第十二章生殖 生物体生长发育到一定阶段后,能够产生与自己相似的子代个体,这种功能称为生殖( reproduction),任何生物个体的寿命都是有限的, 切生物都是通过产生新个体来延续种系的,所以生殖是动物绵延和繁殖种系的重要生命活动。在高等动物,生殖是通 过两性生殖器官的活动来实现的,生殖过程包括生殖细胞(精子和卵子)的形成过程,交配和受精过程以及胚胎发育等重要环节。 第一节男性生殖 男性主要生殖器官为舉丸,此外还有附睾、输精管、精囊腺、前列腺、尿道球腺、阴茎等附属性器官。 睾丸的功能 (一)睾丸的生精作用 睾丸由曲细精管与间质细胞组成。曲线精管上皮又由生精细胞和支持细胞构成。原始的生精细胞为精原细胞,肾贴于曲细精管的基膜上,从 青春期开始,精原细胞分阶段发育形成精子,精子生成的过程为:精原细胞→初级精母细胞→次级精母细胞→精子细胞→精子。在曲细精管 管壁中,各种不同发育阶段的生精细胞是顺次排列的即由基膜至管腔,分别为精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞、分化中 的精子,直至成熟精子脱离支持细胞进入管腔,从精原细胞发育成为精子约需二个半月。 支持细胞为各级生殖细胞提供营养,并起着保持与支持作用。为生精细胞的分化发育提供合适的微环境,支持细胞形成的血睾屏障防止生精 细胞的抗原物质进入血液循环而引起免疫反应。 精子生成需要了适宜的温度,阴囊内温度较腹腔内温度低2℃左右,适于精子的生成。在胚发育期间,由于某种原因睾丸不降入阴囊而停留 在腹腔内或腹股沟内,称隐睾症,则曲细精管不能正常发育,也无精子产生。如果对发育成熟的动物睾丸进λ加温处理,或施行实验性隐睾 术,则可观察到生精细胞退化萎缩。 新生的精子释入曲线精管管腔内,本身并没有运动能力,而是靠小管外周肌样细胞的收缩和管腔液的移动运送至附睾内。在附睾内精子进 成熟,并获得运动能力。附睾内可贮存小量的精子,大量的精子则贮存于输畏精管及其壶腹部。而性活动中,通过输精管的蠕动把精子运
第十二章 生殖 生物体生长发育到一定阶段后，能够产生与自己相似的子代个体，这种功能称为生殖（reproduction），任何生物个体的寿命都是有限的， 必然要衰老、死亡。一切生物都是通过产生新个体来延续种系的，所以生殖是动物绵延和繁殖种系的重要生命活动。在高等动物，生殖是通 过两性生殖器官的活动来实现的，生殖过程包括生殖细胞（精子和卵子）的形成过程，交配和受精过程以及胚胎发育等重要环节。 第一节 男性生殖 男性主要生殖器官为睾丸，此外还有附睾、输精管、精囊腺、前列腺、尿道球腺、阴茎等附属性器官。 一、睾丸的功能 （一）睾丸的生精作用 睾丸由曲细精管与间质细胞组成。曲线精管上皮又由生精细胞和支持细胞构成。原始的生精细胞为精原细胞，肾贴于曲细精管的基膜上，从 青春期开始，精原细胞分阶段发育形成精子，精子生成的过程为：精原细胞→初级精母细胞→次级精母细胞→精子细胞→精子。在曲细精管 管壁中，各种不同发育阶段的生精细胞是顺次排列的即由基膜至管腔，分别为精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞、分化中 的精子，直至成熟精子脱离支持细胞进入管腔，从精原细胞发育成为精子约需二个半月。 支持细胞为各级生殖细胞提供营养，并起着保持与支持作用。为生精细胞的分化发育提供合适的微环境，支持细胞形成的血睾屏障防止生精 细胞的抗原物质进入血液循环而引起免疫反应。 精子生成需要了适宜的温度，阴囊内温度较腹腔内温度低 2℃左右，适于精子的生成。在胚发育期间，由于某种原因睾丸不降入阴囊而停留 在腹腔内或腹股沟内，称隐睾症，则曲细精管不能正常发育，也无精子产生。如果对发育成熟的动物睾丸进入加温处理，或施行实验性隐睾 术，则可观察到生精细胞退化萎缩。 新生的精子释入曲线精管管腔内，本身并没有运动能力，而是靠小管外周肌样细胞的收缩和管腔液的移动运送至附睾内。在附睾内精子进一 步成熟，并获得运动能力。附睾内可贮存小量的精子，大量的精子则贮存于输畏精管及其壶腹部。而性活动中，通过输精管的蠕动把精子运
