Home / Эндокринология / Физиология яичек: метаболизм, секреция, клетки Лейдига,

Физиология яичек: метаболизм, секреция, клетки Лейдига,

Основные функции яичек — сперматогенез и синтез стероидных гормонов, регулирующих мужскую половую функцию. Подобно яичникам и надпочечникам обе функции яичек регулируются гипоталамо-гипофизарной системой по принципу отрицательной обратной связи; механизмы стероидогенеза в этих железах также имеют много общего.

Кроме того, гормоны яичек обеспечивают формирование мужского фенотипа в эмбриогенезе. Участие яичек в половой дифференцировке и ее нарушения описаны.

Синтез андрогенов и эстрогенов у здоровых молодых мужчин

Яички состоят из скоплений клеток Лейдига (интерстициальных клеток), секретирующих андрогены, и системы семенных канальцев, в которых созревают и перемещаются сперматозоиды.

Клетки Лейдига

Синтез тестостерона

Превращение холестерина (стерола, состоящего из 27 атомов углерода) в андрогены и эстрогены. Клетки Лейдига могут синтезировать холестерин самостоятельно или получать его из липопротеидов плазмы.

Регуляция сперматогенеза и секреции тестостерона

Превращение холестерина в тестостерон включает пять этапов, причем четыре из них происходят как в яичках, так и в надпочечниках. Сначала под действием 20,22-десмолазы от холестерина отщепляется боковая цепь, при этом число атомов углерода сокращается с 27 до 19, а затем кольцо А окисляется Зр-гидроксистероиддегвдрогеназой, и образуется Δ4-стеровд прогестерон. Следующие три реакции катализируются 17α-гидроксилазой, обладающей 17-гидроксилазной и 17,20-лиазной активностью, и 17β-гидроксистероиддегидрогеназой. Последний фермент имеется только в яичках.

Лимитирующая реакция синтеза тестостерона — превращение холестерина в прегненолон под действием 20,22-десмолазы. Активность этого и других ферментов, участвующих в синтезе тестостерона, регулируется ЛГ. Помимо тестостерона, клетки Лейдига синтезируют небольшие количества других стероидных гормонов, в том числе эстрадиол.

Секреция и транспорт тестостерона

В норме в яичках запасается лишь около 70 нмоль (20 мкг) тестостерона; этот запас обновляется почти 200 раз в сутки, так что суточная секреция тестостерона у здорового молодого мужчины достигает в среднем 17—20 мкмоль (5—6 мг). В плазме тестостерон связан с белками, в основном с альбумином и специфическим транспортным белком — глобулином, связывающим половые гормоны.

Свободная и связанная фракции циркулирующего тестостерона находятся в динамическом равновесии, при этом доля свободного тестостерона составляет лишь 1—3%. В ткани проникают только свободный тестостерон и тестостерон, связанный с альбумином; в сумме они составляют примерно половину циркулирующего тестостерона.

Метаболизм андрогенов в периферических тканях

Многие физиологические эффекты андрогенов опосредованы дигидротестостероном и эстрогенами, образующимися из циркулирующего тестостерона в периферических тканях. Превращение тестостерона в дигидротестостерон, необходимый для формирования, роста и функционирования мужских половых органов и развития вторичных половых признаков, катализирует 5α-редуктаза. Кроме того, циркулирующий тестостерон и андростендион могут превращаться в эстрогены.

У мужчин эстрогены могут действовать согласованно с андрогенами, независимо от них или выступать как их антагонисты. Таким образом, физиологическое действие тестостерона складывается из действий его самого и его метаболитов, обладающих андрогенной и эстрогенной активностью. У здоровых мужчин небольшие количества эстрадиола и дигидротестостерона секретируются яичками и образуются из андростендиона, синтезируемого в надпочечниках.

Соотношение между уровнем циркулирующих андрогенов и количеством образующихся эстрогенов у здоровых молодых мужчин схематично представлено на рис. 336.2. За сутки образуется в среднем около 20 мкмоль (6 мг) тестостерона и 10 мкмоль (3 мг) андростендиона. Эстрон образуется только из циркулирующих предшественников. В среднем за сутки образуется около 240 нмоль (66 мкг) эстрона и около 170 нмоль (45 мкг) эстрадиола. Около 35% эстрадиола образуется из циркулирующего тестостерона, 50% — из эстрона и 15% синтезируется в яичках. При повышении уровней гонадотропных гормонов секреция эстрадиола яичками увеличивается.

Дигидротестостерон и эстрадиол обладают паракринным и эндокринным действием. Циркулирующий дигидротестостерон образуется исключительно в тканях — мишенях андрогенов, в то время как эстрогены образуются во многих тканях, в основном — в жировой. Синтез эстрогенов в периферических тканях усиливается с возрастом, а также с увеличением массы жировой ткани.

