Anatomia i fizjologia męskiego układu

płciowego

Męski układ płciowy składa się ze struktur odpowiedzialnych:

1.

za wytwarzanie plemników,

2.

produkcję wydzielin

3.

oraz za transport plemników i ich zdeponowanie
w drogach rodnych kobiety.

pęcherzyk
nasienny

przewód wytryskowy

najądrze

sieć jądra

kanaliki plemnikotwórcze

gruczoł krokowy

pęcherz
moczowy

żołądź

gruczoł opuszkowo-
cewkowy (Cowpera)

cewka
moczowa

więzadło

wieszadłowe

kość łonowa

ciało

gąbczaste

ciało

jamiste

trzon

prącia

mięsień opuszkowo-
jamisty

nasieniowód

przewodziki
odprowadzające

przepona moczowo płciowa

kanaliki proste

moszna

Wewnętrzne
narządy płciowe

Gonada

– jądro

Najądrze
Nasieniowód
Bańka nasieniowodu
Gruczoł krokowy (prostata)
Pęcherzyki nasienne
Przewód wytryskowy
Gruczoły Cowpera

Bańka
nasieniowodu

przegrody jądra

kanaliki plemnikotwórcze

i

gruczoł śródmiąższowy

sieć jądra

kanaliki wyprowadzające

Gonada męska - jądro

błona biaława

250-300 płacików - 1-3 kanlików plemnikotwórczych

600 kanalików plemnikotwórczych - każdy dł. ok. 60 cm

całkowita długość kanalików plemnikotwórczych w 1 jądrze: ok.

360 m

płaciki jądra

kanaliki plemnikotwórcze

gruczoł śródmiąższowy

Kanaliki plemnikotwórcze (spermatogeneza) - 60-80%

Gruczoł śródmiąższowy (steroidogeneza) -12-15%

Czynność gonady męskiej

•

Wytwarzanie gamet męskich: plemników

•

Biosynteza i wydzielanie męskich hormonów płciowych

nabłonek plemnikotwórczy:

komórki plemnikotwórcze,
komórki Sertoliego

Kanaliki plemnikotwórcze

błona kanalika:

błona podstawna,
komórki okołokanalikowe (miofibroblasty)

Spermatogeneza

Gonocyt

Spermatogonia A

Spermatogonia B

Spermatocyty

Spermatydy-SPERMIOGENEZA

1 rok życia

Spermatogonie

A

d

- spermatogonie A ciemne

A

p

- spermatogonie A jasne

B – spermatogonie typu B

A

d

– komórki macierzyste (rezerwowe) procesu

spermatogenezy; podziały tylko gdy populacja

spermatogonii ulega drastycznemu obniżeniu,

A

p

- populacja komórek proliferujących i odnawiających się,

B - dzielą się dając spermatocyty preleptotenu

Podział mitotyczne spermatogonii komórki siostrzane połączone

są mostkami cytoplazmatycznymi tworząc „syncytium” (klon).

Synchroniczny rozwój komórek plemnikotwórczych

B

A

d

A

p

B

Mi

Mi

Mi

Mi

Spermatocyty

Spermatocyty I i II rzędu

Stadia spermatocytów I rzędu:

• spoczynkowe – preleptotenowe (Pl)

• leptotenowe (L)

• zygotenowe (Z)

• pachytenowe (P)

• diplotenowe (Di)

Spermatocyt podziały mejotyczne

• rekombinacja materiału genetycznego

• redukcja liczby chromosomów

4 spermatydy

Spermatydy

Spermatydy (okrągłe, wydłużone)

1.

Kondensacja i zmiany strukturalne jądra komórkowego

2.

Formowanie witki

3.

Utrata części cytoplazmy komórkowej

1

2

3

4

5

6

7

8

1 -

Faza Golgiego

2-4 -

Faza czapeczki

5-6 -

Faza akrosomu

7-8 -

Faza dojrzewania

Spermiogeneza

Spermiacja

Spermiogeneza

Komórki Sertoliego

35 – 40% objętości nabłonka plemnikotwórczego

ok. 4000 x10

6

komórek Sertoliego w jądrze w okresie dojrzałości płciowej

• funkcja podporowa i odżywcza względem komórek płciowych
• tworzenie bariery krew-jądro (przedziały czynnościowe)
• udział w procesie spermiacji
• fagocytoza ciałek resztkowych i komórek apoptotycznych
• przemian testosteronu w estradiol (okres przedpokwitaniowy)
• wydzielanie białek czynnościowych (ABP, transferyny)
• wytwarzanie endokrynnych i parakrynnych czynników regulujących proces
spermatogenezy
• funkcja bezpośredniego przekaźnika sygnałów komórkom
plemnikotwórczym w mechanizmie regulacji spermatogenezy
• warunkowanie końcowej objętości jąder i dziennego wytwarzania
plemników w okresie dojrzałości płciowej

barierowe
połączenia
międzykomórkowe
(styki zwarte)