送至尿道。精子与附睾、精囊腺、前列腺和尿道球腺的分泌物混合形成精液,在性高潮时射岀体外。正常男子每次射出精液约3-6-1,每毫 升精液约含二千万到四亿个精子,少于二千万精子,不易使卵子受精 (二)睾丸的内分泌作用 1.雄激素睾丸间质细胞分泌雄激素,主要为睾酮( testosterone,T)。 (1)睾酮的合成与代谢:睾酮是C-19类固醇激素。在间质细胞内,胆固醇经羟体、侧链裂解形成孕烯醇酮,再经17-羟化并脱去侧链 形成睾酮。睾酮在其靶器官(如附睾和前列腺)内,被5a-还原酶还为为双氢睾酮,再与靶细胞内的受体结合而发挥作用。睾酮也可以芳 香化酶作用下转变为雌二醇 正常男性在20-50岁,睾丸每日约分泌4-9mg睾酮,血浆睾酮浓度为22.7士4.3nmol/L。50岁以上随年龄增长,睾酮的分泌量逐渐减少 血液中97%-99%的睾酮与血浆蛋白结合,只有1%-3%睾酮是游离的。在血浆中存在一咱与睾酮有很高亲和力的蛋白质,是β球蛋白,分子量 为44000-80000。约有30%酮与这种球蛋白结合,它也可结合雌激素,故将这咱球蛋白称为性激素结合球蛋白( sex hormone- binding globulin,SHBG)约68%睾酮与血浆白蛋白结合。睾酮主要在肝被灭活,以17-氧类固醇结合型由尿排出,少量经粪便排出 (2)睾酮的生理作用:主要有以下方面作用:①维持生精作用,睾酮自间质细胞分泌后,可经支持细胞进入曲细精管,睾酮可直接或先转 变为活性更强的双氢睾酮,与生精细胞的雄激素受体结合,促进精子的生成。支持细胞在FSH的作用下,可产生一咱对睾酮和双氢睾酮亲和 性很强的蛋白质,称为雄激素结合蛋白( androgen binding protein,ABP),ABP与睾酮或双氢睾酮结合后,转运至曲线精管,提高雄激 素在曲细精管的局部浓度,有利于生精过程:②刺激生殖器官的生长发育,促进男性副性征出现并维持其正常状态:③维持正常的性欲:④ 促进蛋白质合成,特别是肌肉和生殖器官的蛋白质合成,同时还能促进骨骼生长与钙磷沉积和红细胞生成等 2.抑制素( inhibin)是睾丸支持细胞分泌的糖蛋白激素,由a和B两个亚单位组成,分子量为3100032000。抑制素对腺垂体的FSH分 泌有很强的抑制作用,而同样生理剂量的抑制素对LH分泌却无明显影响 睾丸功能的调节
送至尿道。精子与附睾、精囊腺、前列腺和尿道球腺的分泌物混合形成精液，在性高潮时射出体外。正常男子每次射出精液约 3-6ml，每毫 升精液约含二千万到四亿个精子，少于二千万精子，不易使卵子受精。 （二）睾丸的内分泌作用 1．雄激素 睾丸间质细胞分泌雄激素，主要为睾酮（testosterone,T）。 （1）睾酮的合成与代谢 ：睾酮是 C-19 类固醇激素。在间质细胞内，胆固醇经羟体、侧链裂解形成孕烯醇酮，再经 17-羟化并脱去侧链， 形成睾酮。睾酮在其靶器官（如附睾和前列腺）内，被 5α-还原酶还为为双氢睾酮，再与靶细胞内的受体结合而发挥作用。睾酮也可以芳 香化酶作用下转变为雌二醇。 正常男性在 20-50 岁，睾丸每日约分泌 4-9mg 睾酮，血浆睾酮浓度为 22.7±4.3nmol/L。