Male reproductive system Męski układ płciowy
Produkcja, odżywianie i czasowe magazynowanie plemników Produkcja hormonów płciowych męskich androgenów Wprowadzenie zawiesiny nasienia do dróg rodnych żeńskich Jądra - miejsce powstawania plemników i wydzielania androgenów (T, DHT) Najądrze, nasieniowód, przewód wytryskowy i część cewki moczowej układ przewodów przeprowadzających nasienie Pęcherzyki nasienne, gruczoł krokowy, gruczoły opuszkowo-cewkowe dostarczają płyn i czynniki odżywcze dla utrzymania i odżywiania plemników (główna masa nasienia) Prącie, narząd zdolny do wzwodu, umożliwiający wprowadzenie go do pochwy podczas aktu płciowego Gruczoł krokowy Część sterczowa cewki moczowej Część błoniasta cewki moczowej Część jamista cewki Ciała jamiste Ciało gąbczaste Żołądź prącia Skóra Osłonka kurczliwa Osłonka pochwowa Błona biaława Pęcherz Kanaliki proste Kanaliki plemnikotwórcze Gruczoł opuszkowocewkowy Pęcherzyki nasienne Bańka nasieniowodu Nasieniowód Przewodziki odprowadzające Najądrze Sieć jądra
Błona naczyniowa Błona biaława Międzybłonek Osłonka pochwowa ścienna Powięź Błona kurczliwa Moszna Skóra ze skośnymi mieszkami włosowymi Komórki mięśniowe gładkie, tworzące warstwę mięśniową kurczliwą - skurcz powoduje marszczenie się skóry moszny Warstwa włókien kolagenowych (powięź Collesa) Pokład ścienny osłonki pochwowej, pokryty mezotelium Przestrzeń zawierająca wodnisty płyn Gruba torebka łącznotkankowa (błona biaława), pokryta mezotelium listek trzewny osłonki pochwowej Cienki pokład tkanki łącznej luźnej z powierzchownymi naczyniami krwionośnymi Jama moszny Pokład naczyniowy Błona biaława Kanalik plemnikotwórczy Osłonka pochwowa jądra
Kanaliki plemnikotwórcze (1 4 kanalików/płacik) Błona biaława Jądro Śródjądrze Tkanka interstycjalna (śródmiąższowa) komórki Leydiga komórki tuczne makrofagi (20%) naczynia krwionośne włosowate naczynia limfatyczne Tkanka śródmiąższowa
Kanalik plemnikotwórczy Komórka Sertoliego Komórki interstitium Naczynie krwionośne Kanalik kręty (nasienny) Nabłonek plemnikotwórczy Komórki Sertoliego (somatyczne komórki postmitotyczne) Komórki plemnikotwórcze (gametogeniczne) reprezentujące wszystkie etapy spermatogenezy Spermatydy Jądra komórek Sertoliego Spermatocyty Plemniki Jądra komórek Sertoliego Komórki mioidalne Naczynie krwionośne Komórki Leydiga Spermatogonia A d ciemne (spermatogonialne komórki macierzyste SSCs) Ap jasne B Spermatocyty I rzędu stadium preleptotenu leptotenu zygotenu pachytenu diplotenu Spermatocyty II rzędu Spermatydy
Ad ciemne Sper ma to go nie A jasne Spermatocyty I B Spermatocyty II Spermatogeneza Swoisty biologicznie i kontrolowany hormonalnie proces podziałów i transformacji, w którym z komórki macierzystej powstaje plemnik. Poszczególne etapy spermatogenezy przebiegają z regularnością, precyzyjnością i stabilnością. Spermatydy Plemniki Charakteryzuje się: stałym czasem trwania i niezmiennością tego czasu niezdolnością komórek zatrzymanych na jednym z etapów spermatogenezy do kontynuowania tego procesu Procesu spermatogenezy nie można przyspieszyć ani zwolnić, tylko zahamować. Hormonalnie można jedynie zwiększyć liczbę komórek plemnikotwórczych, kończących ten proces (np. hamowanie apoptozy). Spermatogeneza: spermatocytogeneza (1+2) i spermiogeneza (3) 1. Odnowa SSCs, proliferacja i różnicowanie spermatogoniów Odnowa /proliferacja komórek macierzystych podziały mitotyczne spermatogoniowów 2. Podziały mejotyczne spermatocytów Mejoza czyli podziały dojrzewania 3. Transformacja spermatyd w plemniki Spermiogeneza
