精子发生的内分泌调控

精子发生的进行有赖于生精小管的微环境,严密完整的全身和睾丸局部调节网络。

下丘脑-垂体对睾丸功能的调节

正常的精子发生是在脑垂体释放的FSH和间质细胞产生的雄激素调控下进行的,而间质细胞雄激素的合成和分泌直接受脑垂体释放的LH调控,脑垂体生成和分泌FSH、LH又受下丘脑GnRH的调控,所以,GnRH、FSH、LH和雄激素及它们之间的相互协调对精子发生十分重要(下图)。

 精子发生的内分泌调控;SC. 支持细胞 LC. 间质细胞 BV. 睾丸间质血管Inhibin. 抑制素

精子发生的内分泌调控;SC. 支持细胞 LC. 间质细胞 BV. 睾丸间质血管Inhibin. 抑制素

GnRH呈脉冲式分泌,这对于FSH、LH的正常分泌很关键。如果破坏下丘脑基底正中部而使GnRH明显降低,则只有脉冲式地注射GnRH才能使FSH和LH分泌恢复正常。如果GnRH的持续作用或使用长效GnRH类似物将GnRH受体持续占领,就会使促性腺细胞脱敏,最终将引起垂体FSH和LH分泌减少。这是开辟男性新避孕途径的生化基础,也是临床上应用长效GnRH类似物治疗青春期早熟、晚期前列腺癌等疾病的理论基础。

虽然下丘脑的GnRH通过垂体可刺激精子生成,但GnRH对性腺的直接作用却是抑制性的,特别是药理剂量的GnRH抑制作用非常明显,表现为雄激素降低,精子生成障碍。近年来,大剂量的GnRH及其类似物已经被用于作为抗生育药物来使用。

LH及其受体是间质细胞进行睾酮合成与释放的最主要调节因素。在生理情况下,LH的分泌呈脉冲式,这对维持间质细胞的功能极为重要。睾酮的释放虽然有一定的昼夜节律性波动,但无明显的脉冲波动。近年来研究发现,一些蛋白质参与了雄激素的合成与释放的调控,也提示其雄激素的合成与释放的调控机制极为复杂。

FSH在精子发生中主要调节作用包括:①在诱导动物和人精子发生的启动中起重要作用;②与睾酮一起参与维持性成熟灵长类动物精子的发生,特别在保持精子发生数量和质量完全正常方面是必需的。FSH对精子发生的调节作用是通过支持细胞介导的。支持细胞在FSH的作用下,可合成和分泌多种性质和功能的活性物质,这些物质直接或间接参与精子发生。有研究也表明,FSH的部分作用也可能通过调节支持细胞中雄激素受体而起作用的。

在生理情况下,泌乳素可以使男性LH受体数量增加,进而加强LH对间质细胞的作用。但是当男子血浆泌乳素发生病理性升高时,则会导致血液中睾酮浓度降低,引起生育力的损伤和性欲丧失。

睾酮在调控精子的发生中具有十分重要的作用,但其具体的调节机制还不十分清楚,有些方面还有争论。睾酮对精子发生的调节主要涉及以下三方面的问题:①睾酮能否单独维持正常的精子发生数量?②维持正常精子发生所需的睾酮水平以及睾丸中的睾酮水平与精子发生的相关性?③睾酮如何在精子发生过程中行使作用?以往大部分学者的观点都认为:睾酮不是通过直接作用于生殖细胞,而是通过睾丸的两种主要体细胞(即间质细胞和支持细胞)的受体间接调节精子发生的,因为没有可靠的证据表明生殖细胞核内有雄激素受体存在。然而,近年来不少研究工作显示,在生精细胞的核中AR(雄激素受体)免疫反应表达阳性(长形精子细胞除外)。目前大家一致认同,雄激素调节精子发生是由于AR将雄激素介导入核,而后调节基因的表达来完成的。当然在这一过程中,涉及一系列极其复杂的分子事件。

雌激素对精子发生也有调节作用。适量的雌激素对精子发生有刺激作用,但过量的雌激素可能抑制精子发生,人类生活环境中雌激素的摄入升高就是目前造成人类精子质量普遍下降的原因之一。

睾丸对中枢的反馈调节

睾丸摘除的动物血浆中FSH和LH浓度很高,提示男子促性腺激素的分泌受睾丸的负反馈调节。目前研究表明,至少有睾酮和抑制素两种睾丸分泌物质参与了这个调控。睾酮是负反馈调节LH分泌的主要激素,睾酮的负反馈作用部位在下丘脑,主要表现为降低LH峰的频率和改变LH峰的幅度。抑制素由支持细胞分泌,在人、牛、羊、大鼠中的精液和睾丸提取物中均有存在。在生理条件下,抑制素可选择性的通过负反馈作用抑制垂体分泌FSH。

睾丸功能的旁分泌调节

旁分泌指某种组织中的一种细胞所产生的因子作用于同一组织中的另一种细胞,从而调节靶细胞的功能。睾丸内存在多种类型细胞,在精子发生过程中,除受内分泌调控外,还受到睾丸内自身旁分泌的调节。大量与睾丸内甾体产生和精子发生非特异性相关的酶或因子被认为参与了睾丸的旁分泌调节,包括生长因子、血管紧张素肽酶(renin)和血管紧张素,钙调蛋白、肌动蛋白、管蛋白、α2-巨球蛋白、环状蛋白-2、促性腺激素结合抑制剂、硫酸糖蛋白-1和-2、转铁蛋白等。

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