Тестостерон и его метаболиты инактивируются в печени и выводятся главным образом с мочой, примерно поровну в виде 17-кетостеровдов (в основном андростендиона и этиохоланолона) и полярных метаболитов (диолов, триолов и конъюгатов).

Регуляции секреции тестостерона

Секреции тестостерона регулируются ЛГ. ФСГ также может увиливать секрецию тестостерона, по-видимому, за счет ускорения созревания клеток Лейдига. Тестостерон снижает чувствительность гипофиза к гонадолиберину.

Хотя в гипофизе из тестостерона могут образовываться дигидротестостерон и эстрогены, только сам тестостерон может регулировать секрецию гонадотропных гормонов. Кроме того, тестостерон действует на ЦНС и замедляет синтез и секрецию гонадолиберина, тем самым снижай чистоту выбросов ЛГ. В норме секреция ЛГ реагирует даже на незначительные колебании уронни тестостерона а кропи и полностью подавляется при введении экзогенных андрогенов в дозе, близкой к суточной секреции тестостерона (около 20 мкмоль, или 6 мг). Однако при длительном повышении уровня ЛГ в плазме (как в случае тестикулярной недостаточности) чувствительность гипофиза к уровню андрогенов снижается.

Как тестостерон, гак и ЛГ секретируются импульсно, поэтому их концентрация в плазме постоянно меняется. В начале пубертатного периода у мальчиков увеличиваются ночные выбросы Л Г и тестостерона. У молодых мужчин амплитуда выбросов ЛГ и тестостерона зависит от времени суток: в утренние часы она примерно на 25—30% больше, чем в вечерние.

Механизм действия андрогенов. Основные функции андрогенов — это регуляции секреции ЛГ, формирование мужского фенотипа и индукция полового созревания.

Внутриклеточный механизм действия андрогенов

Тестостерон попадает в клетку путем простой диффузии и может превращаться в дигидротестостерон под действием 5α-редуктазы типа 1 или типа 2. Образование ди гидротестостерона в большинстве тканей-мишеней катализируется 5α-редуктазой типа 2. Тестостерон и дигидротестостерон связываются с рецептором андрогенов, расположенным в цитоплазме. Комплекс гормона с рецептором перемешается в ядро, прикрепляется к гену-мишени и активирует транскрипцию мРНК и, в результате, синтез белков. Ген рецептора андрогенов локализован на длинном плече Х-хромосомы.

Рецептор андрогенов состоит из 917 аминокислот и имеет молекулярную массу около 110 000. По структуре он сходен с рецепторами других стероидных гормонов и содержит гормонсвязывающий домен, ДНК-связываюший домен и домен, активирующий транскрипцию гена-мишени. Механизм действия эстрадиола почти такой же, как у андрогенов, но рецептор у него другой.

Хотя тестостерон и дигидротестостерон связываются с одним рецептором, их физиологические роли различны. Тестостерон регулирует секрецию гонадотропных гормонов, сперматогенез и дифференцировку вольфовых протоков в эмбриогенезе, а дигидротестостерон стимулирует развитие мужских наружных половых органов в эмбриогенезе, половое созревание и половую функцию в зрелом возрасте.

Механизм различного физиологического ответа на взаимодействие этих двух гормонов с одним рецептором еще до конца не ясен. Благодаря более высокой аффинности связывания с рецептором дигидротестостерон более активен, чем тестостерон.

Извитые семенные канальцы и сперматогенез

Функция извитых семенных канальцев регулируется гипофизом и клетками Лейдига, поскольку для сперматогенеза необходимы ФСГ и андрогены. ФСГ действует преимущественно на клетки Сертоли; кроме того, в сперматогенном эпителии есть рецепторы андрогенов.

По-видимому, андрогены нужны для индукции и поддержания сперматогенеза, а ФСГ — для созревания сперматид. Возможно, в регуляции сперматогенеза принимают участие некоторые цитокины и факторы роста, обладающие паракринным и аутокринным действием. За сутки в яичках здорового мужчины образуется более 100 млн сперматозоидов.

Клетки Сертоли не участвуют в стероидогенезе; их функция зависит от тестостерона, проникающего в них из соседних клеток Лейдига. В клетках Сертоли тестостерон может превращаться в эстрадиол и дигидротестостерон. Кроме того, извитые семенные канальцы секретируют пептидные гормоны — ингибин, подавляющий секрецию ФСГ, и активин, усиливающий ее. Тестостерон и эстрадиол также подавляют секрецию ФСГ.

Гонадотропные гормоны обеспечивают слаженный и точный механизм двойной регуляции функции яичек, в котором гормоны клеток Лейдига и извитых семенных канальцев действуют на гипоталамо-гипофизарную систему по принципу отрицательной обратной связи и регулируют свою собственную секрецию.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *