Мужская половая система: как она устроена и из чего состоит

Подробный разбор мужской половой системы поможет понять причины бесплодия. Чтобы понять какие функции у каждого органа, поможет наша статья.

Что такое мужская половая система и как она устроена

Мужская половая или репродуктивная система представлена системами и органами, взаимная работа которых обеспечивает адекватное функционирование.

Гипоталамо-гипофизарно-половая система

Гипоталамус является интегративным центром мужской репродуктивной (половой) системы, гипоталамус получает сообщения от центральной нервной системы и яичек, регулирующий продукцию и секрецию гонадотропин-релизинг гормона (ГнРГ). Нейротрансмиттеры и нейропептиды обладают как ингибирующим, так и стимулирующим влиянием на гипоталамус.

Гипоталамус выделяет гонадотропин-релизинг гормон пульсирующим образом, который необходим для стимулирования выработки и высвобождения лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормонов (ФСГ).

Интересно и парадоксально, что существует обратная связь: после начального стимулирования гонадотропных гормонов (ЛГ, ФСГ), результатом постоянного воздействия на гонадотропин-релизинг гормон может явиться ингибирование высвобождения данных гонадотропных гормонов.  

ЛГ и ФСГ продуцируются в передней доле гипофиза и высвобождаются периодически в ответ на секрецию гонадотропин-релизинг гормон гипоталамусом. ЛГ и ФСГ связываются со специфическими рецепторами на клетках Лейдига и Сертоли, расположенных в яичках.

Тестостерон – главный секретируемый яичками продукт, является одним из ингибиторов секреции лютеинизирующего гормона у мужчин. Тестостерон может метаболизироваться в периферической ткани в мощный андроген – дигидротестостерон или в мощный эстроген – эстрадиол.  Эстрогены и андрогены действуют независимо друг от друга, модулируя секрецию ЛГ.

Механизм обратной связи контроля секреции ФСГ регулируется клетками Сертоли, называемые клетками-ингибиторами. Снижение сперматогенеза (образование сперматозоидов) сопровождается снижением продукции клеток Сертоли, и данное уменьшение в отрицательной обратной связи ассоциируется с взаимным повышением продукции ФСГ.  Изолированное повышение уровня ФСГ является важным, чувствительным маркером состояния зародышевого эпителия.

Пролактин также имеет сложную взаимосвязь с гонадотропинами: ЛГ и ФСГ. У мужчин при гиперпролактинемии пролактин имеет тенденцию к ингибированию продукции гонадотропин-релизинг гормона. Кроме ингибирования секреции ЛГ и тестостерона, повышенный уровень пролактина может иметь прямое влияние на центральную нервную систему. У лиц с повышенным уровнем пролактина, которые получают тестостерон, либидо и сексуальные функции нарушаются и не нормализуются, пока не нормализуется уровень пролактина.

Яички мужчины

Яички - являются вторым звеном в мужской половой системе. В яичках следует отметить функцию клеток Лейдига, семенных канальцев.

Клетки Лейдига в яичках

Тестостерон секретируется эпизодически клетками Лейдига в ответ на выделение ЛГ, и секреция имеет суточную характеристику: с пиковым повышением уровня в ранние утренние часы и со снижением уровня во второй половине дня или ранним вечером.

При неповрежденных яичках и сниженном уровне тестостерона, количество рецепторов к ЛГ снижено, и можно отрегулировать  путем назначения экзогенного лютеинизирующего гормона. Большие дозы ГнРГ или его аналоги могут уменьшить количество рецепторов ЛГ и, таким образом, ингибировать секрецию ЛГ. Данный метод был применен в клинике, вызывая искусственную кастрацию (бесплодие) у мужчин с раком простаты. Эстрогены ингибируют некоторые ферменты в процессе синтеза (синтетического) тестостерона, и, следовательно, непосредственно влияют на продукцию тестостерона.

В норме у здоровых мужчин только 2% тестостерона являются свободными и несвязанными. 44% тестостерона связано с тестостерон-эстрадиол-связывающим глобулином или ТЭСГ, также называемым половым гормон-связывающим глобулином. 54% тестостерона связано с альбумином и другими белками.

Эти гормон-связывающие белки модулируют действие андрогенов. ТЭСГ имеет высокое сродство к тестостерону, по сравнению с эстрадиолом. Уровень ТЭСГ увеличиваются при назначении эстрогенов, гормонов щитовидной железы, при циррозе печени и уменьшаются при назначении андрогенов, гормона роста и при ожирении.

Биологические действия андрогенов оказывают влияние на органы-мишени, которые содержат специфические белки рецепторов андрогена. Тестостерон высвобождается из циркуляции и входит в клетки-мишени, где он превращается в более мощный андроген дигидротестостерон при помощи фермента  5-альфа-редуктазы.

Основные функции андрогенов в тканях-мишенях включают:

• регулирование секреции гонадотропинов гипоталамо-гипофизарной системой;
• инициирование и поддержание сперматогенеза;
• дифференциация внутренней и внешней мужской половой системы в период внутриутробного развития;
• стимулирование полового созревания в период полового созревания.

Семенные канальцы

Семенные канальцы содержат все половые клетки на различных стадиях взросления и поддерживающие их клетки Сертоли. Семенные канальцы занимают яички по объему до 85-90%. Клетки Сертоли являются неделящимися поддерживающими клетками.

Они располагаются на базальной мембране семенных канальцев, и связаны плотными контактами. Эти плотные соединения вместе с близко расположенными мышечными клетками перитубулярных сократительных слоев служат для формирования гемато-тестикулярного барьера. Этот барьер обеспечивает уникальное микроокружение, что облегчает сперматогенез и поддерживает половые клетки в иммунологически привилегированном месте.