Ad Ap B
Spermatogeneza Spermatocytogeneza Spermiogeneza
Faza Golgiego Spermiogeneza Kondensacja chromatyny jądra komórkowego spermatydy Wytworzenie akrosomu (m.in. akrozyna, hialuronidaza) Wytworzenie aparatu ruchowego plemnika Faza czapeczki Faza akrosomu Faza dojrzewania 6 postaci spermatyd: a b1 b2 c d1 d2 Spermiacja Złuszczanie komórek plemnikotwórczych
Cykl nabłonka plemnikotwórczego W nabłonku wyróżnić można określoną liczbę powtarzających się ugrupowań komórkowych. U człowieka wyróżniono 6 różnych powtarzających się ugrupowań komórek plemnikotwórczych, zwanych stadiami cyklu nabłonka plemnikotwórczego. Cykl nabłonka plemnikotwórczego - 14 dni Stadia cyklu nabłonka przechodzą jedno w następne, przy czym komórki każdego następnego stadium są bardziej zaawansowane w spermatogenezie. Wydajność spermatogenezy jest zawsze mniejsza od szacowanej Spermatogonia A - dzielą się w stadium IV Spermatogonia B dzielą się w stadium II Podziały mejotyczne stadium VI Spermiacja zawsze stadium II Zespół przemian w nabłonku, polegający na kolejnej wymianie wszystkich sześciu stadiów nosi nazwę cyklu nabłonka plemnikotwórczego. Spermatogeneza 4,6 cykli nabłonka plemnikotwórczego 74 dni
Układ stadiów cyklu wzdłuż kanalika Human VI Rat Segmentowy II IV Mozaikowy Stadia cyklu uporządkowane w sposób mozaikowy III
Komórki Sertoliego FSH-R Podporowa zaopatrzenie komórek germinalnych w składniki odżywcze Fagocytarna fagocytoza cytoplazmy resztkowej, powstałej w wyniku różnicowania spermatyd, fagocytoza resztek zdegradowanych komórek germinalnych, które nie ukończyły spermatogenezy Synteza białka wiążącego androgeny (ABP Androgen Binding Protein) Uwalnianie inhibiny Synteza testosteronu [T] (od stadium androstendionu) Uwalnianie dihydrotestosteronu [DHT] (T 5α-reduktaza DHT) Wytwarzanie licznych czynników lokalnego mechanizmu regulacji spermatogenezy na zasadzie parakrynnej, autokrynnej i jukstakrynnej Synteza w życiu płodowym MIS/AMH (Substancja Hamująca Przewody Müllera/Hormon Antymüllerowski)
Bariera krew-jądro Wyspecjalizowane połączenia pomiędzy komórkami Sertoliego Połączenia zamykające Połączenia zwierające Połączenia komunikacyjne (nexus) Błona graniczna kanalika Błona podstawna nabłonka Istota podstawowa Włókna kolagenowe Fibroblasty Miofibroblasty (komórki mioidalne, peritubularne) Ściana naczynia krwionośnego włosowatego
Połączenia między komórkami Sertoliego i plemnikotwórczymi Przedział przypodstawny połączenia desmosomo-podobne Przedział adluminalny Specjalizacje powierzchniowe ściśle łączą apozycyjnie komórki plemnikotwórcze z komórkami Sertoliego związanie danej generacji komórek gametogenicznych z tą samą komórką Sertoliego. Połączenia spermatyd z komórkami Sertoliego Połączenia kanalikowo-buławkowate zawierają enzymy lizosomalne. Złuszczanie komórek plemnikotwórczych
* Tkanka śródmiąższowa Tkanka łączna luźna, leżącą pomiędzy kanalikami plemnikotwórczymi i zawiera: Fibroblasty, makrofagi, komórki tuczne Kolagen i substancję podstawową Naczynia krwionośne i limfatyczne Grupy komórek gruczołu śródmiąższowego komórki Leydiga Gruczoł dokrewny jądra Komórki Leydiga Synteza testosteronu regulowana przez LH