50 岁以上随年龄增长，睾酮的分泌量逐渐减少。 血液中 97%-99%的睾酮与血浆蛋白结合，只有 1%-3%睾酮是游离的。在血浆中存在一咱与睾酮有很高亲和力的蛋白质，是 β 球蛋白，分子量 为 44000-80000。约有 30%睾酮与这种球蛋白结合，它也可结合雌激素，故将这咱球蛋白称为性激素结合球蛋白（sex hormone-binding globulin,SHBG）约 68%睾酮与血浆白蛋白结合。睾酮主要在肝被灭活，以 17-氧类固醇结合型由尿排出，少量经粪便排出。 （2）睾酮的生理作用：主要有以下方面作用：①维持生精作用，睾酮自间质细胞分泌后，可经支持细胞进入曲细精管，睾酮可直接或先转 变为活性更强的双氢睾酮，与生精细胞的雄激素受体结合，促进精子的生成。支持细胞在 FSH 的作用下，可产生一咱对睾酮和双氢睾酮亲和 性很强的蛋白质，称为雄激素结合蛋白（androgen binding protein,ABP）,ABP 与 睾酮或 双氢睾酮结合后，转运至曲线精管，提高雄激 素在曲细精管的局部浓度，有利于生精过程；②刺激生殖器官的生长发育，促进男性副性征出现并维持其正常状态；③维持正常的性欲；④ 促进蛋白质合成，特别是肌肉和生殖器官的蛋白质合成，同时还能促进骨骼生长与钙磷沉积和红细胞生成等。 2．抑制素（inhibin）是睾丸支持细胞分泌的糖蛋白激素，由 α 和 β 两个亚单位组成，分子量为 31000-32000。抑制素对腺垂体的 FSH 分 泌有很强的抑制作用，而同样生理剂量的抑制素对 LH 分泌却无明显影响。 二、睾丸功能的调节
睾丸曲细精管的生精过程和间质细胞的睾酮分泌均受下丘脑-垂体的调节。下丘脑分泌的GnRH经垂体门脉到达腺垂体,促进腺垂体促性腺激 素细胞合成和分泌卵泡细胞刺激素( follicle- stimulating hormone,FSH)和黄体生成素( luteinizing hormone,LH)。LH主要作用于间 质细胞,而FSH主要作用于生精细胞与支持细胞。动物实验证明,幼年动物摘除垂体后,导致睾丸及附性器官不能发育成熟,呈幼稚状态 如果把成年雄发生动物垂体摘除后,睾丸发生萎缩,生精细胞和间质细胞发生退变,数量减少,生精过程停止,睾酮分泌减少,附性器官 也发生萎缩。如果给拉除垂体的动物及早补充垂体促性腺激素,则上述现象可以避免或逆转。毁损下丘脑GnRH神经元所在部位,或下丘脑 病变涉及这些区域,将使睾丸萎缩,功能丧失 睾丸间质细胞膜上存在LH受体。LH与间质细胞膜上的H受体结合,激活腺苷酸环化酶,促进细胞内cAMP的生成。CAMP再激活依赖cAMP 的蛋白激酶,促进蛋白质磷酸化过程,产生碗酸蛋白,从而使胆固醇进入线粒体内合成睾酮,所以IH又称间质细胞刺激素 interstitial cell stimulating hormone,ICSH)。当轿中睾酮达到一定浓度后,便可作用于下丘脑和垂体,抑制GRH分泌,进而抑制LH的分泌,产生负反馈 调节作用,可使血中睾酮浓度稳定在一定水平 H与FSH对生精过程都有调节作用,LH的作用是通过睾酮实现的。生精过程受FSH与睾酮的双重控制。大鼠实验表明,FSH起着始动生精 的作用,而睾酮则有维持生精的效应。支持细胞膜上存在FSH受体,FSH与受体结合后,经cAMP-蛋白激酶系统,促进支持细胞蛋白质合成, 这些蛋白质中,可能有启动精子生成的成分。在FSH作用下,促进支持细胞分泌ABP,ABP与睾酮和双氢睾酮结合转运至曲细精管内,提高 曲细精管内雄激素的局部浓度有利于生精过程。