2 курс / Гистология / Мяделец.Частная гистология

Между извитыми канальцами располагаются мезенхимные клетки, часть которых увеличивается в размерах и превращается в интерстициальные эндокринные клетки Лейдига. Эти клетки очень рано начинают синтезировать мужские половые гормоны, что играет важную роль в развитии гонад по мужскому типу. Из остальной части мезенхимы образуются перегородки (септы), разделяющие яичко на дольки, и РСТ. Канальцы сети яичка в области его средостения сливаются с выносящими канальцами головки придатка, которые образуются из канальцев мезонефроса. Эти канальцы переходят в проток придатка, развивающийся из верхнего отдела мезонефрального протока и располагающийся в теле придатка. Нижние отделы мезонефрального протока превращаются в семявыносящий и эякуляторный (семяизвергательный) протоки. Эпителий семяизвергательного канала выпячивается и формирует семенные пузырьки.

Секреторный эпителий простаты развивается из мочеполового синуса и частично (прилежащая к уретре часть) из мезонефрального протока. Между двумя различными по генезу частями эпителия простаты в некоторых случаях могут нарушаться регуляторные взаимоотношения, что некоторые авторы рассматривают как одну из причин частого развития рака и аденом в области контакта этих частей. Гладкая мышечная ткань, РВНСТ и сосуды простаты имеют мезенхимное происхождение.

Таким образом, источники развития мужской половой системы следующие:

1.Дефинитивные половые клетки развиваются из первичных половых клеток (гоноцитов), образующихся в эпибласте и затем накапливающихся энтодерме желточного мешка.

2.Эпителий извитых семенных канальцев развивается из следующих зачатков: мейозиндуцирующие сустентоциты развиваются из половых тяжей, т.е. из мезодермы париетального листка спланхнотома. Мейозингибирующие сустентоциты образуются из канальцев мезонефроса. Эпителий прямых канальцев и канальцев сети яичка также образуется из канальцев мезонефроса (его краниальной части).

3.Эпителий выносящих канальцев придатка семенника развивается из канальцев мезонефроса.

4.Эпителий протока придатка семенника, семявыносящего и семя-

извергательного каналов образуется из мезонефрального протока.

5.Эпителий семенных пузырьков формируется из выпячивания семяизвергательного канала, т.е., в конечном счете, из мезонефрального протока.

6.Эпителий предстательной железы и бульбоуретральных желез раз-

вивается из мочеполового синуса - вентральной части клоаки, представляющей собой расширение задней кишки. Небольшая (центральная) часть простаты образуется из мезонефрального протока.

421

7.Соединительная ткань, сосуды и гладкие миоциты органов обра-

зуются из мезенхимы.

8.Наружные половые органы дифференцируются из следующих за-

чатков:

1) половой член развивается из полового бугорка (выпячивания эктодермы, располагающегося несколько краниальнее отверстия прямой кишки

(проктодеума).

2) источником развития мошонки являются половые валики, которые

ввиде возвышения окружают половой бугорок и имеют эктодермальное происхождение.

3) эпителий дистальной части мужской уретры образуется из половых складок - каудальной поверхности полового бугорка, т.е. также имеет эктодермальное происхождение.

Причины развития гонад и других половых органов по мужскому типу. 1. Влияние Y-хромосомы, которая генетически детерминирует пол. Одним из наиболее известных генов, определяющих развитие гонад по мужскому типу, является ген SRY, относящийся к числу ДНК-регуляторных генов. Этот ген кодирует HY-антиген, или фактор, определяющий развитие яичек (testis differentiation factor, TDF).

2.Помимо половой Y-хромосомы, определенное отношение к развитию гонады по мужскому типу имеет хромосома 17. Она содержит ген SRA1, мутации которого ведут к реверсии пола: генетические мужчины приобретают женский фенотип.

3.Действие мужских половых гормонов. В результате влияния тестостерона, секретируемого на ранних стадиях развития клетками Лейдига при стимулирующем действии хориогонического (плацентарного) и материнского гипофизарного гонадотропинов, канальцы мезонефроса превращаются

ввыносящие канальцы, мезонефральный проток преобразуется в семявыносящий проток, формируются семенные пузырьки и простата. Дифференцируются наружные половые органы, свойственные мужскому организму.

