Часть V. Физиология возрастного развития

Анаболическое действие. Основной гормон, секретируемый семенниками, — тестостерон. Большая его часть соединена с белком, так называемым глобулином, связывающим половые гормоны, или тестостерон-эстрадиолсвязывающим глобулином. Биологически активен только свободный тестостерон, растворенный в плазме. У андрогенов разнообразное периферическое действие. В организме они играют роль белковых анаболиков, то есть стимулируют синтез белка.

Именно по этой причине мужчины, как правило, крупнее женщин и более мускулистые. За счет этого же стимулируется рост костей. Два последних эффекта особенно сильно проявляются при физической тренировке. Во многих локализованных в коже структурах поступающий с кровью тестостерон

Рис. 29.7. Эффекты тестостерона (Т), производимые им самим непосредственно, а также посредством дигидротестостерона (DHT), или эстрадиола (Е2), получаемых при метаболизации тестостерона: ЛПОНП — липопротеины очень низкой плотности; ЛПНП — липопротеины низкой плотности; ЛПВП — липопротеины высокой плотности. Источник: Physiology (2017)

восстанавливается до 5a-ДГТ. Здесь он определяет мужской тип волосяного покрова (рост бороды и т.п.) и избыточные сальные выделения (себорею). Все анаболики, используемые в медицине и спорте (злоупотребление их спортсменами недопустимо, но сильно истощенным людям они полезны), — производные андрогенов, поэтому все они обладают характерным вирилизирующим действием (рис. 29.7).

Половое поведение и агрессивность. Половые стероиды действуют по механизму отрицательной обратной связи на гипоталамус и лимбическую систему — структуру ЦНС, ответственную за агрессивность и половое поведение. В гипоталамусе они влияют на секреторную активность нейронов, секретирующих гонадолиберин. У самцов многих видов млекопитающих циркулирующие в крови андрогены, и в первую очередь тестостерон, исключительно важны для формирования полового поведения и одновременно агрессивности. Для поддержания нормального мужского поведения (полового и других форм) пороговая концентрация тестостерона в крови должна составлять 1–2 нг/мл; дальнейшее ее повышение не дает никакого эффекта. Иными словами, соблюдается принцип «все или ничего». У всех видов животных концентрация тестостерона в крови после кастрации падает ниже пороговой величины. В большинстве случаев это ослабляет либидо и агрессивность.

Интересно, однако, что у мужчин половое влечение часто сохраняется после кастрации длительное время. Взаимосвязь между концентрацией тестостерона в крови и агрессивностью важна с точки зрения судебной медицины. Удаление гонад (кастрация) или введение веществ, блокирующих действие андрогенов (антиандрогенов), нередко позволяют ослабить компульсивные, то есть неконтролируемые (часто преступные), формы поведения. Когда врач прописывает кастрированным таким образом лицам андрогены, существует риск повышения их агрессивности и либидо. Семенники функционируют в течение всей жизни мужчины. Хотя с возрастом секреция тестостерона снижается, нормальный сперматогенез часто идет до глубокой старости.

Сперматогенез осуществляется в специальных структурах, называемых извитыми семенными канальцами, которые имеют сильно извитой ход и располагаются внутри долек яичка. Извитые канальцы, подходя к средостению яичка, превращаются в прямые канальцы, которые, в свою очередь, переходят в канальцы сети, располагающиеся непосредственно в средостении яичка.

Прямые и извитые канальцы служат для выведения сперматозоидов, образующихся исключительно в сперматогенном эпителии извитых семенных канальцев. Андрогены синтезируются группами специализированных клеток, лежащих в интерстиции между извитыми семенными канальцами. Эти клетки называются клетками Лейдига. Ингибины синтезируют так называемые поддерживающие клетки сперматогенного эпителия — клетки Сертоли.

Эпителий семенных канальцев состоит из опорных клеток (клеток Сертоли) и половых клеток на разных стадиях созревания. Первичные половые клетки называются сперматогониями. Они превращаются в сперматоциты, развитие которых зависит от клеток Сертоли, образующих питательную и эндокринную среду, необходимую для их созревания. Эти клетки вырабатывают андрогенсвязывающий белок, транспортирующий в них тестостерон из интерстициальных клеток. Затем он ароматизируется, превращаясь в эстрогены, которые наряду с андрогенами необходимы для созревания сперматоцитов. Кроме того, по-видимому, именно в клетках Сертоли образуется ингибин.

Полностью сформировавшиеся сперматоциты поступают в протоки эпидидимиса. Прохождение через него необходимо для приобретения гаметами подвижности и способности оплодотворять яйцеклетку. Половые клетки, извлеченные непосредственно из семенных канальцев, неподвижны и не могут проникнуть через блестящую оболочку ооцита.

Таким образом, в канальцах эпидидимиса происходит окончательное созревание сперматоцитов; этот процесс занимает 5–12 сут и детально пока не изучен. Небольшая часть сперматоцитов остается в эпидидимисах, но основная их масса запасается в семявыносящих протоках и их ампулах, где они сохраняют фертильность месяцами.

Гематотестикулярный барьер. Поддерживающие клетки Сертоли в период полового созревания образуют друг с другом плотные контакты, препятствующие диффузии межклеточной жидкости между базальным и более поверхностно расположенным компартментами сперматогенного эпителия. Базальный компартмент содержит сперматогонии, а поверхностный — более зрелые сперматогенные клетки. Благодаря такому барьеру в поверхностном компартменте сперматогенного эпителия создается специфическая гормональная среда с высоким уровнем тестостерона. Избирательная проницаемость барьера изолирует созревающие половые клетки от токсичных веществ и препятствует развитию аутоиммунного ответа против поверхностных антигенов, экспрессирующихся на мембране сперматозоидов в ходе их созревания.

Фазы сперматогенеза. Сперматогенез состоит из трех последовательных фаз: пролиферации сперматогоний (митозы), созревания сперматоцитов (два деления мейоза) и формирования сперматозоидов из сперматид (спермиогенез).

Исходные сперматогенные клетки (сперматогонии), активизирующиеся к началу пубертата, практически постоянно делятся в базальном отделе извитого семенного канальца. Из этого резерва самообновляющиеся стволовые клетки преобразуются в сперматогонии. Каждая сперматогония претерпевает ограниченное количество митотических делений и формирует клон зародышевых клеток.

Сперматоциты I порядка проходят два мейотических деления, в результате которых получаются дочерние клетки с уменьшенным в два раза набором хромосом. Сперматоциты I порядка проходят первое деление мейоза, в результате образуются сперматоциты II порядка, а после второго деления — сперматиды, имеющие гаплоидный набор хромосом.

Фаза формирования (спермиогенез) находится в тесном контакте сперматид с клетками Сертоли. Спермиогенез осуществляется только при наличии эстрогенов и ФСГ. Сперматозоиды отделяются от сперматогенного эпителия под влиянием ЛГ.

Первоначально образовавшиеся сперматиды все еще обладают обычными признаками эпителиоидных клеток, но скоро они начинают дифференцироваться и вытягиваться, становясь сперматозоидами.