Regulacja hormonalna spermatogenezy Głównym hormonem jest testosteron Ośrodek toniczny Komórki Leydiga LH-R
Produkcja androgenów 7 tydzień życia płodowego Proces dojrzewania płciowego efekt syntezy androgenów w jądrach i działanie na tkanki docelowe Zmiany ogólnoustrojowe: nagły, szybki wzrost dojrzewanie układu płciowego mutacja głosu przyrost masy mięśniowej zmiany rozmieszczenia tkanki tłuszczowej W okresie dojrzałości płciowej, androgeny wydzielane przez: jądro testosteron (T), dihydrotestosteron (DHT) warstwa siatkowata kory nadnercza androstendion, dehydroepiandrosteron (DHEA) siarczan dehydroepiandrosteronu (DHEAS) Receptory androgenowe (AR), zlokalizowane: najliczniej w stężeniu w mózgu w mięśniach szkieletowych, w układzie sercowo-naczyniowym w tkance kostnej, wątrobie, układzie immunologicznym w dużej ilości w skórze
Testosteron w życiu płodowym, rozwój narządów układu płciowego męskiego reguluje kształtowanie się drugorzędowych cech płciowych działa anabolicznie na syntezę białek utrzymuje prawidłowy przebieg spermatogenezy T 5α-reduktaza DHT (Dihydrotestosteron) T aromataza cytochromu P450 17β-estradiol Neurony
Drogi transportu plemników w kierunku najądrza Kanaliki proste Sieć jądra
Funkcje najądrza Środowisko wytwarzane przez komórki nabłonkowe, głównie w proksymalnych strefach najądrza powoduje, że plemniki uzyskują zdolność do ruchu i zapłodnienia komórki jajowej (najądrzowe dojrzewanie plemników), otaczanie płaszczem glikoproteinowym (maskowanie antygenów - kapacytacja); Środowisko wytwarzane w dystalnych odcinkach ogona najądrza utrzymuje żywotność plemników w czasie ich magazynowania, chroni je przed uszkodzeniem i hamuje lokalnie ich ruchliwość; Przez regularny skurcz ściany przewodu zapewnia transport plemników z jądra do miejsca ejakulacji.
Najądrze 75% Przewodziki odprowadzające Reabsorpcja płynu kanalikowego, zagęszczenie plemników Ogon najądrza Magazynowanie i utrzymywanie w żywotności Stereocilia Przewód najądrza, pojedynczy, silnie skręcony Nasieniowód Głowa najądrza Dojrzewanie plemników
Nasieniowód Jest prostym kanałem biegnącym pionowo w górę z tyłu najądrza w obrębie powózka nasiennego Ścianę nasieniowodu stanowią: Błona własna wysłana nabłonkiem wielorzędowym walcowatym ze stereociliami Gruba mięśniówka złożona z trzech pokładów: wewnętrznego i zewnętrznego o układzie podłużnym oraz środkowego o układzie okrężnym Błona własna wytwarza podłużne fałdy uwypuklone do światła światło gwiazdkowate
Główka Szyjka Wstawka Witka Odcinek końcowy Dojrzały plemnik
Parametry nasienia Normy WHO 2010 rok. 1999 rok Objętość ejakulatu 1,5 ml (2,0 ml) Całkowita liczba plemników 39 mln (40 mln) Liczba plemników 15 mln/ml ejakulatu (20 mln/ml) Prawidłowa morfologia 4% (15%) Aspermia brak nasienia Azoospermia brak plemników Hypospermia mała objętość nasienia Oligozoospermia obniżona liczba plemników Astenozoospermia obniżona ruchliwość plemników Nieprawidłowości Teratozoospermia - zwiększona liczba plemników z defektami morfologicznymi I stopnia liczba względna plemników nieprawidłowych mieści się w przedziale 20-40% II stopnia liczba względna plemników nieprawidłowych mieści się w przedziale 40-60% III stopnia liczba względna plemników nieprawidłowych wynosi powyżej 60%