实验证明,FSH能刺激支持细胞分泌抑制素,而抑制素对腺垂体的FSH分泌有负反馈调节作 用。此外,FSH还可激活支持细胞内的芳香化酶,促进睾酮转变为雌二醇,雌二醇对睾丸的活动也有调节作用,它可降低腺垂体对GnRH的 反应性,并可能作用于间质细胞,在局部调节睾酮的分泌 综上所述,一方面下丘脑-垂体调节睾丸的功能:另一方面睾丸分泌的激素又能反馈调节下丘脑和垂体的分泌活动。下丘脑、垂体、睾丸在 功能上密切联系,互相影响,上下统一,称为下丘脑-垂体-睾丸轴(图12-1)。此外,睾丸支持细胞与间质细胞之间,还能以旁分泌的方 式进行局部调节
睾丸曲细精管的生精过程和间质细胞的睾酮分泌均受下丘脑-垂体的调节。下丘脑分泌的 GnRH 经垂体门脉到达腺垂体，促进腺垂体促性腺激 素细胞合成和分泌卵泡细胞刺激素（follicle-stimulating hormone, FSH）和黄体生成素(luteinizing hormone, LH)。LH 主要作用于间 质细胞，而 FSH 主要作用于生精细胞与支持细胞。动物实验证明，幼年动物摘除垂体后，导致睾丸及附性器官不能发育成熟，呈幼稚状态。 如果把成年雄发生 动物垂体摘除后，睾丸发生萎缩，生精细胞和间质细胞发生退变，数量减少，生精过程停止，睾酮分泌减少，附性器官 也发生萎缩。如果给拉除垂体的动物及早补充垂体促性腺激素，则上述现象可以避免或逆转。毁损下丘脑 GnRH 神经元所在部位，或下丘脑 病变涉及这些区域，将使睾丸萎缩，功能丧失。 睾丸间质细胞膜上存在 LH 受体。LH 与间质细胞膜上的 LH 受体结合，激活腺苷酸环化酶，促进细胞内 cAMP 的生成。CAMP 再激活依赖 cAMP 的蛋白激酶，促进蛋白质磷酸化过程，产生碗酸蛋白，从而使胆固醇进入线粒体内合成睾酮，所以 LH 又称间质细胞刺激素 interstitial cell stimulating hormone,ICSH）。当轿中睾酮达到一定浓度后，便可作用于下丘脑和垂体，抑制 GnRH 分泌，进而抑制 LH 的分泌，产生负反馈 调节作用，可使血中睾酮浓度稳定在一定水平。 LH 与 FSH 对生精过程都有调节作用，LH 的作用是通过睾酮实现的。生精过程受 FSH 与睾酮的双重控制。大鼠实验表明，FSH 起着始动生精 的作用，而睾酮则有维持生精的效应。支持细胞膜上存在 FSH 受体，FSH 与受体结合后，经 cAMP-蛋白激酶系统，促进支持细胞蛋白质合成， 这些蛋白质中，可能有启动精子生成的成分。在 FSH 作用下，促进支持细胞分泌 ABP，ABP 与睾酮和双氢睾酮结合转运至曲细精管内，提高 曲细精管内雄激素的局部浓度有利于生精过程。实验证明，FSH 能刺激支持细胞分泌抑制素，而抑制素对腺垂体的 FSH 分泌有负反馈调节作 用。此外，FSH 还可激活支持细胞内的芳香化酶，促进睾酮转变为雌二醇，雌二醇对睾丸的活动也有调节作用，它可降低腺垂体对 GnRH 的 反应性，并可能作用于间质细胞，在局部调节睾酮的分泌。 综上所述，一方面下丘脑-垂体调节睾丸的功能；另一方面睾丸分泌的激素又能反馈调节下丘脑和垂体的分泌活动。下丘脑、垂体、睾丸在 功能上密切联系，互相影响，上下统一，称为下丘脑-垂体-睾丸轴（图 12-1）。此外，睾丸支持细胞与间质细胞之间，还能以旁分泌的方 式进行局部调节
袢经元 下丘脑 垂体 样细煦 紧密连接 生精细胞 支持细闷 精子 ARP MFSH受体 ▲LH受体 酮受体 生糈细胞 图12-1下丘脑-垂体-睾丸轴活动的调节
图 12-1 下丘脑-垂体-睾丸轴活动的调节
T:睾酮E2:雌二醇ABP:雄激素结合蛋白
T：睾酮 E2：雌二醇 ABP：雄激素结合蛋白