Функция яичек и физиология андрогенов

Функция яичек объединяет два компартмента под гонадотропным контролем: клетки Лейдига, которые под действием лютеинизирующего гормона (ЛГ) синтезируют тестостерон, и семенные канальцы, где клетки Сертоли поддерживают сперматогенез под действием фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и высоких локальных концентраций тестостерона, обеспечиваемых клетками Лейдига. Физиология андрогенов описывает продукцию, транспорт и действие тестостерона и его более мощного метаболита дигидротестостерона.

Definition

Функция яичек — это регулируемая гонадотропинами активность яичка по производству андрогенов (клетки Лейдига, под действием ЛГ) и спермы (семенной эпителий, под действием ФСГ и внутрияичкового тестостерона), при этом андрогены действуют через андрогенный рецептор и осуществляют обратную связь с репродуктивной осью.

Scope

Тема охватывает стероидогенез в клетках Лейдига и контроль ЛГ, поддержку герминативных клеток клетками Сертоли, комплементарные роли тестостерона и ФСГ в сперматогенезе, андрогенную обратную связь с гипоталамо-гипофизарной осью и действие андрогенов через андрогенный рецептор. Это справочная тема по физиологии, которая не содержит клинических рекомендаций.

Core questions

• Как ЛГ и ФСГ разделяют контроль над яичком?
• Каков вклад тестостерона и ФСГ в сперматогенез?
• Как внутрияичковый тестостерон поддерживает семенной эпителий?
• Как андрогены действуют на целевые ткани и осуществляют обратную связь с осью?

Key concepts

• Клетки Лейдига и стероидогенез, управляемый ЛГ
• Клетки Сертоли и гематотестикулярный барьер
• Внутрияичковый тестостерон
• Действие фолликулостимулирующего гормона
• Тестостерон и дигидротестостерон
• Андрогенный рецептор
• Ингибин и стероидная обратная связь

Key theories

Комплементарный контроль сперматогенеза тестостероном и ФСГ

Тестостерон и ФСГ играют независимые и частично комплементарные роли в запуске и поддержании сперматогенеза через их действие на клетки Сертоли, так что качественно полный сперматогенез зависит от адекватного внутрияичкового андрогена, при этом ФСГ увеличивает выход спермы.

Mechanisms

ЛГ действует на клетки Лейдига, стимулируя синтез тестостерона, что приводит к образованию внутрияичковых концентраций андрогенов, значительно превышающих таковые в крови. ФСГ и этот локальный тестостерон действуют на клетки Сертоли, которые образуют гематотестикулярный барьер и обеспечивают структурную и метаболическую поддержку, необходимую герминативным клеткам для завершения сперматогенеза. Тестостерон и ФСГ имеют различные, комплементарные действия: внутрияичковый тестостерон необходим для завершения мейоза и спермиогенеза, в то время как ФСГ поддерживает количество и функцию клеток Сертоли и увеличивает выход спермы (McLachlan et al., 1996; Walker, 2011; Ramaswamy & Weinbauer, 2014). Циркулирующий тестостерон, после превращения в дигидротестостерон в некоторых тканях, сигнализирует через андрогенный рецептор, ядерный рецептор, дефекты которого вызывают фенотипы андрогенной нечувствительности (Quigley et al., 1995). Тестостерон и ингибин клеток Сертоли осуществляют обратную связь с гипоталамусом и гипофизом для подавления ЛГ и ФСГ.

Clinical relevance

Эти механизмы обеспечивают физиологическую основу для понимания мужской репродуктивной функции и последствий нарушенной продукции или действия андрогенов. Данная статья является образовательным справочным материалом о работе яичек и андрогенов; она не является предписывающей и не служит основой для диагностики или лечения.

History

Классическая эндокринология установила двухкамерную модель яичка, при которой ЛГ контролирует продукцию андрогенов клетками Лейдига, а ФСГ действует на семенной эпителий. Более поздние работы с использованием селективного удаления и замещения гормонов прояснили независимые роли тестостерона и ФСГ в сперматогенезе (McLachlan et al., 1996), а молекулярные исследования определили сигнализацию андрогенного рецептора и спектр дефектов андрогенного рецептора (Quigley et al., 1995).

Debates

Насколько важен ФСГ по сравнению с тестостероном для сперматогенеза?

Обсуждался вопрос о том, является ли ФСГ строго необходимым или в основном количественно увеличивает выход спермы, относительно существенной роли внутрияичкового тестостерона; преобладающая точка зрения отводит тестостерону незаменимую роль, при этом ФСГ оптимизирует способность клеток Сертоли и количество сперматозоидов.

Key figures

• Robert McLachlan
• William H. Walker
• David de Kretser
• Frank French

Seminal works

• mclachlan-1996
• quigley-1995

Frequently asked questions

Почему внутрияичковый тестостерон значительно выше, чем тестостерон в крови?

Стимулированные ЛГ клетки Лейдига продуцируют тестостерон внутри яичка, и семенной эпителий нуждается в этих высоких локальных концентрациях для поддержания сперматогенеза, поэтому внутрияичковые уровни значительно превышают циркулирующие.

Каковы отдельные роли ЛГ и ФСГ в яичке?

ЛГ стимулирует продукцию тестостерона клетками Лейдига, в то время как ФСГ действует на клетки Сертоли, поддерживая герминативный эпителий; вместе с внутрияичковым тестостероном они поддерживают сперматогенез.