Физиология яичек

Тестикулы (яички) здорового взрослого человека - парные, овоидной формы, с размерами 3,6-5,5 см в длину и 2,1-3,2 см в ширину. Масса каждого - около 20 г. В силу своего расположения в мошонке эти железы имеют температуру на 2-2,5 С ниже температуры брюшной полости, что способствует теплообмену крови между a. spermatica и поверхностной венозной системой. Венозный отток от яичек и их придатков образует сплетение, кровь из которого слева попадает в почечную, а справа - в нижнюю половую вену. Яичко окружено толстой капсулой, состоящей из 3 слоев: висцерального, tunica vaginalis, белочной оболочки и внутренней, tunica vasculosa. Белочная оболочка имеет фиброзное строение. В оболочках расположены гладкомышечные волокна, сокращение которых способствует перемещению спермы в придаток яичка (эпидидимис). Под капсулой находится примерно 250 пирамидальных долек, отделенных друг от друга фиброзными перегородками. В каждой дольке расположено несколько извитых семявыносящих канальцев длиной 30-60 см. На долю этих канальцев приходится более 85 % объема яичка. Короткие прямые трубочки связывают канальцы непосредственно с rete testis, откуда сперма поступает в проток придатка. Последний в распрямленном виде достигает 4-5 м в длину, а в свернутом состоянии образует головку, тело и хвост придатка. В эпителии, окружающем просвет канальца, располагаются клетки Сертоли и сперматоциты. В интерстициальной ткани между канальцами лежат клетки Лейдига, макрофаги, кровеносные и лимфатические сосуды.

Цилиндрические клетки Сертоли выполняют множество функций: барьерную (за счет тесных контактов друг с другом), фагоцитарную, транспортную (участие в перемещении сперматоцитов к просвету канальца) и, наконец, эндокринную (синтез и секреция андрогенсвязывающего белка и ингибина). Полигональные клетки Лейдига обладают ультраструктурой (выраженный гладкий эндоплазматический ретикулум) и ферментами, характерными для стероидпродуцирующих клеток.

Тестикулы играют основную роль в физиологии размножения у мужчин. Так, приобретение плодом мужского фенотипа во многом определяется продукцией эмбриональными тестикулами мюллерова ингибирующего вещества и тестостерона, а появление вторичных половых признаков во время пубертата и способность к размножению - стероидогенной и сперматогенной активностями тестикул.

Синтез, секреция и метаболизм андрогенов. В их продукции тестикулам принадлежит более важная роль, чем коре надпочечников. Достаточно сказать, что только 5 % Т образуется вне тестикул. Клетки Лейдига способны синтезировать его из ацетата и холестерина. Синтез последнего в тестикулах, вероятно, не отличается от процесса, протекающего в коре надпочечников. Ключевым этапом биосинтеза стероидных гормонов является превращение холестерина в прегненолон, что предполагает отщепление боковой цепи в присутствии НАД-Н и молекулярного кислорода. Дальнейшее превращение прегненолона в прогестерон может происходить различными путями. У человека, по-видимому, преобладающее значение имеет Д⁵-путь, в ходе которого прегненолон превращается в 1 7а-оксипрегненолон и далее в дегидроэпиандростерон (ДГЭА) и Т. Однако возможен и Д⁴-путь через 17-оксипрогестерон и андростендион. Ферментами таких превращений служат Збета-оксистероиддегидрогеназа, 17а-гидроксилаза и др. В тес-тикулах, как в надпочечниках, вырабатываются и конъюгаты стероидов (в основном сульфаты). Ферменты отщепления боковой цепи холестерина локализуются в митохондриях, тогда как ферменты синтеза холестерина из ацетата и тестостерона из прегненолона - в микросомах. В тестикулах существует субстрат-ферментная регуляция. Так, у человека весьма активно протекает гидроксилирование стероидов в 20-м положении, а 20а-оксиметаболиты прогестерона и прегненолона ингибируют 17а-гидроксилирование этих соединений. Кроме того, тестостерон может стимулировать собственное образование, влияя на превращение андростендиона.

