Гормоны / МПС

Мужская половая система (МПС)

Как репродуктивная половая система имеет общий план строения и делится на:

1. внутренние половые органы (мужские половые железы/гонады/яички/семенники (последний термин применим к животным), семявыносящие пути/протоки, добавочные железы (предстательная железа, бульбоуретральные железы/Куперовы железы, семенные пузырьки)

2. наружные половые органы (половой член, машонка)

Функции МПС:

1. генеративная (образ. муж. полов. кл. – сперматозоидов)

2. эндокринная (синтез и секреция половых (и муж. и жен) стероидов/гормонов)

1+2= глобальная функция – репродуктивная (продолжение рода, воспроизведение себе подобных).

Развитие

Развитие мужской и женской половой системы очень тесно связаны и идет неразрывно с формированием мочевыделительной системы. На ранних стадиях, а именно до 6-7 недели половая система развивается по индиферентному типу ( до 6-7 недели эмбрионального развития, в развивающейся половой системе невозможно определить, будет развиваться дальше система мужская или женская) - стадия индифферентной гонады. И только на 7ой неделе эмбриогенеза начнут реализовывать себя факторы половой дифференцировки, которые запустят развитие системы либо по мужскому типу, либо по женскому. К этим факторам относят:

• генетический фактор - TdF (Т-яичко, «тестит»; d-дифференцировочный, F-фактор) – SRY-ген, кот. находится на коротком плече Y-хромосомы. Если этот фактор есть, то будет развиваться МПС, если нет, то ЖПС, зависит от того, какую хромосому принесёт сперматозоид.

• эндокрин - это эмбриональный тестостерон, дигидротестостерон, которые вырабатываются в самой первой популяции мужских эндокриноцитов/клеток Лейдига.

Примерно на 4-5 неделе эмбрионального развития на медиа-вентральной поверхности первичной почки (Вольфово тело) начинает разрастаться мезенхима, которая тут же покрывается целомическим эмбриональным эпителиям, образуется половая складка/половой валик. По половым складкам из желточного мешка начинают мигрировать первичные половые клетки - гонадобласты. В желточном мешке они оказываются вторичны, они там не образуются, изначальное же образование гонадобластов происходит в эпибласте зародыша. Из желточного мешка гонадобласты мигрируют к половым валикам/половым складкам 2мя путями.

1. основной – интерстициальный (контактный путь движения) - заключается в том, что гонадобарсы своей поверхностью образуются многочисленные псевдоподии/выросты, при помощи которых они карабкаются по мезенхиме брызжейки

2. гематогенный/с током крови

В ходе той или иной миграции гонадобласты интенсивно делятся их численность увеличивается в десятки раз. Гонадобласты - это достаточно крупные клетки (18-20 мкм), имеют крупное светлое ядро, органоиды развиты достаточно слабо, цитоплазма характеризуется наличием большого количества свободного гликогена и высокой активности фермента щелочной фосфатазы.

Часть гонадобластов при миграции (5-25%) отклоняются от нормального тока миграции и попадают в зачатки различных органов, не к половым валикам. Такие отклонившиеся гонадобласты называются заблудившиеся/эктопические, они чаще всего погибают, т.к. не находят подходящего микроокружения и в них запускается апоптоз, но часть клеток, очень небольшой процент, может сохранить свою жизнеспособность и остаться в зачатках этих органов. Дальше чаще всего экстатические гонобласты находятся в спящемся состоянии и проживают жизнь вместе с человеком, а потом погибают. Какие-то выраженные экстремальные факторы, которые воздействуют на организм (переохлаждение, перегревание, болевой стресс, очень сильный психоэмоциональный стресс) могут эти клетки пробудить и они начнут делиться. Безудержный рост ганатопластов уже у взрослого человека приводит к развитию опухолей – тератомы (внутри можно обнаружить волосы, зубы, ногтевые пластинки, иногда фрагменты тела)

Но все же большая часть гонадобластов доходит до половых валиков, фиксируется на целомическом эпителии, продолжая интенсивно делиться, численность их значительно увеличивается. В миграции гонадобластов ключевым фактором является хемотаксис - движение в направлении химического раздражителя. Целомический эпителий вырабатывает хемоаттрактант – телоферон, кот. притягивает к себе гонадобласты.

