Фізіологія яєчок

Яєчка (тестикули) здорової дорослої людини парні, яйцеподібної форми, довжиною 3,6-5,5 см та шириною 2,1-3,2 см. Кожне важить близько 20 г. Завдяки розташуванню в мошонці ці залози мають температуру на 2-2,5°C нижчу за температуру черевної порожнини, що сприяє теплообміну крові між a. spermatica та поверхневою венозною системою. Венозний відтік від яєчок та їх придатків утворює сплетення, кров з якого потрапляє в ниркову вену зліва та нижню статеву вену праворуч. Яєчко оточене товстою капсулою, що складається з 3 шарів: вісцерального, tunica vaginalis, білкової оболонки та внутрішнього, tunica vasculosa. Білкова оболонка має волокнисту структуру. Оболонки містять гладком'язові волокна, скорочення яких сприяє руху сперматозоїдів у придаток яєчка. Під капсулою знаходиться приблизно 250 пірамідальних часточок, розділених одна від одної фіброзними перегородками. Кожна часточка містить кілька звивистих сім'яних трубочок довжиною 30-60 см. Ці трубочки становлять понад 85% об'єму яєчка. Короткі прямі трубочки з'єднують трубочки безпосередньо з сіткою яєчка, звідки сперма потрапляє в протоку придатка яєчка. Останній, розпрямлений, досягає 4-5 м у довжину, а при скручуванні утворює головку, тіло та хвіст придатка яєчка. Клітини Сертолі та сперматоцити розташовані в епітелії, що оточує просвіт канальця. В інтерстиціальній тканині між канальцями знаходяться клітини Лейдіга, макрофаги, кровоносні та лімфатичні судини.

Циліндричні клітини Сертолі виконують багато функцій: бар'єрну (завдяки тісним контактам одна з одною), фагоцитарну, транспортну (участь у переміщенні сперматоцитів до просвіту канальця) і, нарешті, ендокринну (синтез і секреція андрогензв'язуючого білка та інгібіну). Полігональні клітини Лейдіга мають ультраструктуру (виражений гладкий ендоплазматичний ретикулум) і ферменти, характерні для клітин, що продукують стероїди.

Яєчка відіграють важливу роль у фізіології репродукції у чоловіків. Таким чином, набуття плодом чоловічого фенотипу значною мірою визначається виробленням ембріональними яєчками гальмівної речовини Мюллера та тестостерону, а поява вторинних статевих ознак під час статевого дозрівання та здатність до розмноження визначаються стероїдогенною та сперматогенною активністю яєчок.

Синтез, секреція та метаболізм андрогенів. У їх виробленні яєчка відіграють важливішу роль, ніж кора надниркових залоз. Достатньо сказати, що лише 5% Т утворюється поза яєчками. Клітини Лейдіга здатні синтезувати його з ацетату та холестерину. Синтез останнього в яєчках, ймовірно, нічим не відрізняється від процесу, що відбувається в корі надниркових залоз. Ключовим етапом біосинтезу стероїдних гормонів є перетворення холестерину на прегненолон, яке включає розщеплення бічного ланцюга в присутності НАДН та молекулярного кисню. Подальше перетворення прегненолону на прогестерон може відбуватися різними способами. У людини переважним шляхом, очевидно, є D5 ^- шлях, під час якого прегненолон перетворюється на 17a-гідроксипрегненолон, а потім на дегідроепіандростерон (ДГЕА) та Т. Однак можливий також D4 ^- шлях через 17-гідроксипрогестерон та андростендіон. Ферментами таких перетворень є 3β-оксистероїддегідрогеназа, 17α-гідроксилаза тощо. У яєчках, як і в надниркових залозах, також виробляються стероїдні кон'югати (головним чином сульфати). Ферменти, що розщеплюють бічний ланцюг холестерину, локалізовані в мітохондріях, тоді як ферменти, що синтезують холестерин з ацетату та тестостерон з прегненолону, розташовані в мікросомах. Субстратно-ферментна регуляція існує в яєчках. Таким чином, у людини гідроксилювання стероїдів у 20-му положенні відбувається досить активно, а 20α-оксиметаболіти прогестерону та прегненолону пригнічують 17α-гідроксилювання цих сполук. Крім того, тестостерон може стимулювати власне утворення, впливаючи на перетворення андростендіону.