4.Мюллеров ингибирующий фактор (МИФ), вырабатываемый клет-

ками Сертоли закладок яичка, подавляет развитие парамезонефрального (мюллерова) протока (см. “Женскую половую систему”) и превращение его

вяйцеводы и матку. И тестостерон, и МИФ образуются в яичке на ранних стадиях развития.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОРФОЛОГИЯ ЯИЧЕК

ФУНКЦИИ. 1. Генеративная функция: выработка мужских половых клеток - сперматозоидов.

2.Эндокринная функция - синтез мужских и женских половых гормонов, ряда других гормонов и биологически активных веществ (см. ниже).

3.Секреторная функция заключается в продукции жидкой части спермы.

422

4. Депонирующая функция: в извитых, прямых семенных канальцах и канальцах сети депонируются сперматозоиды.

СТРОЕНИЕ. Яички являются парными паренхиматозными дольчатыми органами, сочетающими в себе признаки строения сложной трубчатой экзокринной и эндокринной желез. Секретом экзокринной части яичка является семенная жидкость - сперма, а мужские половые гормоны, ряд других гормонов и биологически активных веществ - продукты эндокринной части.

Строма яичка представлена: 1) белочной оболочкой, которая с поверхности покрыта серозной оболочкой; 2) отходящими от белочной оболочки соединительнотканными септами; 3) интерстициальной РСТ, заполняющей пространства между белочной оболочкой и септами. Наружные слои белочной оболочки образованы плотной волокнистой соединительной тканью и содержат гладкие миоциты. Ее внутренний слой представлен РСТ, богат кровеносными сосудами и часто обозначается как сосудистая оболочка. Утолщение белочной оболочки на медиальной поверхности яичка обра-

зует средостение яичка, или гайморово тело. От него к латеральному по-

люсу радиально расходятся соединительнотканные септы, которые делят яичко на дольки. Паренхима яичка образована совокупностью извитых се-

менных, прямых семенных канальцев и канальцев сети.

Число долек в одном яичке примерно равно 200. В каждой дольке находится 1-4 извитых семенных канальца длиной до 80-100 см. Таким образом, общая длина извитых семенных канальцев, на которой происходит сперматогенез, составляет от 320 до 1600 м. В вершине дольки, обращенной к средостению, извитые семенные канальцы переходят в прямые, которые, сливаясь, образуют сеть яичка.

Структурно-функциональной единицей яичка является извитой се-

менной каналец (Рис. 23.4). Снаружи он покрыт собственной оболочкой,

состоящей из трех слоев: базального, или внутреннего волокнистого, мио-

идного и наружного волокнистого. Внутренний волокнистый слой образован сетью коллагеновых волокон. Миоидный слой представлен миоидными клетками, вызывающими сокращение извитого канальца. Наружный волокнистый слой состоит из двух частей: базальной мембраны миоидных клеток

исети коллагеновых волокон с фиброцитами.

Квнутреннему слою оболочки канальца изнутри прилежит базальная мембрана эпителиосперматогенного слоя. Этот слой подразделяется на 2 части: 1) сустентоциты, (клетки Сертоли), формирующие выстилку канальца и лежащие непосредственно на базальной мембране, и 2) развивающиеся половые клетки, из которых с базальной мембраной соприкасаются только сперматогонии.

423

Рис. 23.4. Строение извитых семенных канальцев А – срез извитого семенного

канальца с заполненным просветом (стрелка – просвет); Б – срез извитого семенного канальца со свободным просветом 1 – миоидная клетка оболочки канальца; 2 – сустентоцит; 3 – сперматогонии; 4 – первичные сперматоциты; 5 – вторичные сперматоциты; 6 – ранние сперматиды (первичные); 7 – сперматиды в фазе формирования (II порядка); 8 – головки сперматозоидов; 9 –хвостики зрелых сперматозоидов, заполняющие просвет канальца; 10 – интерстициальные эндокриноциты

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ СУСТЕНТОЦИТОВ. Сустентоциты имеют треугольную форму. Их расширенное основание лежит на базальной мембране. Здесь находится крупное светлое, с инвагинациями ядро, в котором обнаруживается крупное ядрышко и преобладает эухроматин. Острые вершины сустентоцитов выступают в

просвет извитого канальца. От боковых поверхностей клеток отходят отростки, которые с помощью десмосом тесно контактируют с отростками соседних сустентоцитов. В результате просвет канальца делится на два этажа. В нижнем этаже находятся сперматогонии, остальные развивающиеся мужские половые клетки лежат во втором этаже.

