Ha рисунке 15-9 приведены анатомические структуры, формирующие мужскую половую систему Сперматогенез обеспечивает образование сперматозоидов, эндокринная функция гонады — синтез мужских половых гормонов (андрогены)
А Яичко снаружи покрыто соединительнотканной белочной оболочкой (t. albuginea). Внутренний её слой богат кровеносными сосудами — сосудистая оболочка (t. vasculosa). Утолщение белочной оболочки, вдающееся с одной стороны в паренхиму яичка, называется средостением, или гайморовым телом (mediastinum testis, corpus Highmori). От гайморова тела внутрь яичка отходят перегородки, разделяющие его на дольки конической формы Каждая долька содержит от одного до четырёх извитых семенных канальцев (tubuli seminiferi convoluti). В рыхлой соединительной ткани между семенными канальцами расположены интерстициальные клетки Лейдига Генеративная функция (сперматогенез) осуществляется в извитых семенных канальцах, а эндокринная — в клетках Лейдига.

Рис 15-9. Мужская половая система состоит из половых желез (яички), комплекса половых протоков (проток придатка, семявыносящий проток, семявыбрасывающий проток), добавочных желез (семенные пузырьки, предстательная железа, бульбоуретральные железы) и полового члена [из Jun- queira LC, Cameim J1 1991]

Рис 15-10 Яичко с придатком А — соединительнотканная строма яичка и придатка Б — паренхима яичка и придатка [из Stohr P et al, (1955) и April Е, (1990)]
I Клетки Лейдига — типичные эндокринные клетки, синтезирующие стероидные гормоны, — расположены в рыхлой волокнистой соединительной ткани между семенными канальцами
Андрогены (мужские половые гормоны) Существует несколько стероидов с андроген ной активностью
(I) Тестостерон (рис 9-23, 15-11) — (17р)-17-гидроксиандрост-4 ен-3-он, C19H28O2, мол
масса 288,43 — основной циркулирующий андроген, суточная секреция — 5 мг,
синтезируется в клетках Лейдига
(а)              Синтез (рис 15-11) Ключевые ферменты синтеза — Зр-гидроксистероидцегидроге- наза, Д54-изомераза, 17а-гидроксилаза, С^.^-лиаза (17,20-десмолаза), Зр-гидрок- систероиддегидрогеназа — локализованы в гладкой эндоплазматической сети
(б)              Стимулятор синтеза — лютропин (стимулирующий интерстициальные клетки гормон) До наступления половой зрелости содержание тестостерона в крови весьма низко
(в)              Ароматизация тестостерона ведет к образованию эстрадиола (глава 15 3 Б I а)
(г)              Транспортные белки

1. Андроген-связывающий белок отвечает за поддержание высокого уровня тестостерона в сперматогенном эпителии путём накопления тестостерона в просвете семенных канальцев
2. Транспортные белки (р-глобулин и альбумин) связывают в крови до 99% тестостерона

(д)              Рецептор андрогенов (ген AR, 313700, Xql I-q12) относится к ядерным, содержит ДНК-связывающую область Известно множество мутаций, приводящих к полной или частичной нечувствительности мишеней к андрогенам Тестикулярная феминизация (популяционная частота I 60000) Больные имеют кариотип 46XY
Полная резистентность к андрогенам Ребенок внешне выглядит как несомнен ная девочка, но влагалище завершается слепым карманом имеются гипоплас- тические мужские протоки вместо фаллопиевых труб и матки, яички расположены в брюшной полости, паховом канале или в больших половых губах Эндогенный эстроген, синтезируемый в яичках, стимулирует развитие молочных желез в период полового созревания

Рис. 15-11. Синтез тестостерона. Слева — дегидроэпиандростероновый (или Д5) путь, справа — прогестероиовый (или Д4) путь [Из Марри P и др , Биохимия человека, M Мир, 1993, т 2, с 229)
Частичная резистентность к андрогенам. Больной имеет гениталии переходного типа, характерны гипоспадия, микрофаллия, гинекомастия.
(е)              Функции. Тестостерон, как и остальные андрогены, существенно необходим для половой дифференцировки (глава 15.1 Б 2), полового созревания, поддержания сперматогенеза.
(ж)              5а-Редуктаза в разных органах (например, простата, семенные пузырьки) катализирует превращение тестостерона в дигидротестостерон.

