через два механізми:

• стимулюючи нирковий та внепочечное освіту еритропоетину;
• надаючи прямий вплив на кістковий мозок.

При дефіциті ферменту ароматази розвивається остеопороз, так як знижується вміст естрадіолу. Естрадіол також необхідний для закриття зон епіфізального зростання.

Останнім часом з`явилися дані щодо впливу тестостерону на обмін речовин:

• підвищує чутливість до інсуліну і, відповідно, толерантність до глюкози, стимулює мітохондріальні гени окисного фосфорилювання;
• підвищує експресію регуляторних ферментів гліколізу і транспортера глюкози GLUT4;
• ефект тестостерону на ліпіди проявляється після завершення пубертатного періоду: знижується концентрація ліпопротеїнів високої щільності, а тригліцеридів і ліпопретеінов низької щільності - підвищується;
• в препубертатном періоді статевих відмінностей в ліпідному обміні немає.

Тестостерон має судинорозширювальну дію, причому ендотеліально-незалежним, надаючи пряму дію на гладку мускулатуру судин. Естрадіол також має судинорозширювальну дію, яке реалізується через оксид азоту (II).

Тестостерон має важливу психотропною дією на мозок, підвищуючи настрій (драйв), мотивацію, агресивність і лібідо. Він впливає і на когнітивні функції, зокрема покращує просторове орієнтування і математичні здібності. Однак рівень тестостерону негативно корелює з легкістю вербальної функції.

Біологічні ефекти тестостерону і дигідротестостерону 

В пубертатному періоді тестостерон і ДГТ впливають на зростання мошонки, статевого члена і забезпечують функціональну єдність цих структур, а також вони стимулюють:

Відео: Анатомія людини

• амбісексуальний ріст волосся;
• сексуальний ріст волосся (бороди, вусів, на грудній клітці, животі та спині);
• активність сальних залоз (акне).

Тестостерон і ДГТ стимулюють зростання скелетної мускулатури і гортані, що в останньому випадку проявляється низьким голосом у чоловіків.

Тестостерон і його метаболіти (ДГТ і естрадіол) стимулюють ріст епіфізарних хрящових пластинок, викликають швидке зростання в пубертатному віці, сприяють закриттю зон зростання епіфіза, підвищують кісткову масу, стимулюють гемопоез, зростання передміхурової залози, лібідо, змінюють характерним чином соціальну поведінку, підвищують агресивність.

естрадіол:

• забезпечує пубертатний зростання;
• підтримує щільність кісткової маси;
• регулює секреціюгонадотропінів.

Фази функціонального становлення гіпоталамогіпофізарногонадной системи

У плоду чоловічої статі концентрації гонадотропінів і тестостерону в крові починають зростати до кінця 2-го місяця гестації, швидко підвищуються до максимуму, який підтримується аж до пізніх термінів вагітності-концентрація тестостерону у новонароджених хлопчиків лише незначно перевищує спостережувану у дівчаток.

Незабаром після пологів у хлопчиків концентрації ЛГ, ФСГ і тестостерону знову підвищуються і тримаються на досягнутому рівні близько 3 міс, але потім поступово знижуються до дуже низького рівня до кінця першого року життя. Такі низькі рівні гонадотропінів і тестостерону зберігаються аж до пубертатного періоду.

У препубертатний період секреція ГнРГ збільшується за амплітудою і частотою в ранкові години перед пробудженням, що супроводжується підвищенням в ранкові години секреції ЛГ, ФСГ і тестостерону. З розвитком пубертатного періоду тривалість шпилястий секреції гонадотропінів і тестостерону збільшується, поки в кінці пубертату піки секреції не стають регулярними протягом доби.

У пубертатний період відновлюється і чутливість гонадотропінів до стимулюючій дії ГнРГ.

Після настання пубертату концентрації гонадотропінів і тестостерону підвищуються, досягаючи значень дорослого чоловіка до 17 років.

Стадії пубертатного періоду у хлопчиків (по Таннера)

У допубертатна період рівень гонадотропінів і стероїдів гонад низький. Разом з тим під впливом АКТГ секреція андрогенів надниркових залоз починає підвищуватися у хлопчиків з 7-8 років, тобто Це явище називають адренархе. Спостережуваний до пубертату стрибок зростання і іноді поява пахвових і лобкових волосся пов`язані з дією андрогенів надниркових залоз.

Ріст волосся на лобку викликають андрогени тестикул і надниркових залоз. Посилюється ріст волосся і на обличчі: зростання поширюється до середини нижньої губи, на бічні і нижню поверхню підборіддя. Перша стадія росту волосся на обличчі збігається з 3-й стадією оволосіння лобка (в середньому вік 14,5 років), а остання стадія - із завершенням 5-й стадії оволосіння лобка і 5-й стадії розвитку статевих органів. Волосся в періанальної зоні з`являються трохи раніше, ніж в пахвових западинах. В кінці і після пубертату зона росту волосся поширюється з лобкової області вгору, приймаючи ромбовидні обриси.

Першою ознакою настання пубертатного періоду зазвичай буває збільшення максимального діаметра тестикул (виключаючи епідідіміса) більше 2,5 см. У дозрівають клітинах Сертолі припиняються мітози, і вони диференціюються в зрілі клітини. Під впливом ЛГ число клітин Лейдіга в тестикулах також збільшується.

Сперматозоїди в ранковій сечі (спермархе) з`являються в хронологічному віці 13,5 року або при відповідному кістковому віці на 3-4 стадії розвитку статевих органів і оволосіння лобка на 2-4 стадії. Коли пубертат розвивається рано чи пізно, то відповідно змінюється і вік настання спермархе. Таким чином, репродуктивна функція у хлопчиків розвивається раніше настання фізичної і, природно, психологічної зрілості.

Пубертатне прискорення (стрибок) зростання відбувається під багатостороннім ендокринних контролем, в якому провідна роль відводиться СТГ і статевим гормонам- при нестачі одного з них або обох пубертатний стрибок росту зменшується або не відбувається зовсім. Посилюючи секрецію СТГ, статеві гормони опосередковано стимулюють синтез ИРФ-1 і, крім того, безпосередньо активізують утворення ИРФ-1 в хрящах. З початку пубертату швидкість росту ніг випереджає швидкість росту тулуба, але в період стрибка зростання ці швидкості вирівнюються. Дистальні частини кінцівок (стопи і кисті) починають рости до початку росту проксимальних частин, тому швидке збільшення розміру взуття - перший передвісник пубертатного стрибка зростання. В середньому за пубертатний період хлопчики виростають на 28 см, і чим пізніше починається пубертатний період, тим остаточний зростання буде вищою (за рахунок більш тривалого періоду пубертату).

У пубертате збільшується гортань, товщають і подовжуються голосові зв`язки, що супроводжується приблизно в 13-річному віці ламкою голосу і зниженням його тембру, завершується формування чоловічого тембру до 15 років. За рахунок анаболічного дії андрогенів наростає маса м`язів (особливо андроген-чутливих м`язів грудної клітки і плечового пояса), сполучної тканини, кісток, зростає щільність кісткової тканини. Максимальної маси лімфоїдна тканина досягає до 12 років, а після цього маса знижується з прогресуванням пубертату.