В цитоплазме сустентоцитов развиты органеллы белкового синтеза (гранулярная эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, митохондрии), гипертрофирован сократительный аппарат (актиновые микрофиламенты), содержится множество включений, в первую очередь трофических. Следует отметить также наличие в базальной части клеток включений в виде кристаллов, имеющих филаментозную структуру (кристаллы Шарко). Химический состав и функции их неизвестны.

424

ФУНКЦИИ сустентоцитов разнообразны:

1.Трофическая функция: обеспечение развивающихся половых клеток питательными веществами.

2.Опорная функция. С помощью отростков клетки Сертоли создают опору для синцития, образованного сперматогенными клетками.

3.Фагоцитарная функция: фагоцитоз частей сперматид (остаточных телец) при формировании сперматозоидов, а также погибших, аномально измененных половых клеток.

4.Гормональные и секреторные функции сустентоцитов весьма обширны и включают: а) Синтез андрогенсвязывающего белка (АСБ), при помощи которого андрогены транспортируются к развивающимся в извитом канальце половым клеткам и, концентрируясь там, индуцируют вступление сперматоцитов I порядка в мейоз. Кроме того, АСБ поступает в придаток семенника, где стимулирует дозревание сперматозоидов. Секреция АСБ активируется фоллитропином и тестостероном; б) Синтез гормона ингибина, который тормозит секрецию аденогипофизом фоллитропина, что ведет к подавлению сперматогенеза (мейоза); в) Синтез антагониста ингибина активина, усиливающего секрецию фоллитропина. Эти вещества вырабатывают-

ся разными видами сустентоцитов: светлые мейозингибирующие клетки продуцируют ингибин, а темные мейозиндуцирующие клетки вырабаты-

вают АСБ и активин; г) Выработка вещества, подобного люстатину. Это вещество подавляет функцию эндокринных интерстициальных клеток Лейдига; д) Эмбриональные сустентоциты синтезируют антимюллеров гормон (МИФ), стимулирующий регрессию мюллеровых протоков и определяющий

вэмбриональном периоде развитие половой системы по мужскому типу; е) Сустентоциты секретируют трансферрин, который способствует поступлению к развивающимся сперматозоидам железа и одновременно является мощным митогенным фактором. Таким же эффектом обладает и железо; ж) Эти клетки вырабатывают активаторы плазминогена, которые стимулируют протеолитические реакции и способствуют миграции созревающих клонов мужских половых клеток к просвету канальца; з) Сустентоцитами продуцируется инсулиноподобный фактор роста, который паракринно действует на клетки Лейдига, стимулируя выработку ими тестостерона; и) Путем ароматизации клетки Сертоли превращают андрогены в эстрогены и, следовательно, в определенном количестве продуцируют женские половые гормоны; к) сустентоциты секретируют жидкую среду канальцев.

5.Транспортная функция. Сустентоциты имеют выраженные сократительные микрофиламенты. Их функционирование обеспечивает постепенное передвижение развивающихся половых клеток к просвету канальца. Этой миграции половых клеток способствует секретируемый клетками активатор плазминогена.

6.Барьерно-защитная функция: участие в образовании гематотести-

425

кулярного барьера.

Сустентоциты значительно более резистентны к действию повреждающих факторов, чем сперматогенные клетки. Это относится и к ионизирующей радиации. Поэтому после действия сильных повреждающих факторов извитой семенной каналец может содержать только сустентоциты (синдром

“только клетки Сертоли”).