2. Дигидротестостерон — (5а, 17(3)-17-дидроксиандростан-З-он — образуется в клетках Лёйдига (около 100 мкг в сутки) и в ряде других органов (до 300 мкг в сутки). Дигидротестостерон необходим для дифференцировки наружных половых органов (мошонка, половой член). Этот анаболический стероид запрещён законодательством ряда стран к применению (кроме диагностических целей).
3. Дегидроэпиандростерон, андростендион и ряд других стероидов обладают слабой андрогенной активностью.

2. Извитые семенные канальцы (рис. 15-12 и 15-17) открываются в прямые (tubuli recti), по которым сперматозоиды попадают в сеть яичка (rete testis). Извитые семенные канальцы выстланы сперматогенным эпителием, который содержит клетки двух типов — гаметы с их предшественниками на различных стадиях дифференцировки (сперматогонии, сперма- тоциты первого порядка, сперматоциты второго порядка, сперматиды, сперматозоиды) и поддерживающие клетки Сертдли.


Рис 15-12 Сперматогенный эпителий. На базальной мембране располагаются поддерживающие клетки Сертдли, а также сперматогонии типов А и В. Ближе к просвету канальца лежат сперматоциты первого и второго порядков, над которыми находятся сперматиды на различных этапах развития и сперматозоиды [по Dym M (1977) из Gilbert SF, 1985]

а.              Клетки Сертоли располагаются на базальной мембране и делят сперматогенный эпителий на базальное и адлюминальное пространства (рис 15-13). В базальном пространстве находятся только сперматогонии. В адлюминальном пространстве располагаются сперматоциты первого и второго порядков, сперматиды и сперматозоиды.

1. Гематотестикулярный барьер. Поддерживающие клетки в период полового созревания образуют друг с другом специализированные межклеточные контакты, формирующие гематотестикулярный барьер (рис 15-13). Благодаря такому барьеру, в адлюминальном пространстве сперматогенного эпителия создаётся специфическая гормональная среда с высоким уровнем тестостерона. Избирательная проницаемость барьера изолирует созревающие половые клетки от токсических веществ и препятствует развитию аутоиммунного ответа против поверхностных Ar, экспрессирующихся на мембране сперматозоидов в процессе их созревания. Кроме того, клетки Сертоли обеспечивают развивающиеся гаметы питательными веществами (трофическая функция), фагоцитируют остатки цитоплазмы формирующихся сперматозоидов и дегенерирующие половые клетки, секретируют жидкость для транспорта сперматозоидов в семенных канальцах.
2. Гормональная регуляция секреторной функции клеток Сертоли приведена на рис. 15-15.

б.              Сперматогенез (рис 15-14) начинается с наступлением половой зрелости. Яички, в отличие от яичников, располагаются вне полости тела (в мошонке). Это обстоятельство важно для нормального течения сперматогенеза, происходящего при

Рис 15-13 Гематотестикулярный барьер Клетки Сертдли формируют специализированные межклеточные контакты, разделяющие сперматогенный эпителий на базальное и адлюминальное пространства Клетки Сертдли, как и фолликулярные клетки яичника, выполняют барьерную роль между половыми клетками и внутренней средой организма [из Fawcett DW, 1981]
температуре 34 0C и ниже. Так, при неопущении яичек в мошонку (крипторхизм) сперматогенез блокирован.

1. Размножение и рост (фазы гаметогенезов см. 15.1 Г).

Сперматогонии (рис. 15-12) подразделяют на типы А и В.

1. Тип А. Среди сперматогонии типа А по степени конденсации хроматина различают тёмные и светлые клетки.