Клеток гонадоблатов становится очень много, и они начинают давить на целомический эпителий, что приводит к его врастанию в половые валики, могут даже уходить в первичную почку. Образуются структуры, которые носят название половые тяжи/половые шнуры, то есть гонадобласты уходят в толщу мезенхимы вместе с целомическим эпителием, внутри образующихся половых тяжей находится гонадобласты. Как только образовались половые тяжи, половые складки стали называться уже первичными половыми железами. Именно в это время начинают себя реализовывать факторы половой дифференцировки.

Гонадобласты устанавливают очень тесный контакт с базальной мембраной и превращаются в истинные стволовые клетки - сперматогонии А0 темные. Сам целомический эпителий превращается в клетки сустентоциты/клетки Сертоле/поддерживающие клетки/фолликулярные клетки. Половые тяжи/половые шнуры превращаются в будущие семенные извитые канальца, а мезенхима, находящаяся между половыми тяжами, куда они вросли, является источником образования интерстициальных эндокриноцитов/кл. Лейдига, кот. вырабатывают андрогены.

Мезенхима начинает разрастаться вокруг половых тяжей и обособляет первичную половую железу от Вольфого тела/первичной почки, образуется самостоятельная мужская половая железа. Из самой мезенхимы образуется поверхностная белочная оболочка яичка. Семявыносящие пути в основном образ. из Вольфого протока, от кот. отходит первичная почка.

Общий план строения мужской половой железы/яичка.

Мужская половая железа/гонада/яичко – парный орган, который находится в наружном половом органе, в мошонке. Опущение яичка в мошонку происходит примерно на 7-8 месяце эмбриональной жизни, ближе к моменту рождения. Яички уходят из брюшной полости, проходят через паховый канал и попадают в мошонку, это необходимо, чтобы создать оптимальную температуру для развития мужских половых клеток, потому что в мошонке температура ниже на 1,5-2 градуса, чем температура в брюшной полости.

Если яичко не опускается в мошонку, то состояние носит название крипторхизм. Оно бывает односторонним или двухсторонним. Если крипторхизм пропустить, не выявить его вовремя, и искусственно не опустить яичко в мошонку, то к периоду полового созревания мужчина будет бесплоден.

Яичко имеет слегка бобовидную форму, массу 15-25 грамм, длинник 2,5-3 см, поперечник около 1,5 см. С поверхности яичко покрыто семью оболочками (кожа, мясистая, наружная семенная фасция, фасция мышцы, поднимающей яичко, мышца, поднимающая яичко, внутренняя семенная фасция, влагалищная оболочка яичка). Три собственные оболочки:

1. Самая наружная собственная оболочка - серозная оболочка - это висцеральный листок влагалищной оболочки, содержит мезотелий, покрывает с поверхности всё яичко

2. фиброзная оболочка/белочная оболочка - в области заднего края яичка белочная оболочка/фиброзная оболочка утолщается, образуя средостение или Гайморово тело.

3. К нутрии белочная оболочка разрыхляется и из ПСТ переходит в РВСТ, пронизанную кровеносными сосудами. Отсюда самая внутренняя собственная оболочка получила название сосудистая оболочка.

От средостения, то есть от заднего края, к противоположному, к переднему краю яичка, отходят соединительно-тканные тяжи/септы. Септы делят яичко на дольки. Количество долек 200-250, то есть яичко - это дольчатый окон. Дольчатость лучше выражена у ребенка, поскольку у него септы доходят прямо до противоположного переднего края. Слабее выражена дольчатость у взрослого мужчины, поскольку септы уже не доходят до переднего края, т.к. объем органа увеличивается.

Внутри каждой образованной дольки находятся 2 компонента:

• канальцевый - представлен 1, либо 2мя, намного реже, 3мя или 4мя, извитыми семенными канальцами (ИСК), образуются из половых тяжей

• интерстицеальный - находится вокруг ИСК

ИСК, направляясь к области средостенья, выпрямляются и превращаются в прямые канальцы. Прямые канальцы – это начальный отрезок семя выносящих путей. Сперматогенез в них уже не происходит, мужские половые клетки не образуются. Прямые канальца входят в средостенье и образуют сеть – сеть средостенья/канальца сети средостенья. Из сети средостенья в области задне-верхнего края выходит 8-12 (15) канальцев, которые образуют головку придатка яичка.

