第八节　男性生殖轴的解剖与生理

一、男性生殖轴

男性生殖系统由下丘脑、垂体和睾丸组成的生殖轴来调控（图1-8-1）。下丘脑和垂体均能产生促使下一级组织分泌促性腺激素或性激素的信使分子。下丘脑位于大脑视交叉前区，其神经元的轴突延伸到正中隆起，分泌促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，Gn-RH）进入垂体门脉系统，即下丘脑垂体回路发挥调控作用。垂体前叶内存在特异性分泌促性腺素的细胞，在GnRH的刺激下主要分泌LH和促卵泡激素（follicle-stimulating hormone，FSH）。此外垂体局部产生的二聚体肽也可刺激FSH的分泌。LH和FSH通过循环血流到达睾丸，LH通过刺激Leydig细胞合成睾酮，而FSH通过刺激Sertoli细胞促进精子发生。睾酮的分泌和生精调节由睾丸与上位生殖轴之间的负反馈网络来协调，而睾酮和其代谢产物，如雌二醇（estradiol，E2）可以通过GnRH神经元和促性腺细胞的负反馈抑制分泌活动。

二、下丘脑

GnRH神经元接受大脑其他部位包括杏仁核和嗅觉及视觉皮层的信号调控，其分泌呈现自然节律性，特点为：①季节性，春季为高峰期；②昼夜性，清晨时睾酮为分泌高峰；③脉冲性，平均90~120min出现一次分泌高峰。在正常胚胎发育过程中，GnRH神经元的前体从嗅球的基板移动到下丘脑的固定区域。而在卡尔曼综合征（Kallmann syndrome，KS）患者，GnRH前体神经元未能正常移动到下丘脑而导致GnRH分泌障碍，促性腺激素分泌不足合并嗅觉缺失或唇腭裂可诊断为卡尔曼综合征。

三、垂体

垂体分后叶和前叶。后叶又称为神经垂体，是位于下丘脑腹侧的囊袋样结构，主要分泌缩宫素和加压素两种激素。垂体前叶主要分泌LH和FSH两种激素，有些细胞还特异性分泌其他糖蛋白激素，如催乳素（prolactin，PRL）、生长激素（growth hormone，GH）、促甲状腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）和ACTH，其中LH、FSH、PRL和GH对男性生殖功能具有显著的影响。例如，垂体腺瘤导致的高泌乳素血症可抑制精子的发生。

四、睾丸的细胞结构和功能

睾丸功能主要受上位激素的调节，其中FSH维持成人Sertoli细胞代谢，对于精子生成、生殖细胞的存活及男性生育发挥重要作用，而LH刺激Leydig细胞分泌睾酮。

（一）睾丸间质

睾丸间质包括血管、淋巴管、成纤维支持细胞、巨噬细胞、柱状细胞和Leydig细胞。睾丸巨噬细胞与Leydig细胞的调节有关。Leydig细胞占睾丸总体积的5%~12%，可产生大量的类固醇产物，从类固醇前体胆固醇合成而来的睾酮是人类睾丸主要产生的类固醇激素，快速调节睾酮合成作用主要依赖于LH。

男性外周血中睾酮浓度在不同年龄阶段有显著的不同。出生前妊娠12~18周出现一次峰值，另一次峰值发生在出生后2个月左右。在出生后第二个或第三个十年中达到最高浓度，此后进入平台期，然后下降。睾丸分泌有节律存在，即在一年中有周期性变化和每天中的节律性变化。在秋季时最高，春季时最低；每天的周期性节律性变化是清晨时最高，晚间最低。睾酮这种脉冲式分泌是由于LH的脉冲式分泌节律所导致的。

不同发育期间质细胞分泌的雄激素具有不同的生理功能，导致机体发生相应的改变。雄激素的主要作用：①促进胚胎期生殖系统的性分化；②保证男性青春期的启动和发育；③维持成年期雄激素依赖器官的特点和功能；④参与影响机体的代谢，促进蛋白质的合成。睾酮的短暂性变化，反映了睾丸与垂体之间复杂的相互作用。

（二）生精小管

生精小管和支持细胞为精子的产生提供了独特的环境。生精小管内壁衬有生精上皮，主要有由较大较长的支持细胞和较小较圆的生殖细胞构成，两个支持细胞之间夹杂着各级生精细胞，两种细胞靠血-睾屏障相连接。

（三）Sertoli细胞

Sertoli细胞具有不规则形状的细胞核，核仁明显，低有丝分裂指数。它与生殖细胞直接接触，具有吞噬作用和分泌各种因子的作用，例如ABP。ABP是Sertoli细胞内的雄激素载体，也可作为精曲小管和附睾的雄激素储存库。

Sertoli细胞在形成生精微环境中起到重要作用。它与生殖细胞及相邻的Sertoli细胞膜形成独特的紧密结合复合物，未分化的精原细胞靠近精曲小管的基底膜，而发育更近一步的精母细胞和精子则连续排列到更高水平。通常认为，Sertoli细胞支持生殖细胞的发育是通过：①创造生精上皮细胞层的特殊微环境；②通过两者之间的缝隙连接支持生殖细胞；③促进分化的生殖细胞在精曲小管中的运动。形成的这种微环境是“血-睾屏障”的层次之一。血-睾屏障存在于睾丸的不同水平。Sertoli细胞间的连接可转变为“开放”和“关闭”的状态，以促进生殖细胞与Sertoli细胞间的连续相互作用和生殖细胞向精曲小管腔内的运动。

FSH和睾酮在调节Sertoli细胞功能中起重要作用，例如ABP的合成。人类男性FSH分泌的反馈抑制主要是通过Sertoli细胞产生的抑制素B（inhibin B，InhB）。

（四）血-睾屏障

1979年，Fawcett观察到许多物质注入血流将很快出现在睾丸的淋巴液中，而睾丸网液中没有，基于这种观察，形成了“血-睾屏障”的概念。超微结构研究显示，一种Sertoli细胞间的特异性连接复合体可将生精上皮分为基底层和发育层，并可阻止微小物质从睾丸间质向生精上皮渗透。睾丸内血-睾屏障有三个水平：主要由Sertoli细胞和精原细胞间的紧密连接形成，另外两个存在于毛细血管的内皮细胞和小管周围的肌样细胞。

血-睾屏障存在对减数分裂具有重要作用，此外这种结构可隔离单倍体雄性配子，使得免疫系统不能识别。血-睾屏障在男性青春期后发挥重要生理作用，因为通过减数分裂发育的生殖细胞——“抗原”仅存在于青春期启动后。所以，睾丸损伤比如活检、扭转或创伤发生在青春期前，将不会诱导AsAb的产生。

【思考题】