Тёмные сперматогонии считаются резервными, стволовыми клетками, редко вступающими в митоз.
Светлые сперматогонии — полустволовые клетки, находящиеся в непрерывно следующих друг за другом клеточных циклах (интерфаза сменяется митозом). В результате деления светлой клетки типа А образуются либо две клетки типа В, либо одна клетка типа В и одна светлая клетка типа А.

2. Сперматогонии типа В имеют круглое ядро и конденсированный хроматин. Они также вступают в митоз, но при этом остаются связанными друг с другом при помощи цитоплазматических мостиков. Так формируется клон. Другими словами, одна светлая сперматогония типа А (материнская) способна образовывать клеточную ассоциацию (рис. 15-14). Такая ассоциация (синцитий) из базального пространства перемещается в адлюминальное. Здесь заканчивается стадия размножения половых клеток. Сперматогонии дифференцируются в сперматоциты первого порядка, которые вступают в стадию роста. В стадии роста объём сперматоцитов увеличивается в 4 и более раз, клетки перемещаются ближе к просвету канальца.

2. Созревание. За стадией роста наступает стадия созревания, которая состоит из следующих друг за другом двух делений мейоза. В результате первого деления из одного сперматоцита первого порядка образуется два сперматоцита второго порядка, а после второго деления — четыре сперматиды (рис. 15-6 и 15-14). Сперматиды располагаются вблизи просвета канальца. Каждая сперматида вчетверо мельче сперматоцита первого порядка и имеет ядро с гаплоидным набором хромосом.
3. Формирование. Стадия формирования гамет заключается в морфологической дифференцировке сперматид и образовании сперматозоидов. На этой стадии сперматогенеза разрываются цитоплазматические мостики между сперматогенными клетками, и сперматозоиды оказываются свободными. Сперматогенез (сперматогония -gt; сперматозоид в извитых семенных канальцах) длится 65 дней, но окончательная дифференцировка сперматозоидов происходит в протоке придатка яичка в течение следующих двух недель. Только в области хвоста придатка сперматозоиды становятся зрелыми половыми клетками и приобретают способность к самостоятельному передвижению и оплодотворению яйцеклетки.

в.              Гормональная регуляция сперматогенеза многообразна. Гипоталамо-гипофи- зарная система (см. главу 9 II) при помощи гонадолиберина активирует синтез и секрецию гонадотропных гормонов гипофиза, влияющих на активность клеток Лёйдига и Сертдли. В свою очередь вырабатываемые в яичке гормоны корректируют эндокринную деятельность гипоталамо-гипофизарной системы.

1. Гонадолиберин поступает в кровь из аксонов нейросекреторных клеток в пульсирующем режиме с пиковыми интервалами около двух часов. Именно по этой причине введение экзогенного гонадолиберина только через интервалы 90-150 минут восстанавливает функцию яичек у больных с синдромом Колмена.
2. Гонадотропные гормоны, как и гонадолиберин, высвобождаются в кровь также в пульсирующем режиме, что особенно характерно для лютропина, эпизоды подъёма концентрации которого в крови мужчин происходят с интервалами 90-120 минут.

Рис 15-14 Клон сперматогенных клеток На стадиях размножения, роста и созревания спермато- генные клетки связаны друг с другом цитоплазматическими мостиками Только на стадии формирования гамет цитоплазматические мостики разрываются, и сперматозоиды оказываются свободными [по Bloom W, Fawcett DW (1975) из Gilbert SF, 1985]
(а)              Секреция гонадотропных гормонов контролируется как гонадолибери- ном, так и ингибирующим эффектом тестикулярных гормонов Супрессорный эффект тестостерона на секрецию лютропина в основном проявляется на уровне гипоталамуса (через синтез гонадолиберина), тогда как эстрогены снижают чувствительность гонадотропных клеток к гонадолиберину. В то же время половые стероиды слабо влияют на секрецию фоллитропина, в то время как пептидный гормон ингибин оказывает выраженное подавляющее действие на гонадотропные клетки, синтезирующие фоллитропин.
(б)              Мишени гонадотропных гормонов — яички. Клетки Сертдли имеют рецепторы фоллитропина, а клетки Лейдига — лютропина.
Фоллитропин активирует в клетках Сертдли синтез и секрецию андроген- связывающего белка, ингибина, эстрогенов, трансферрина, активаторов плаз- миногена (рис 15-15)
Лютропин Клетки Лейдига имеют рецепторы лютропина Лютропин стимулирует в клетках Лейдига синтез и секрецию тестостерона и эстрогенов Клетки