Яєчка дорослої людини виробляють від 5 до 12 мг тестостерону на день, а також слабкі андрогени дегідроепіандростерон, андростендіон та андростен-3β,17β-діол. Тканина яєчок також виробляє невелику кількість дигідротестостерону, і присутні ферменти ароматизації, в результаті чого невелика кількість естрадіолу та естрону потрапляє в кров та сім'яну рідину. Хоча клітини Лейдіга є основним джерелом тестостерону в яєчках, ферменти стероїдогенезу також присутні в інших клітинах яєчка (трубчастому епітелії). Вони можуть бути задіяні у створенні високого локального рівня тестостерону, необхідного для нормального сперматогенезу.

Яєчка виділяють тестостерон епізодично, а не безперервно, що є однією з причин широких коливань рівня цього гормону в крові (3-12 нг/мл у здорового молодого чоловіка). Циркадний ритм секреції тестостерону забезпечує його максимальний вміст у крові рано вранці (близько 7:00) та мінімум вдень (близько 13:00). Тестостерон присутній у крові переважно у вигляді комплексу з глобуліном, що зв'язує статеві гормони (ГЗЗС), який зв'язує Т4 та ДГТ з більшою спорідненістю, ніж естрадіол. Концентрація ГЗЗС знижується під впливом Т4 та гормону росту та збільшується під впливом естрогенів та гормонів щитовидної залози. Альбумін зв'язується з андрогенами менш сильно, ніж естрогени. У здорової людини приблизно 2% сироваткового Т4 знаходиться у вільному стані, 60% зв'язано з ГЗЗС та 38% з альбуміном. Як вільний Т4, так і зв'язаний з альбуміном (але не ГЗЗС) зазнають метаболічних перетворень. Ці перетворення в основному обмежуються відновленням D4 ^- кетогрупи з утворенням похідних 3альфа-ОН або 3бета-ОН (у печінці). Крім того, 17бета-оксигрупа окислюється до 17бета-кетоформи. Близько половини виробленого тестостерону виводиться з організму у вигляді андростерону, етіохоланолону та (значно меншою мірою) епіандростерону. Рівень усіх цих 17-кетостероїдів у сечі не дозволяє судити про продукцію Т, оскільки слабкі надниркові андрогени також зазнають подібних метаболічних перетворень. Іншими виведеними метаболітами тестостерону є його глюкуронід (рівень якого в сечі здорової людини добре корелює з продукцією тестостерону), а також 5альфа- та 5бета-андростан-зальфа, 17бета-діоли.

Фізіологічні ефекти андрогенів та механізм їхньої дії. Механізм фізіологічної дії андрогенів має особливості, що відрізняють їх від інших стероїдних гормонів. Так, в органах-мішенях репродуктивної системи, нирках та шкірі, Т4 під впливом внутрішньоклітинного ферменту D4-5a ^- редуктази перетворюється на ДГТ, що, власне, і викликає андрогенні ефекти: збільшення розмірів та функціональної активності допоміжних статевих органів, ріст волосся за чоловічим типом та посилення секреції апокринних залоз. Однак у скелетних м'язах сам Т4 здатний збільшувати синтез білка без додаткових перетворень. Рецептори сім'яних канальців, очевидно, мають однакову спорідненість до Т4 та ДГТ. Тому особи з дефіцитом 5a-редуктази зберігають активний сперматогенез. Перетворюючись на 5β-андростен- або 53-прегнестероїди, андрогени, як і прогестини, можуть стимулювати кровотворення. Механізми впливу андрогенів на лінійний ріст та осифікацію метафізів недостатньо вивчені, хоча прискорення росту збігається зі збільшенням секреції Т4 під час статевого дозрівання.

В органах-мішенях вільний Т проникає в цитоплазму клітин. Там, де в клітині є 5α-редуктаза, вона перетворюється на дигідротестостерон (ДГТ). Т або ДГТ (залежно від органу-мішені) зв'язується з цитозольним рецептором, змінює конфігурацію його молекули та, відповідно, спорідненість до ядерного акцептора. Взаємодія гормон-рецепторного комплексу з останнім призводить до збільшення концентрації низки мРНК, що зумовлено не тільки прискоренням їх транскрипції, але й стабілізацією молекул. У передміхуровій залозі Т також посилює зв'язування мРНК метіоніну з рибосомами, куди потрапляє велика кількість мРНК. Все це призводить до активації трансляції з синтезом функціональних білків, що змінюють стан клітини.