Выносящие канальцы головки придатка яичка сливаются и образуют канал/проток придатка. Проток придатка идет через тело и хвост придатка. Итак, у придатка есть головка придатка яичка, есть тело и есть хвост, хвостовая часть придатка. В головке, выносящие канальца головки придатка, в теле и хвосте идет проток придатка.

Проток придатка выходит из яичка, из придатка яичка, принимает восходящий характер и превращается в семявыносящий проток (ductus deferens). Семя выносящий проток имеет длину около 50 см, проходит через паховый канал и проходит полость таза, направляясь к мочевому пузырю, но до мочевого пузыря не доходит, так как встречает на своем пути семенные пузырьки. Семя выносящий проток соединяется с протоком семенного пузырька и превращается в семяизвергательный канал.

Семяизвергательный канал проходит через простату, под дном мочевого пузыря, и впадает в уретру/мочеиспускательный канал. Стенка уретры, над семяизвергательным каналом утолщается, и здесь образуется семенной бугорок - это утолщение слизистой оболочки уретры. В нем очень много сосудов и нервных окончаний. На высоте полового возбуждения семенной бугорок становится очень крупным и закрывается просвет уретры, то есть перекрывает проход спермы в мочевой пузырь.

Канальцевый компонент представлен извитым семенным канальцем, стенка которого имеет сложное многослойное строение:

• Самый внутренний слой это базальная мембрана, за кот. располагается внутренний бесклеточный/внутренний волокнистый слой - это аморфное вещество и коллагеновые фибриллы.

• Миоидный - в нем располагаются клетки, напоминающие гладкие миоциты, но это миофибробласты. Их сокращение способствует проталкиванию клеток.

• Наружный бескреточный слой/наружный волокнистый слой - аналогичен внутреннему.

• кнаружи идет уже интерстициальный компонент, то, что окружает канальца (межуточная и интерстициальная тк.)

На базальной мембране извитого семенного канальца находятся фолликулярные/поддерживающие клетки/сустентоциты/клетки Сертоли. Это клетки конусовидной формы, апекальные, поверхности которых образуют многочисленные переплетающиеся микроворсинки. Латеральные поверхности клеток Сертоли образуют очень глубокие бухтообразные инвагинации, в которых располагаются развивающиеся половые клетки.

Сустентоциты имеют примечательные ядра, которые располагаются непосредственно в базальной мембране. Ядра примечательны тем, что они имеют либо овальную, либо грушевидную форму, очень светлые, и в них прекрасно контурируется 1 или 2 ядрышка. Клетки Сертоли соединяются друг с другом особым видом межклеточных контактов – Сертоли-Сертоли - это разновидность плотного контакта

Эти клетки являются главным элементом гематотестикулярного барьера, к кот. также относят: белочная оболочка яичка, соединительно-тканные септы, капилляры соматического типа с непрерывной мембраной, и макрофаги интерстициальной тк.

Гематотестикулярный барьер разделяет развивающиеся половые клетки и кровь в сосудах, благодаря чему поддерживается иммунный гомеостаз, микробиологический гомеостаз, химический и эндокринный гомеостаз развивающихся половых клеток. При повреждении гематотестикулярного барьера развитие половых клеток нарушается, что может приводить к бесплодию. Наиболее частыми причинами повреждения гематотестикулярного барьера являются механические повреждения, травмы, изменение температуры (крипторхизм, различные профессиональные вредности, например, повышение температуры отмечается у работников сталелитейных цехов, которые работают вблизи плавильных печей; длительный сидячий, так называемый, профессиональный образ (дальнобойщики)), различные бактерии и вирусы (например, вирус эпидемического паротита/свинка), курение, прием алкогольных напитков, потому что алкоголь метаболизируется в организме с образованием уксусной кислоты, ацетальдегида, уксусного альдегида, они вызывают повышение проникновения, наркотические препараты и просто лекарственные препараты.

Клетки Сертоли имеют прекрасно развитый органоидный аппарат (цитоскелет, органоиды синтеза: гранулярная и гладкая ЭПС, КГ; хорошо развитые митохондрии и лизосомы)

Функции клеток Сертоли:

1. поддерживающая/опорная – явл. опорой для развивающихся половых клеток.

2. метаболическая - поглощают продукты жизнедеятельности развивающихся половых клеток.