ГЕМАТОТЕСТИКУЛЯРНЫЙ БАРЬЕР (ГТБ, Рис. 23.5). Половые клетки на ранних стадиях эмбриогенеза отделяются от крови и иммунной системы барьером, в результате их антигены оказываются недоступными для собственных иммунокомпетентных клеток организма. В результате толерантность к этим антигенам не вырабатывается, и они воспринимаются как чужеродные. Для предотвращения аутоиммунной реакции, а также защиты половых клеток от повреждения другими вредными веществами существует ГТБ. Он обладает избирательной проницаемостью для многих веществ и наряду с предотвращением поступления токсических агентов способствует транспорту к сперматогенным клеткам питательных веществ и регуляторных факторов. Таким образом, функции ГТБ следующие.

1.Предотвращение аутоиммунной реакции.

2.Предотвращение или уменьшение поступления к развивающимся половым клеткам повреждающих веществ химической и биологической природы.

3.Обеспечение транспорта к этим клеткам питательных и регуляторных веществ.

4.Создание различного микроокружения для половых клеток разной степени зрелости.

В связи с выраженной иммуно-защитной функцией ГТБ несколько отличается от строения других гематопаренхиматозных барьеров: он является барьером изолирующего типа и усилен за счет оболочки извитого семенного канальца, имеющей довольно сложное строение, и сустентоцитов.

В состав ГТБ входят такие структуры.

1.Эндотелий капилляров непрерывного типа.

2.Непрерывная базальная мембрана эндотелия.

3.Находящиеся в расслоении базальной мембраны перициты обладают выраженной фагоцитарной активностью и также входят в состав ГТБ.

4.Прослойки интерстициальной РВНСТ с макрофагами, способными разрушать ксенобиотики и токсические вещества.

5.Оболочка извитого семенного канальца. Входящие в ее состав миоидные клетки содержат большое количество пиноцитозных пузырьков, что указывает на участие их в транспорте питательных веществ.

6.Базальная мембрана эпителиосперматогенного слоя.

7.Сустентоциты, способные к фагоцитозу, и плотные контакты между

ними.

426

Рис. 23.5. Гематотестикулярный барьер. В его состав входят последовательно следующие структуры:

1.Эндотелий капилляров непрерывного типа.

2.Непрерывная базальная мембрана эндотелия. Находящиеся в расслоении базальной мембраны перициты обладают выраженной фагоцитарной активностью

итакже входят в состав ГТБ. На рисунке они не указаны.

3.Прослойки интерстициальной РВНСТ с макрофагами, способными разрушать ксенобиотики и токсические вещества.

4.Оболочка извитого семенного канальца. Входящие в ее состав миоидные клетки содержат большое количество пиноцитозных пузырьков, что указывает на участие их в транспорте питательных веществ.

5.Базальная мембрана эпителиосперматогенного слоя.

6.Сустентоциты, способные к фагоцитозу, и плотные контакты между ними (на рисунке не указаны).

ГТБ может повреждаться при травмах яичка. В результате в некоторых случаях возникает аутоиммунный орхит, при котором половые клетки гибнут не только в травмированном, но и в здоровом яичке. Это может привести

427

к мужскому бесплодию. Следует также подчеркнуть, что ГТБ не является абсолютным барьером: через него проникают алкоголь, никотин, другие токсические вещества, вирус эпидемического паротита, оказывающие на сперматогенез повреждающее действие.

СПЕРМАТОГЕННЫЕ КЛЕТКИ (Рис. 23.6). В составе эпителиос-

перматогенного слоя наиболее периферическое положение занимают сперматогонии. Они подразделяются на сперматогонии типов А и В. Сперматогонии типа А, в свою очередь, делятся на темные и светлые. Оба вида сперматогоний имеют уплощенную форму и светлое ядро с 1-2 ядрышками. Морфологически они различаются интенсивностью окраски цитоплазмы и количеством гетерохроматина в ядре (в темных клетках его больше).

Рис. 23.6 Клон сперматогенных клеток (по В. Блюму, Д. Фоусету)

Темные сперматогонии А являются покоящимися резервными, истинными стволовыми клетками. Они делятся редко, стимуляция их пролиферации наблюдается при поражении других сперматогенных клеток. За счет сперматогоний типа А происходит восстановление сперматогенеза после радиационного облучения и действия других экстремальных факторов, од-

428

нако процесс восстановления при этом очень длительный и не всегда полноценный. Светлые А сперматогонии - это полустволовые клетки, делящийся пул сперматогоний, которые после ряда делений дифференцируются в сперматогонии типа В.