Рис. 15-15. Гормональная регуляция секреторной функции клеток Сертдли. Фоллитропин стимулирует секрецию андрогенсвязывающего белка (АСБ), поддерживающего высокий уровень тестостерона в адлюминальном пространстве сперматогенного эпителия, а также ингибина. Часть тестостерона в клетках Сертдли путём ароматизации превращается в эстрогены [из West JB, 1990]
Лёйдига секретируют 80% эстрогенов, вырабатываемых в мужском организме. Остальные 20% синтезируют эндокринные клетки пучковой и сетчатой зон коры надпочечников и клетки Сертдли.

3. Пролактин. Механизмы участия пролактина в регуляции функций яичка не очень ясны, хотя секреция адекватного количества пролактина кажется необходимой для синтеза тестостерона. Увеличение уровня пролактина в крови ведёт к подавлению синтеза тестостерона. Так, у больных с выраженной гиперпролакти- немией в результате снижения секреции тестостерона развивается импотенция.
4. Дополнительные факторы

(а)              Андроген-связывающий белок клеток Сертдли отвечает за поддержание высокого уровня тестостерона в сперматогенном эпителии путём накопления тестостерона в просвете семенных канальцев.
(б)              Трансферрин, кроме транспорта железа в сперматогенный эпителий, является мощным митогенным фактором.
(в)              Активаторы плазминогена влияют на протеолитические реакции, что важно для миграции созревающих половых клеток из базального пространства в адлюминальное.
(г)              Эстрогены. В гладком эндоплазматическом ретикулуме клеток Сертдли путём ароматизации происходит превращение тестостерона, синтезированного в клетках Лёйдига, в эстрогены. Хотя этот вклад в уровень эстрогенов крови невелик, клетки Сертдли оказывают значительное влияние на синтез тестостерона. Эстрогены связываются с рецепторами в клетках Лёйдига и подавляют синтез тестостерона.
(д)              Ингибин. В ответ на стимуляцию фоллитропином клетки Cepmam выделяют ингибин, блокирующий синтез фоллитропина. Структура ингибина гомологична мюмерову ингибирующему фактору, секретируемому фетальными клетками Cepnmu.
г.              Гипогонадизм (тестикулярная недостаточность) поражает две функции — сперматогенез в извитых семенных канальцах и синтез тестостерона в клетках Лёйдига. Дефекты сперматогенеза вызывают стерильность; дефицит тестостерона приводит к неадекватному развитию и поддержанию вторичных половых признаков. Причины гипогонадизма; нарушения в гипоталамо-гипофизарной системе (гипогонадотроп- ный гипогонадизм) и первичные нарушения яичек с неизбежной стимуляцией секреции ЛГ и ФСГ (гипергонадотропный гипогонадизм).

1. Тестикулярная недостаточность, развившаяся до полового созревания, препятствует нормальному половому развитию.

(а)              Пенис и яички остаются маленькими, сперматозоиды отсутствуют.
(б)              Оволосение на лице и теле скудное.
(в)              Голос сохраняется высоким; мышечная масса и сила снижены.
(г)              Евнухоидизм. Увеличение роста длинных костей (из-за замедленного закрытия эпифизарных хрящей) вызывает евнухоидный вид, при котором размах рук на 6 см и более превышает рост, а расстояние от пола до лонного сращения на 5-7 см больше расстояния от симфиза до макушки.

2. Тестикулярная недостаточность, развившаяся после полового созревания, проявляется потерей лйбидо и потенции. Постепенно наступает частичная регрессия вторичных половых признаков, замедляется рост волос на лице и теле, снижается мышечная масса.