3. трофическая - клетки передают питательные вещества к развивающимся половым клеткам

4. экзокринная – выработка канальцевой жидкости, которая выделяется в просвет канальца и служит кондиционной средой/средой кондиционирования/сохранения мужских половых клеток.

5. эндокринная - вырабатывают ряд БАВ (гормоны):

   • мюллеров ингибирующий гормон - подавляет развитие мюллеровых протоков. Из этих протоков, если бы они начали расти, потом бы сформировалась матка, часть влагалища и маточные трубы, но этот гормон подавляет их развитие.

   • гормон ингибин В - подавляет сперматогенез через центральную ось регуляции.

   • Его антагонист тоже вырабатывается здесь гормон активин - стимулирует сперматогенез/развитие мужских половых клеток

   • гормон регулирующий работу клеток Лейдига

Сперматогенез. Сперматогенез - это процесс развития мужских половых клеток. Продолжительность 74, плюс-минус 3-5 дней, идет волнообразно. Включает в себя 4 периода:

1. период размножения

Биологический смысл: 5ти-6тикратное митотическое деление, приводящее к увеличению численности будущих половых клеток. Клетки периода размножения носят название сперматогонии. Они лежат на базальной мембране на одном уровне с ядрами клеток Сертоли. Особенность первого периода - митотическое деление идет не до конца, цитотомии не происходит, в результате чего между будущими клетками остаются цитоплазматические мостики, то есть формируется клеточный синцитий.

2. период роста

Биологический смысл: подготовка клеток к редукционному делению/к мейозу. Клетки называются первичные сперматоциты/сперматоциты первого порядка. В периоде роста клетки проходят несколько стадий (изменения происходят на уровне ядер):

1. лептонема - происходит сверхспирализация и конденсация хромосом, хромосомы становятся хорошо различимыми в световом микрофоне, называется стадия рыхлого клубка

2. стадия зигонемы - гомологичные хромосомы объединяются в пары и образуют биваленты. Количество бивалентов 23 пары. Общее количество хромосом 46 (диплоидный набор).

3. пахинема - продолжается спирализация и конденсация хромосом, они укорачиваются и утолщаются, и между гомологичными хромосомами происходит кроссинговер/обмен генами для повышения внутривидового разнообразия.

4. диплонема - укороченные и утолщенные хромосомы в бивалентах расщепляются продольной перетяжкой на 2 хроматиды и образуются уже 23 не диады, а тетрады, общий хромосомный набор 46 (диплоидный)

3. период созревания

Биологический смысл: двухкратное мейотическое деление с очень короткой интерфазой, в результате которых происходит редукция хромосом/уменьшение количества хромосом. Первичный сперматоцит делится и образуется 2 вторичных сперматоцита/сперматоциты 2ого порядка, каждый из которых получил от материнской клетки по 23 хромосомы, разделенные на хроматиды, то есть произошла редукция. Сразу же за первым делением, идет второе деление, в результате которого образуются самые маленькие клетки в сперматогенном пласте, называемые сперматидами. Каждая сперматида получает по 23 хроматиды/по 23 монады - классический гаплоидный набор хромосом.

4. период формирования - из сперматиды образуется зрелый сперматозоид. Вытягивается ядро, приобретает овальную форму, клеточный центр, располагавшийся раньше над ядром, переходит сверху вниз и расщепляется на две центриоли, на проксимальную и дистальную. Проксимальная центриоль будет во вдавлении ядерной оболочки, то есть она всегда будет рядом с ядром, дистальная чуть ниже.

От дистальной центриоли растет осевая нить - аксонема, вокруг которой будет формироваться жгутик. Над ядром образуется специальный органоид - это видоизмененная лизосома – акросома, где будет накапливаться ферменты, необходимые для разрушения оболочек вокруг овоцита/женской кл. Дистальная центриоль почкуется и от нее вниз сползает еще одна часть, еще один фрагмент который ограничивает часть клетки, который носит название тело сперматозоида. Над телом формируется шейка, над шейкой головка. Под телом располагается хвостик. В теле сперматозоидов развиваются митохондрии, которые спиралевидно закручиваются вокруг осевой нити, формируется 28 митохондрий (видовая особенность сперматозоидов человека). Жгутик имеет строение видоизмененной реснички и содержит в центре центральную пару микротрубочек и 9 пар микротрубочек по периферии, в ходе развития каждая периферическая пара дополняется еще одним белковым цилиндром, в связи с чем формула жгутика, в отличие от формулы рестнички: (3*9)+2. Периферические группы связаны друг с другом, а также с центральной парой при помощи белковых отростков/белковых лучиков.