Komórki Sertoliego – bariera krew - jądro

• ochrona komórek haploidalnych przed rozpoznaniem przez

układ immunologiczny

• tworzenie specyficznego środowiska niezbędnego dla

prawidłowego przebiegu mejozy i spermiogenezy

Przedział przypodstawny:

spermatogonie

spermatocyty I rzędu - spoczynkowe (Pl)

Przedział adluminalny:

pozostałe spermatocyty I rzędu

spermatocyty II rzędu

spermatydy

Światło kanalika

Przejście spermatocytów leptotenu pomiędzy przedziałami

zasada „mechamizmu śluzy” – wytworzenie czasowo przedziału przejściowego

Liczba komórek Sertoliego

okres płodowy/noworodkowy

okres przeddojrzewaniowy (do 15 roku życia)

namnażanie

warunkowanie końcowej

objętości jąder i dziennego

wytwarzania plemników w

okresie dojrzałości płciowej

Komórka Sertoliego morfologiczny

i czynnościowy kontakty z określoną

liczbą komórek plemnikotwórczych

(ok. 10 komórek plemnikotwórczych i 1,5

plemnika)

rozpoczęcie podziałów mejotycznych komórek płciowych

zakończenie

podziałów i

tworzenie bariery

krew-jądro

Stadia spermatogenezy:

Specyficzne ułożenie poszczególnych typów komórek płciowych

Cykl spermatogenezy – następstwo stadiów w czasie

16 dni

Spermatogonia A

Plemnik

4 – 4,6 cykli

64 – 74 dni

4,8

3,1

1,0

1,2

5,0

0,8

Czas trwania (doby)

Fala spermatogenezy – następstwo stadiów w przestrzeni

I

II

III

I

szczur

człowiek

Teoria „heliksy”

Typ segmentowy

• komórki Leydiga (10-20%)

• makrofagi, limfocyty

• naczynia krwionośne

• naczynia limfatyczne

• nerwy

• fibroblasty

• luźna tkanka łączna

KL

tętniczka

fibroblasty

Gruczoł śródmiąższowy

synteza (de novo)

wydzielanie

ANDROGENY

komórki Leydiga

• Główny androgen to

TESTOSTERON

.

• Jądra syntetyzują około 6-7 mg testosteronu / dzień.

• Jądra wydzielają także niewielka ilość dihydrotestosteronu (DHT) oraz

dihydroepiandrosteronu (DHEA) i androstendionu.

Biosynteza androgenów w komórkach Leydiga

LH

LH-receptor

cyklaza adenylowa

ATP

cAMP

kinaza białkowa A

(fosforylacja)

LDL-cholesterol

octan

Estry

cholesterolu

KL

-

cytoplazma

G

cholesterol

KL - mitochondria

KL - cytoplazma

cholesterol

20,20 desmolaza

P450ssc

CYP11A1

StAR

pregnenolon

Biosynteza androgenów w komórkach Leydiga

StAR- steroidogenic acute regulatory protein

KL - mitochondria

pregnenolone

KL - siateczka

śródplazmatyczna

progesteron

17-OH progesteron

17-OH pregnenolon

androstendion

dihydro
-epiandrostendion

androstendiol

4

5

17,20 desmolaza

P450 C

17

CYP17

dehydrogenaza

17 -hydroksysteroidowa

17 -hydroksylaza

P450 C

17

CYP17

dehydrogenaza

3 -hydroksysteroidowa

dehydrogenaza

3 -hydroksysteroidowa

testosteron

Biosynteza androgenów w komórkach Leydiga

Transport testosteronu we krwi

Wolny testosteron,

niezwiązany,

aktywny biologicznie

2%

Testosteron związany z białkami

osocza, biologicznie nieaktywny

•44%

związany z SHBG

•54%

związany z albuminami

krążący T

(6 ng/ml)

wewnątrzjądrowy T

(400-600 ng/g)

spermatogeneza

działanie obwodowe

ABP

Mózg –
różnicowanie płci psychicznej
libido, agresja

Skóra – wzrost włosów,
łysienie, wytwarzanie sebum

Mięśnie – wzrost siły i masy
mięśniowej

Narządy płciowe –
spermatogeneza,
wzrost prącia, wzrost
prostaty, pęcherzyków
nasiennych i ich
czynność

Kości – przyspieszenie
wzrastania, zamykanie
przynasad kości
długich

Wątroba – wzrost
metabolizmu wątroby
(synteza białek surowicy)