Б. Придаток яичка. Сеть яичка — система анастомозирующих тонкостенных трубочек, продолжающихся в выносящие канальцы придатка. В самом придатке различают головку, тело и хвост. Головка придатка представлена 10-12 выносящими канальцами (ductuli efferentes). Тело и хвост придатка образованы протоком придатка (ductus epididymis), в который открываются ductuli efferentes.
В. Семявыносящий проток. Из придатка сперматозоиды попадают в семявыносящий проток (ductus deferens). В составе семенного канатика ductus deferens проходит по паховому каналу в брюшную полость. Вблизи мочевого пузыря семявыносящий проток заканчивается ампулярным расширением. Сразу за ампулой после слияния с семенными пузырьками ductus deferens продолжается в семявыбрасывающий проток (ductus ejaculatorius). Последний проникает в предстательную железу и открывается в простатическую часть мочеиспускательного канала.
Г. Добавочные железы. Семенные пузырьки, предстательную и бульбоуретральные железы принято называть добавочными железами мужской половой системы Вклад секрета предстательной железы и семенных пузырьков в объём семенной жидкости составляет 95%, на сперматозоиды приходится лишь 5% общего объёма эякулята.

1. Семенные пузырьки — две сильно извитые трубки длиной до 15 см, открывающиеся в семявыбрасывающий проток (сразу за ампулой семявыносящего протока). Стенка трубки состоит из трёх оболочек: слизистой, мышечной и соединительнотканной.

а.              Слизистая оболочка имеет выраженную складчатость и выстлана однослойным многорядным цилиндрическим эпителием (секреторные и базальные клетки).
б.              Мышечная оболочка образована внутренним циркулярным и наружным продольным слоями ГМК.
в.              Секрет. Семенные пузырьки секретируют вязкий желтоватого цвета секрет, поступающий в семявыбрасывающий проток во время эякуляции. Секрет семенных пузырьков разжижает семя, содержит фруктозу, соли аскорбиновой и лимонной кислот,
простагландины — т.е. вещества, обеспечивающие сперматозоиды энергетическим запасом, повышающие их выживаемость и функциональную активность.

2. Предстательная железа (рис. 15-16) — мышечно-железистый орган, полностью окружающий проксимальный отдел уретры. Простата состоит из 30-50 разветвлённых трубчато-альвеолярных желёз, разделённых содержащими значительное количество ГМК перегородками соединительной ткани. Каждая железа имеет собственный выводной проток, открывающийся в просвет уретры. Секрет предстательной железы попадает в мочеиспускательный канал за счёт сокращения ГМК железы, принимает участие в разжижении семени и способствует его прохождению по мочеиспускательному каналу при эякуляции. В нормальном секрете предстательной железы обнаружены липиды, протеолити- ческие ферменты (фибринолизин), кислая фосфатаза.

Маркёры

1. Кислая фосфатаза. Увеличение в крови содержания кислой фосфатазы может указывать на прорастание опухоли предстательной железы за пределы капсулы
2. Простато-специфичный Ar (ген APS, 19ql3) — тест выявления рака предстательной железы, хотя уровень этого Ar может быть повышен и при гипертрофии (аденоме) предстательной железы
3. Секреторный белок простаты MSPB (PSP94) экспрессируется практически только в простате

3. Бульбоуретральные железы Купера — две трубчато-альвеолярные железы небольшой величины. Их секреторный отдел выстлан эпителиальными клетками кубической и цилиндрической формы. В соединительнотканной строме встречаются как ГМК, так и поперечнополосатые мышечные волокна. Предполагается, что вязкий слизистый секрет, выделяемый в период полового возбуждения, служит для смазки уретры перед эякуляцией.
4. Железы мочеиспускательного канала (уретральные железы, glandulae urethrales) Литтре — слизистые трубчато-альвеолярные железы, расположены в слизистой оболочке губчатой части мочеиспускательного канала.