Окончательное созревание сперматозоидов и приобретение ими подвижности происходит в семявыносящих путях.

Интерстициальный компонент дольки яичка

Интерстициальный компонент представлен интерстициальной/межуточной тканью – аналог РВСТ и состоит из клеток и межклеточного вещества. Межклеточное вещество – это волокна и аморфное вещество. Волокна: коллагеновые, эластические и даже ретикулиновые. Аморфное вещество - коллоидный раствор с дисперсной средой и дисперсной фазой.

Клетки. Среди клеток встречаются фиброблаты, фиброциты, миофибробласты, макрофаги, тучные клетки (но не у всех представителей животного мира), интерстициальные гландулоциты/клетки Лейдига

Клетки Лейдига имеют мезенхимальную природу и в соответствии с классификацией, предложенной еще в 1950 году ученым Смифеном, их делят на пять типов (каждый тип имеет свое название в виде заглавной буквы латинского алфавита):

• тип А – малодифференцированны, ещё не развиты

• тип В,

• тип С,

• тип D,

• тип Е – эволюционирующий, стареющий тип

Типы А и Е – это клетки неактивные. В, С и Д - это активная популяция кл. Лейдига

Когда, говорят про кл. Лейдига, то чаще всего имеют в виду кл. типа В, С, D. Они имеют крупный размер 14-16 мкм, форма может быть округлая, овальная и полигональная, ядро может располагаться как в центре, так и эксцентрично, ядро всегда светлое, то есть в ядре находится эухроматин. Если рассматривать тип А и Е, там ядро будет тёмное. Цитоплазма активных клеток Лейдига всегда ярко-оксифильная, ярко-красная. За счет большого количества митохондрий. Органоиды развиты хорошо и представлены: гладкой ЭПС, чуть хуже развита гранулярная, митохондриями с тубуловизикулярными кристами, комплекс Гольджи, остальные органоиды развиты слабее. Помимо органелл, цитоплазма содержит большое количество включений: холестерина, гликогена и других веществ.

В клетках Лейдига происходит стероидогенез, то есть процесс образования стероидных гормонов. Часть этапов стероидогенеза идет на тубуловезикулярных кристах митохондрий. Предшественником при синтезе стероидных гормонов является жироподобное вещество холестерин, поэтому включения холестерина в ЦП достаточно большое.

Клетки Лейдига вырабатывают мужские и небольшое количество женских половых гормонов. Среди мужских гормонов - тестостерон, дигидротестостерон, андростендион, тестостеронодифропионат. Часть муж. пол. гормонов, часть андрогенов подвергается ароматизации и превращается в женские гормоны.

Биологические эффекты андрогенов.

• обладают анаболическим эффектом на обмен веществ - стимулируют новое образование макромолекул, в первую очередь белков, белков мышц, способствуют наращению мышечной массы.

• Поэтому у мужчин определяют формирование как первичных, так и вторичных половых признаков. Среди вторичных половых признаков - рост и распределение волос по мужскому типу, наращение мышечной массы, формирование специфического скелета гортани (кадык), то есть угол сращения пластинок щитовидного хряща более острый нежели у женщин, сами голосовые складки находящиеся в гортани они тоже отличаются у мужчин от женских складок, они более длинные

• стимулируют ферментный обмен

• стимулируют работу сальных желез. Женские же половые гормоны нормализуют работу сальных желез.

• стимулируют эритроцитопоэз

• стимулируют активность ЦНС, то есть повышают возбудимость ЦНС.

• стимулируют регенераторные процессы.

• определяют половое поведение.

Семявыносящие пути.

Начинаются с прямых канальцев. Дальше за прямыми канальцами идут канальца сети средостения. Дальше идут выносящие канальцы головки придатка. Далее идет проток придатка (идет через тело и хвост). Далее семявыносящий проток и семяизвергательный канал.

