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。
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
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