Сперматогонии В - грушевидные клетки с овальным ядром и центрально расположенным ядрышком. Они способны совершать несколько митотических делений, однако достаточно быстро прекращают размножение и дифференцируются в сперматоциты I порядка. Сперматогонии лежат в первом этаже канальца и получают питание непосредственно из гемокапилляров через ГТБ. Сперматоциты I порядка отделяются от базальной мембраны и перемещаются во второй этаж извитого канальца. Особенностью митотических делений сперматогоний типа В является то, что при этом не происходит цитотомии, клетки оказываются связанными друг с другом цитоплазматическими мостиками. Так формируется ассоциация (клон) клеток, являющаяся примером истинного синцития. Из сперматоцитов I порядка последовательно образуются сперматоциты II порядка и сперматиды, ко-

торые далее превращаются в сперматозоиды. Все эти клетки лежат во втором этаже канальца и получают питание через посредство клеток Сертоли. По длине семенного канальца сперматогенез идет неодновременно. Поэтому на поперечных срезах канальцев можно увидеть разные гистологические картины с различными стадиями сперматогенеза (некоторые авторы описывают до 14 различных вариантов поперечных сечений канальцев).

ЦИТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕНЕРАТИВНОЙ ФУНКЦИИ ЯИЧЕК. Эта функция заключается в образовании мужских половых клеток в процессе сперматогенеза (Рис. 23.7). Сперматогенез включает четыре фазы:

1.Размножения.

2.Роста.

3.Созревания.

4.Формирования.

В фазе размножения участвуют светлые сперматогонии А. Они интенсивно делятся, причем в результате деления светлой сперматогонии А образуются либо две сперматогонии В (дифференцирующий, квантальный митоз), либо одна сперматогония В и одна светлая сперматогония А (асимметричный митоз). Сперматогонии В после ряда митотических делений дифференцируются в первичные сперматоциты. Как отмечалось, особенностью митотических делений сперматогоний В является то, что образующиеся в результате деления клетки остаются связанными друг с другом цитоплазматическими мостиками, что ведет к формированию клона (ассоциации) клеток (см. Рис. 23.6). Эта клеточная ассоциация перемещается во второй этаж канальца и постепенно увеличивается в размерах за счет все новых делений без цитотомии (разделение ассоциации на отдельные клетки происходит только в фазу формирования). Отсутствие цитотомии в делящихся половых клетках имеет большой смысл: через цитоплазматические мостики

429

происходит обмен информацией между образующимися клетками, что обеспечивает их синхронизацию, используются продукты деятельности генов других клеток.

Рис. 23.7. Схема сперматогенеза у человека 1 – сустентоцит; 2 – спермато-

гонии; 3 – первичные сперматоциты; 4 – вторичные сперматоциты; 5 – первичные (ранние) сперматиды; 6 – вторичные (поздние) сперматиды; 7 – зрелые сперматозоиды; 8 – базальная мембрана

Первичные сперматоциты вступают в фазу роста: увеличиваются в размерах примерно в 4 раза и переходят к стадии лептотены профазы мейоза I, которая длится около 3-х недель.

3 фаза - фаза созрева-

ния. Она включает два последовательных деления:

мейоз I (редукционное де-

ление) и мейоз II (экваци-

онное, уравнительное де-

ление). В мейозе I наиболее сложной является профаза. Она состоит из 6 стадий.

1. Стадия прелептоте-

ны. В эту стадию в ядре появляются выраженные скопления гетерохроматина, которые называют прохромосомами. Они связаны с

ядрышком и ядерной оболочкой. Происходит удвоение ДНК, и плоидность сперматоцитов становится равной 2n4c. В эту же стадию клон сперматоцитов перемещается из нижнего, базального этажа в верхний, адлюминальный.

2. Стадия лептотены. В эту стадию в результате спирализации в клет-

430