Тестикулы взрослого человека продуцируют от 5 до 12 мг тестостерона в сутки, а также слабые андрогены дегидроэпиандростерон, андростендион и андростен-3бета,17бета-диол. В ткани яичек образуются и незначительные количества дегидротестостерона, а также присутствуют ферменты ароматизации, в результате чего в кровь и семенную жидкость попадают и небольшие количества эстрадиола и эстрона. Хотя основным источником тестикулярного тестостерона являются клетки Лейдига, но ферменты стероидогенеза присутствуют и в других клетках семенника (канальцевый эпителий). Они могут принимать участие в создании местного высокого уровня Т, требующегося для нормального сперматогенеза.

Тестикулы секретируют Т не постоянно, а эпизодически, и это служит одной из причин широких колебаний уровня этого гормона в крови (3-12 нг/мл у здорового молодого мужчины). Циркадный ритм секреции тестостерона обеспечивает максимальное его содержание в крови ранним утром (примерно в 7 ч утра) и минимальное после полудня (примерно в 13 ч). Т присутствует в крови в основном в виде комплекса с секс-гормонсвязывающим глобулином (СГСГ), который соединяет Т и ДГТ с большим сродством, чем эстрадиол. Концентрация СГСГ снижается под влиянием Т и гормона роста и возрастает под действием эстрогенов и тиреоидных гормонов. Альбумин связывает андрогены слабее, чем эстрогены. У здорового человека в свободном состоянии находится примерно 2 % Т сыворотки, 60 % связаны с СГСГ и 38 % - с альбумином. Метаболическим превращениям подвергается как свободный Т, так и Т, связанный с альбумином (но не СГСГ). Эти превращения сводятся в основном к восстановлению Д⁴-кето-группы с образованием 3альфа-ОН- или 3бета-ОН-производных (в печени). Кроме того, 17бета-окси-группа окисляется в 17бета-кето-форму. Около половины продуцируемого тестостерона выводится из организма в виде андростерона, этиохоланолона и (в гораздо меньшей степени) эпиандростерона. Уровень всех этих 17-кетостероидов в моче не позволяет судить о продукции Т, поскольку аналогичным метаболическим превращениям подвергаются и слабые андрогены надпочечников. Другими экскретируемыми метаболитами тестостерона являются его глюкуронид (уровень которого в моче у здорового человека хорошо коррелирует с продукцией тестостерона), а также 5альфа- и 5бета-андростан-Зальфа, 17бета-диолы.

Физиологические эффекты андрогенов и механизм их действия. В механизме физиологического действия андрогенов имеются особенности, отличающие их от других стероидных гормонов. Так, в органах-«мишенях» репродуктивной системы, почках и коже Т под влиянием внутриклеточного фермента Д⁴-5а-редуктазы превращается в ДГТ, который, собственно, и вызывает андрогенные эффекты: увеличение размеров и функциональную активность акцессорных половых органов, оволосение по мужскому типу и усиление секреции апокринных желез. Однако в скелетных мышцах Т и сам без дополнительных превращений способен повышать синтез белка. Рецепторы семявыносящих канальцев обладают, по-видимому, равным сродством к Т и ДГТ. Поэтому у лиц с недостаточностью 5а-редуктазы сохраняется активный сперматогенез. Превращаясь в 5бета-андростен- или 53-прегнестероиды, андрогены, как и прогестины, могут стимулировать гемопоэз. Механизмы влияния андрогенов на линейный рост и окостенение метафизов изучены недостаточно, хотя ускорение роста совпадает с повышением секреции Т в пубертате.

В органах-«мишенях» свободный Т проникает в цитоплазму клеток. Там, где в клетке имеется 5а-редуктаза, он превращается в ДГТ. Т или ДГТ (в зависимости от органа-«мишени») связывается с цитозольным рецептором, изменяет конфигурацию его молекулы и соответственно сродство к ядерному акцептору. Взаимодействие гормонрецепторного комплекса с последним приводит к увеличению концентрации ряда мРНК, что обусловлено не только ускорением их транскрипции, но и стабилизацией молекул. В предстательной железе Т усиливает также связывание метиониновой мРНК с рибосомами, куда поступают большие количества мРНК. Все это приводит к активации трансляции с синтезом функциональных белков, меняющих состояние клетки.