Szpik kostny

– stymulacja

komórek pnia

Nerki

– stymulacja

erytropoetyny

Wzrost owłosienia
pachowego

Wzrost owłosienia
łonowego

Krtań - mutacja
głosu

TESTOSTERON

– TKANKI DOCELOWE

Tkanki docelowe

TESTOSTERON

5 DHT

Estradiol

najądrze,
nasieniowody,
pęcherzyki nasienne,
wzrost prącia,
łysienie,
centralny układ
nerwowy

metabolizm kości,
zamykanie nasad kości
długich,
centralny układ nerwowy

wzrost prącia,
mięśnie,
wzrost gruczołów
łojowych i produkcja
łoju,
wzrost krtani,
centralny układ
nerwowy

Przysadka

Podwzgórze

GnRH

FSH

LH

GnRH

dekapeptyd wydzielany pulsacyjnie co 90-120 min

LH, FSH

glikoproteiny zbudowane z dwóch podjednostek: i

wydzielane pulsacyjnie (LH krótszy okres półtrwania)

• obie gonadotropiny wydzielane z tych samych komórek
• 15% gonadotropów w części gruczołowej przysadki;
• 80% gonadotropów zawiera zarówno FSH jak i LH
• 700 IU LH i 200 IU FSH w przysadce
• zmiana częstości i amplitudy pulsów GnRH determinuje
preferencyjne wydzielanie z gonadotropów jednego typu
gpnadotropin

(+)

(+)

Jądro

Podwzgórze

Przysadka

Jądra

T

(-)

T i DHT

obniżenie częstości

pulsów GnRH

E

zmniejszenie amplitudy

pików LH i FSH

LH

T

FSH

Inhibina

Inhibina - 2 pojednostki: i

Typy podjednostek :

A

i

B

Inhibina A

Inhibina B

Aktywina

Aktywina - 2 pojednostki

Typy podjednostek :

A

i

B

Aktywina A

Aktywina B

podwzgórze

przysadka

jądro

GnRH

LH

FSH

T, DHT

E

Steroidy płciowe

Hormony białkowe

IH

A

(-)

(-)

(-)

(+)

(+)

(+)

Najądrze
(łac. Epidydimis)

Budowa:
-

głowa najądrza - 12-18 przewodzików odprowadzających, każdy o długości

0.2-0.5 m
-

trzonu i ogona najądrza – zbudowane z poskręcanego przewodu najądrza

długość 5-6 m
Funkcje:
-

dojrzewanie plemników – głowa, trzon najądrza

-

transport plemników

Funkcja resorpcyjna -

zagęszczenie

plemników – transport jonów i wody ze
światła najądrza do gruczołu
śródmiąższowego;

Funkcja wydzielnicza - wydzielanie
czynników umożliwiających nabycie
zdolności do zapłodnienia

-utrzymywanie unikalnego
mikrośrodowisko
-(bariera krew-

najądrze)

Czas transportu plemników 2 do 11-12 dni

- ok. 2 dni gdy wysoka produkcja
plemników (>130 mln),
- ok. 6 dni gdy ok. 30 mln.
-

częste ejakulacje - skrócenie czasu

przejścia przez ogon

Transport plemników w najądrzu
• unoszenie z płynem
• wchłanianie wody modulowane przez ER
• rytmiczne skurcze kk. kurczliwych

Dojrzewanie
• ruchliwość
• zdolność do zapłodnienia

Przechowywanie

w ogonie dojrzałych plemników
- brak ejakulacji

– absorbcja przez

makrofagi, spontaniczna emisja do cewki

Komórki
mięśniowe

– przewody (długość 40-50 cm) wyprowadzające plemniki; wychodzą z najądrza,
kończą się bańką nasieniowodu.
-

Prawdopodobnie wytwarzają substancje zwiększające ruchliwość plemników.

Nasieniowody wchodzą w skład powrózka nasiennego

Nasieniowody, przewody nasienne
(łac. ductus deferens, vas deferens) –

-

nieparzysty narząd mięśniowo-gruczołowy.

-

kształt prostaty jest porównywany do kształtu kasztana jadalnego (spłaszczony

stożek).