Такая изоляция является важной, поскольку сперматозоиды образуются в период полового созревания, долгое время после периода собственного распознавания со стороны иммунной системы.

Если развивающиеся сперматозоиды иммунологически не защищены, то они будут признаны чужими клетками и подвергнутся нападениям со стороны иммунной системы организма. Клетки Сертоли, по всей видимости, связаны с питанием развивающихся половых клеток, а также обеспечивают фагоцитоз (поглощение) поврежденных клеток. Сперматогонии и молодые сперматоциты располагаются в базальных отделах семенных канальцев, в то время как зрелые сперматоциты и сперматиды располагаются выше в адлюминальном (центральном) отделе семенного канальца.

Как образуются сперматозоиды внутри яичек?

Зародышевые клетки или клетки сперматогенеза расположены упорядоченно от базальной мембраны до просвета. Сперматогонии лежат непосредственно на базальной мембране, а рядом по направлению к просвету находятся первичные сперматоциты, вторичные сперматоциты и сперматиды. Если сосчитать, то  существует 13 различных половых клеток, представляющих различные этапы в процессе развития.

Сперматогенез сложный процесс в мужской половой системе, при  котором примитивные стволовые клетки или сперматогонии размножаются (делятся), и позже превращаются в сперматоциты. Сперматоциты в конечном итоге разделяются и дают началу зрелой клеточной линии, которые в конечном итоге дают начало сперматидам.

Сперматиды затем трансформируются в сперматозоиды. Трансформирование заключается в конденсации ядра, формировании акросомы, потере большей части цитоплазмы, развитии хвоста, расположении митохондрий в шейке (средней части). Группы половых клеток имеют тенденцию к развитию и проходят  этап сперматогенеза вместе.  Эта последовательность развития половых клеток называется поколением. Эти поколения половых клеток в основном находятся на одинаковых стадиях развития.

Есть шесть этапов развития эпителия семенных канальцев. Переход от первой стадии к шестой составляет один цикл. У человека продолжительность каждого цикла приблизительно равняется 16 дням и 4,6 циклам, необходимой для зрелой спермы, развивающейся с ранней сперматогонии. Таким образом, длительность всего цикла сперматогенеза у людей составляет 4,6 циклов по 16 дней, в сумме 74 дня.

Транспортировка, созревание, хранение спермы

Хотя и яички несут ответственность за производство спермы (эякулята), придатки яичка непосредственно связаны с созреванием, хранением и транспортом сперматозоидов. Сперматозоиды, находящиеся в яичках, являются неподвижными и неспособными к оплодотворению яйцеклетки. Сперматозоиды приобретают способность двигаться и оплодотворять яйцеклетку после прохождения через придатки яичек.

Спиральные семенные канальцы оканчиваются в сети яичек, которая в свою очередь, сливаясь, формирует выносящие протоки. Выносящие протоки выполняют функцию проводника семенной жидкости и сперматозоидов к голове придатка яичка.

Придаток состоит из извитых канальцев, которые имеют  в среднем длину до 5-6 метров. Придаток делится на голову, тело, хвост. Хотя время проведения спермы в придатках яичка зависит от возраста, сексуальной активности, в среднем у здоровых мужчин время прохождения сперматозоидов по придаткам яичка занимает 4 дня. Именно в этот период происходит созревание и взросление сперматозоидов в головке и теле придатков. В это время происходит увеличение способности к прогрессивной подвижности и также приобретается способность к проникновению в ооциты во время оплодотворения.

Придатки яичка также служат в качестве резервуара для хранения спермы. При помощи перистальтических движений выносящего протока происходит транспорт семенной жидкости (спермы). Сперматозоиды транспортируются наружу по мочеиспускательному каналу при помощи эмиссии (выброса) и эякуляции.

Как происходит эякуляция у мужчины?

Во время эмиссии семенная жидкость из семенных пузырьков и простаты выбрасывается в заднюю часть уретры. До эякуляции перистальтика семявыносящего протока и шейки мочевого пузыря находится под контролем симпатической нервной системы.

Во время эякуляции шейка мочевого пузыря сокращается, и наружный сфинктер расслабляется, причем  в начале эякуляции сперма проходит по уретре путем ритмических сокращений мышц промежности и бульбоуретральных мышц.

Известен тот факт, что первая порция эякулированной жидкости содержит небольшой объем жидкости из семявыносящих протоков, которая содержится в сперме.

Основной объем семенной жидкости образуется в семенных пузырьках и предстательной железе. Семенные пузырьки обеспечивают сперму питательным субстратом - фруктозой, а также простагландинами и свертывающими веществами. Предстательная железа добавляет в семенную жидкость цинк, фосфолипиды, спермин, фосфатазу. Первая часть эякулята содержит большое количество сперматозоидов и большую часть секреции простаты, тогда как  вторая часть эякулята состоит в основном из жидкости семенных пузырьков и меньшего количества сперматозоидов.

Как происходит оплодотворение?

Оплодотворение обычно происходит в маточных трубах после того, как произошла овуляция. В середине менструального цикла цервикальная слизь меняется, становясь более обильной, водянистой и жидкой.

Эти физиологические изменения обеспечивают более легкое проникновение спермы в матку и защищают сперму от высокой кислотности влагалищной секреции. Физиологические изменения в сперматозоиде, известные как капацитация, происходят в  женских половых органах  для того, чтобы произошло оплодотворение. Сперматозоид достигает яйцеклетку, таким образом, происходит оплодотворение.