Физиология на тестисите

Тестисите (яйцеклетките) на здрав възрастен човек са сдвоени, яйцевидни, с дължина 3,6-5,5 см и ширина 2,1-3,2 см. Всяка тежи около 20 г. Поради разположението си в скротума, тези жлези имат температура с 2-2,5°C по-ниска от температурата на коремната кухина, което насърчава топлообмена на кръв между a. spermatica и повърхностната венозна система. Венозният отток от тестисите и техните придатъци образува плексус, кръвта от който постъпва в бъбречната вена отляво и в долната генитална вена отдясно. Тестисът е заобиколен от дебела капсула, състояща се от 3 слоя: висцерален, tunica vaginalis, протеинова обвивка и вътрешен, tunica vasculosa. Протеиновата обвивка има влакнеста структура. Мембраните съдържат гладкомускулни влакна, чието свиване насърчава движението на сперматозоидите в епидидима. Под капсулата има приблизително 250 пирамидални лобули, разделени един от друг от влакнести прегради. Всеки лобул съдържа няколко извити семенни каналчета с дължина 30-60 см. Тези каналчета съставляват повече от 85% от обема на тестиса. Къси прави каналчета свързват каналчетата директно с мрежата на тестиса (rete testis), откъдето сперматозоидите навлизат в канала на епидидимиса. Последният, когато се изправи, достига 4-5 м дължина и когато се навие, образува главата, тялото и опашката на епидидимиса. Сертолиеви клетки и сперматоцити са разположени в епитела, обграждащ лумена на каналчетата. Лайдигови клетки, макрофаги, кръвоносни съдове и лимфни съдове се намират в интерстициалната тъкан между каналчетата.

Цилиндричните клетки на Сертоли изпълняват много функции: бариерна (поради тесни контакти помежду си), фагоцитна, транспортна (участие в движението на сперматоцитите към лумена на каналчето) и накрая ендокринна (синтез и секреция на андроген-свързващ протеин и инхибин). Полигоналните Лайдигови клетки имат ултраструктура (изразен гладък ендоплазмен ретикулум) и ензими, характерни за клетките, произвеждащи стероиди.

Тестисите играят основна роля във физиологията на репродукцията при мъжете. По този начин, придобиването на мъжкия фенотип от плода до голяма степен се определя от производството на мюлерово инхибиторно вещество и тестостерон от ембрионалните тестиси, а появата на вторични полови белези по време на пубертета и способността за размножаване се определят от стероидогенната и сперматогенната активност на тестисите.

Синтез, секреция и метаболизъм на андрогените. В тяхното производство тестисите играят по-важна роля от надбъбречната кора. Достатъчно е да се каже, че само 5% от тестостерона се образува извън тестисите. Лайдиговите клетки са способни да го синтезират от ацетат и холестерол. Синтезът на последния в тестисите вероятно не се различава от процеса, протичащ в надбъбречната кора. Ключовият етап в биосинтеза на стероидните хормони е превръщането на холестерола в прегненолон, което включва разцепване на страничната верига в присъствието на NADH и молекулярен кислород. По-нататъшното превръщане на прегненолон в прогестерон може да се осъществи по различни начини. При хората преобладаващият път е очевидно D5 ^- пътят, по време на който прегненолонът се превръща в 17a-хидроксипрегненолон и след това в дехидроепиандростерон (DHEA) и тестостерон. Възможен е обаче и D4 ^- пътят чрез 17-хидроксипрогестерон и андростендион. Ензимите на такива трансформации са 3β-оксистероид дехидрогеназа, 17α-хидроксилаза и др. В тестисите, както и в надбъбречните жлези, се произвеждат и стероидни конюгати (главно сулфати). Ензимите, които разцепват страничната верига на холестерола, са локализирани в митохондриите, докато ензимите, които синтезират холестерол от ацетат и тестостерон от прегненолон, са разположени в микрозомите. Субстратно-ензимната регулация съществува в тестисите. По този начин, при хората, стероидното хидроксилиране в 20-та позиция е доста активно, а 20α-оксиметаболитите на прогестерон и прегненолон инхибират 17α-хидроксилирането на тези съединения. Освен това, тестостеронът може да стимулира собственото си образуване, влияейки върху превръщането на андростендион.