Функции семявыносящих путей:

• в них происходит накопление, депонирование, окончательное созревание мужских половых клеток и их кондиционирование (питание, защита и др.). Мужские пол. кл. могут сохранять свою жизнеспособность, находясь в семявыносящих путях, порядка двух-трех недель. Именно здесь они приобретают фактор подвижности, то есть становятся подвижными клетками.

Стенка семявыносящих путей имеет единый план строения на всем протяжении и включает в себя три оболочки с различной степенью выраженности: слизистую. мышечную и адвентициальную.

После извитых канальцев идут прямые канальца (1), в кот. сперматогенез уже не идёт, они явл. начальным отрезком семявыносящих путей, их стенка представлена только слизистой оболочкой, в состав которой входит сустентоподобный эпителий – это однослойный, однорядный кубический эпителий, снаружи от кот. находится тонкая прослойка из РВСТ.

Канальца сети средостения (2) выстланы уже плоским эпителием, снаружи от базальной мембраны которого также находится тонкая прослойка из РВСТ.

Выносящие канальцы головки придатка яичка (3) выстланы чередующимся эпителием, в составе которого выявляются как кубические, так и цилиндрические эпителиоциты, поэтому просвет становится неровным, звездчатым - географический просвет/пламенный просвет. Снаружи от базальной мембраны тонкая прослойка из РВСТ и единичные гладкомышечные клетки.

Канал придатка (4) - образуется при слиянии выносящих канальцев головки придатка, выстлан однослойным двурядным эпителиям, среди клеток которого выделяются камбиальные или вставочные клетки и цилиндрические клетки, на апикальной поверхности которых имеются единичные реснички - стереоцилии. В просвете всегда находятся мужские половые клетки/сперматозоиды/спермии. Снаружи эпителия тонкая прослойка из РВСТ, формирующая собственный слой слизистой оболочки и один циркулярный слой гладкомышечных клеток, формирующих мышечную оболочку. Снаружи от мышечной оболочки тонкая прослойка, из РВСТ, аналог будущей адвентиции.

Семявыносящий проток (5) – имеет хорошо сформированную стенку, представленную 3мя оболочками слизистая, мышечная и адвентициальная. Слизистая оболочка включает в себя однослойный двурядный эпителий, среди клеток встречаются вставочные, цилиндрические клетки. Под базальной мембраной эпителия собственный слизистый слой (туника проприя) из РВСТ. Снаружи от туника проприя мышечная оболочка, приставленная уже 3мя слоями гладкомышечных клеток: наружный и внутренний продольный, между ними средний циркулярный. Снаружи от мышечной оболочки адвентициальная, представленная РВСТ. Таким образом, именно на уровне семявыносящего протока мы видим формирование классической трехслойной оболочки стенки семявыносящих путей.

Семяизвергательный канал – имеет тот же план строения, что и семявыносящий проток, только с более слабо развитой мышечной оболочкой.

Добавочные железы (предстательная железа/простата, семенные пузырьки, бульбоуретральные железы)

Простата - представляет собой паренхиматозный железисто-мышечный орган, располагающийся под дном мочевого пузыря, вокруг уретры, то есть вокруг мочеиспускательного канала. В составе мышечно-железистого органа простаты выявляется как гладкомышечный, так и железистый компонент паренхимы. Строма же представлена плотной соединительно-тканной оболочкой – капсулой и РВСТ трабекул отходящих от неё.

Железы простаты располагаются в виде 3х колец, находящихся на разном удалении от уретры. Ближе всего к уретре, то есть, условно говоря, первое кольцо, образуют слизистые железы. Они находятся в слизистой оболочке уретры. Второе кольцо образовано подслизистыми железами/ промежуточными железами. Третье кольцо представлено собственно простатическими железами, они находятся дальше всего от мочеиспускательного канала. По строению они являются сложными альвеолярно-трубчатыми, разветвленными железами, концевые отделы которых в половозрелой простате выстланы однослойным цилиндрическим или часто однослойным многорядным эпителием, то есть среди эпителиальных кл часто выявляются элементы двурядности. В случае неполовозрелой простаты, до периода полового созревания концевые отделы и выводные протоки до конца не сформированы и представляют собой трубчатые или альвеолярные структуры, выстланные кубическим эпителием, в совокупности напоминающими виноградную лозу (концевые отделы не сформированы, выводные протоки не сформированы, и на срезе будут напоминать виноградную лозу).