Gruczoł krokowy (prostata, stercz)

strefa centralna -

25% masy gruczołowej, otaczającej przewody wytryskowe

strefa przejściowa – rozwija się BPH

strefa obwodowa

– 75% elementów gruczołowych – miejsce nowotworzenia

strefa centralna

strefa przejściowa

strefa obwodowa

zwieracz cewki

część dystalna

niewydzielnicza

część pośrednia

sekrecyjna

część proksymalna

niewydzielnicza

Komórki nabłonka cew gruczołowych to:

• kk. wydzielnicze – wysokie, kolumnowe, zróżnicowane, niedzielące się, bogate w kwaśną
fosfatazę, PSA; zakończone mikrorzęskami; wydzielina dostaje się do kanalików, a dalej do
cewki

•kk. podstawne – małe, bogate w keratynę, multipotencjalne

• kk. neuroendokrynne

– I) bogate w serotoninę, hydroxytryptaminę i TRH; II) kalcytonine i

somatostatynę; III) APUD (system rozsianych komórek endokrynnych)

komórki nabłonka

błona podstawna

światło naczynia

antychymotrypsyna

α2-makroglobulina

PSA (antygen specyficzny dla prostaty )0,5

– 5,0 mg/ml

od 1988 r. oznaczanie we krwi wykorzystywane w screeningu raka prostaty

-

glikoproteina; serynowa proteaza odpowiedzialna za upłynnianie nasienia

2 ml wydzieliny prostaty upłynnia 100 ml skrzepłej krwi w ciągu 18 godz.

główne enzymy proteolityczne to PSA i 2 cząsteczki aktywatora plazminogenu

-

parzysty narząd; kształt podłużnego woreczka o długości do 5 cm.

-

błona śluzowa - nabłonek sześcienny wydzielający składniki plazmy nasienia

-

przewód pęcherzykowy tworzy wraz z nasieniowodem przewód wytryskowy wnikający

do gruczołu krokowego i uchodzący do cewki moczowej na wzgórku nasiennym

Pęcherzyk nasienny
(

łac.Vesicula seminalis)

• fruktoza

wpływa na ruchliwość plemników – beztlenowe źródło energii
wpływa na lepkość nasienia
wydzielanie zależy głównie od wpływu androgenów i częstości ejakulacji
i stymulacji ukł. współczulnego

• prostaglandyny 100-300 μg/ml

odpowiadają za erekcję, ejakulację, ruchliwość plemników, transport plemników w drogach
rodnych kobiety

• seminogelin - białko odpowiadające za koagulację nasienia rozkładana przez PSA

Ejakulat (ok. 3 ml)
-

plemniki < 1% całego ejakulatu

-

wydzielina pęcherzyków nasiennych (1,5 – 2 ml; 50-70%)

- wydzielina prostaty (ok. 0,5 ml; 15-20%)
-

wydzielina gruczołów Cowpera (ok. 0,1 – 0,2 ml)

Fazowe wydzielanie ejakulatu:
1

– wydzielina gruczołów Cowpera

2

– plemniki i wydzielina prostaty bogata w kwas cytrynowy

3

– wydzielina pęcherzyków bogata w fruktozę

GRUCZOŁ KROKOWY

PĘCHERZYKI NASIENNE

KWAŚNE

ZASADOWE

pH

-

worek skórno-mięśniowego, w którym znajdują się jądra

Funkcja:
-

utrzymuje jądra w optymalnej temperaturze (około 34,4 C)

-

w czasie chłodu moszna utrzymuje odpowiednią temperaturę kurcząc się, co

zbliża jądra do wnętrza ciała. Akcja ta wspomagana jest skurczem mięśnia
dźwigacza jądra.
-

termoregulację wspomaga również mięśniowa błona sprężysta (tunica

dartos

), wyściełająca mosznę od wewnątrz.

-

kurczenie włókien - marszczenie skóry moszny, zmniejszenie

powierzchni i redukuje ucieczkę ciepła;

- rozkurczanie -

wygładzenie moszny, zwiększenie powierzchni i

polepszenie chłodzenia.

Moszna, worek mosznowy
(łac.Scrotum)

Budowa:
-nasada -

przytwierdzona odnogami ciał

jamistych do kości łonowych i kulszowych
-

trzon prącia

-

żołądź

-napletek

– fałd skórny przykrywający

żołądź prącia

Prącie charakteryzuje się zdolnością do
erekcji.
W czasie ejakulacji umożliwia
zdeponowanie nasienia w drogach
rodnych kobiety.

Prącie
(łac. penis a. membrum virile)

Budowa :
-

dwa ciała jamiste

-

jamki ciał jamistych wyściełane nabłonkiem

-

przegrody ciał jamistych – włókna mięśni gładkich, włókna

kolagenowe
-

otoczone błoną białawą

-

ciało gąbczaste (tworzy żołądź i opuszkę), osłania cewkę moczową

Ciała jamiste

Ciała gąbczaste

Cewka moczowa

W prezentacji wykorzystano ryciny z następujących źródeł:
1. Meszaros G, Sanders S. Endocrine and reproductive
systemc. Crash Course. Elsevier Mosby; 2006

2. Nieschlag E, Andrology:Male Reproductive Health and
Dysfunction; Springer; 2nd edition (October 27, 2000)
3. Czyba JC, Biologia rozrodu człowieka. 1994
4. Kirby RS, An atlas of prostatic diseases. Parthenon
Publishing Group, 1997