Тестисите на възрастните произвеждат от 5 до 12 мг тестостерон на ден, както и слабите андрогени дехидроепиандростерон, андростендион и андростен-3бета,17бета-диол. Тестикуларната тъкан също произвежда малки количества дихидротестостерон, а също така присъстват и ароматизационни ензими, което води до навлизане на малки количества естрадиол и естрон в кръвта и семенната течност. Въпреки че Лайдиговите клетки са основният източник на тестикуларен тестостерон, ензимите на стероидогенезата присъстват и в други клетки на тестиса (тубуларен епител). Те могат да участват в създаването на високи локални нива на тестостерон, необходими за нормалната сперматогенеза.

Тестисите секретират Т епизодично, а не непрекъснато, което е една от причините за големите колебания в нивото на този хормон в кръвта (3-12 ng/ml при здрав млад мъж). Циркадният ритъм на секрецията на тестостерон осигурява максималното му съдържание в кръвта рано сутрин (около 7 часа) и минимума му следобед (около 13 часа). Т присъства в кръвта главно като комплекс със свързващия половите хормони глобулин (SHBG), който се свързва с Т и DHT с по-голям афинитет от естрадиола. Концентрацията на SHBG намалява под влиянието на Т и растежния хормон и се увеличава под влиянието на естрогени и тиреоидни хормони. Албуминът се свързва с андрогените по-слабо от естрогените. При здрав човек приблизително 2% от серумния Т е в свободно състояние, 60% е свързан с SHBG и 38% с албумин. Както свободният Т, така и свързаният с албумин Т (но не и SHBG) претърпяват метаболитни трансформации. Тези трансформации се ограничават главно до редукция на D4 ^- кето групата с образуване на 3алфа-ОН или 3бета-ОН производни (в черния дроб). Освен това, 17бета-окси групата се окислява до 17бета-кето форма. Около половината от произведения тестостерон се екскретира от организма като андростерон, етиохоланолон и (в много по-малка степен) епиандростерон. Нивото на всички тези 17-кетостероиди в урината не позволява да се прецени производството на Т, тъй като слабите надбъбречни андрогени също претърпяват подобни метаболитни трансформации. Други екскретирани метаболити на тестостерона са неговият глюкуронид (чието ниво в урината на здрав човек корелира добре с производството на тестостерон), както и 5алфа- и 5бета-андростан-Залфа, 17бета-диоли.

Физиологични ефекти на андрогените и техният механизъм на действие. Механизмът на физиологичното действие на андрогените има характеристики, които ги отличават от другите стероидни хормони. Така, в целевите органи на репродуктивната система, бъбреците и кожата, Т₂ под въздействието на вътреклетъчния ензим D4-5a ^- редуктаза се превръща в DHT, което всъщност причинява андрогенни ефекти: увеличаване на размера и функционалната активност на спомагателните полови органи, растеж на окосмяване от мъжки тип и повишена секреция на апокринните жлези. В скелетните мускули обаче самият Т₂ е способен да увеличи синтеза на протеини без допълнителни трансформации. Рецепторите на семенните каналчета очевидно имат еднакъв афинитет към Т₂ и DHT. Следователно, индивидите с 5a-редуктазен дефицит запазват активна сперматогенеза. Чрез превръщането си в 5β-андростен- или 5³-прегнестероиди, андрогените, подобно на прогестините, могат да стимулират хематопоезата. Механизмите на влияние на андрогените върху линейния растеж и осификацията на метафизите не са достатъчно проучени, въпреки че ускорението на растежа съвпада с увеличаване на секрецията на Т₂ по време на пубертета.

В целевите органи свободният Т прониква в цитоплазмата на клетките. Където в клетката има 5α-редуктаза, той се превръща в DHT. Т или DHT (в зависимост от целевия орган) се свързва с цитозолния рецептор, променя конфигурацията на неговата молекула и съответно афинитета към ядрения акцептор. Взаимодействието на хормон-рецепторния комплекс с последния води до повишаване на концентрацията на редица мРНК, което се дължи не само на ускоряването на тяхната транскрипция, но и на стабилизирането на молекулите. В простатната жлеза Т също така усилва свързването на метиониновата мРНК с рибозомите, където навлизат големи количества мРНК. Всичко това води до активиране на транслацията със синтеза на функционални протеини, които променят състоянието на клетката.