Chức năng tinh hoàn và sinh lý androgen

Chức năng tinh hoàn kết nối hai khoang dưới sự kiểm soát của gonadotropin: các tế bào Leydig, dưới tác động của hormone tạo hoàng thể (LH) tổng hợp testosterone, và các ống sinh tinh, nơi các tế bào Sertoli hỗ trợ quá trình sinh tinh dưới tác động của hormone kích thích nang trứng (FSH) và nồng độ testosterone cục bộ cao do các tế bào Leydig cung cấp. Sinh lý androgen mô tả quá trình sản xuất, vận chuyển và hoạt động của testosterone và chất chuyển hóa mạnh hơn của nó là dihydrotestosterone.

Definition

Chức năng tinh hoàn là hoạt động được điều hòa bởi gonadotropin của tinh hoàn trong việc sản xuất androgen (tế bào Leydig, dưới tác động của LH) và tinh trùng (biểu mô ống sinh tinh, dưới tác động của FSH và testosterone nội tinh hoàn), với androgen hoạt động thông qua thụ thể androgen và phản hồi lên trục sinh sản.

Scope

Chủ đề này bao gồm quá trình tổng hợp steroid của tế bào Leydig và sự kiểm soát của LH, sự hỗ trợ của tế bào Sertoli đối với các tế bào mầm, vai trò bổ sung của testosterone và FSH trong quá trình sinh tinh, phản hồi androgen trên trục dưới đồi-tuyến yên, và hoạt động của androgen thông qua thụ thể androgen. Đây là một chủ đề tham khảo về sinh lý học và không cung cấp hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• LH và FSH phân chia sự kiểm soát tinh hoàn như thế nào?
• Những đóng góp riêng biệt của testosterone và FSH đối với quá trình sinh tinh là gì?
• Testosterone nội tinh hoàn hỗ trợ biểu mô ống sinh tinh như thế nào?
• Androgen tác động lên các mô đích và phản hồi lên trục như thế nào?

Key concepts

• Tế bào Leydig và quá trình tổng hợp steroid do LH điều khiển
• Tế bào Sertoli và hàng rào máu-tinh hoàn
• Testosterone nội tinh hoàn
• Hoạt động của hormone kích thích nang trứng
• Testosterone và dihydrotestosterone
• Thụ thể androgen
• Inhibin và phản hồi steroid

Key theories

Kiểm soát bổ sung của testosterone và FSH đối với quá trình sinh tinh

Testosterone và FSH có vai trò độc lập và một phần bổ sung cho nhau trong việc thúc đẩy và duy trì quá trình sinh tinh thông qua các hoạt động của chúng trên các tế bào Sertoli, do đó quá trình sinh tinh hoàn chỉnh về mặt chất lượng phụ thuộc vào androgen nội tinh hoàn đầy đủ với FSH tăng cường sản lượng tinh trùng.

Mechanisms

LH tác động lên các tế bào Leydig để kích thích tổng hợp testosterone, tạo ra nồng độ androgen nội tinh hoàn cao hơn nhiều so với trong máu. FSH và testosterone cục bộ này tác động lên các tế bào Sertoli, tạo thành hàng rào máu-tinh hoàn và cung cấp sự hỗ trợ cấu trúc và trao đổi chất mà các tế bào mầm cần để hoàn thành quá trình sinh tinh. Testosterone và FSH có các hoạt động riêng biệt, bổ sung cho nhau: testosterone nội tinh hoàn rất cần thiết để hoàn thành quá trình giảm phân và tạo tinh trùng, trong khi FSH hỗ trợ số lượng và chức năng của tế bào Sertoli và tăng cường sản lượng tinh trùng (McLachlan et al., 1996; Walker, 2011; Ramaswamy & Weinbauer, 2014). Testosterone lưu hành, sau khi chuyển đổi thành dihydrotestosterone ở một số mô, truyền tín hiệu thông qua thụ thể androgen, một thụ thể hạt nhân mà các khiếm khuyết của nó gây ra các kiểu hình không nhạy cảm với androgen (Quigley et al., 1995). Testosterone và inhibin của tế bào Sertoli phản hồi lên vùng dưới đồi và tuyến yên để kiềm chế LH và FSH.

Clinical relevance

Những cơ chế này cung cấp nền tảng sinh lý để hiểu chức năng sinh sản nam giới và hậu quả của việc sản xuất hoặc hoạt động androgen bị gián đoạn. Mục này là tài liệu tham khảo giáo dục về cách tinh hoàn và androgen hoạt động; nó không mang tính chất kê đơn và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị.

History

Nội tiết học cổ điển đã thiết lập mô hình hai khoang của tinh hoàn, với LH kiểm soát việc sản xuất androgen của tế bào Leydig và FSH tác động lên biểu mô ống sinh tinh. Các công trình sau này sử dụng phương pháp loại bỏ và thay thế hormone chọn lọc đã làm rõ vai trò độc lập của testosterone và FSH trong quá trình sinh tinh (McLachlan et al., 1996), và các nghiên cứu phân tử đã xác định tín hiệu thụ thể androgen và phổ các khiếm khuyết thụ thể androgen (Quigley et al., 1995).

Debates

FSH thiết yếu đến mức nào so với testosterone đối với quá trình sinh tinh?

Việc FSH có thực sự cần thiết hay chủ yếu tăng cường số lượng tinh trùng, so với vai trò thiết yếu của testosterone nội tinh hoàn, đã được tranh luận; quan điểm phổ biến gán cho testosterone một vai trò không thể thiếu với FSH tối ưu hóa khả năng của tế bào Sertoli và số lượng tinh trùng.

Key figures

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

Seminal works

• mclachlan-1996
• quigley-1995

Frequently asked questions

Tại sao nồng độ testosterone nội tinh hoàn lại cao hơn nhiều so với testosterone trong máu?

Các tế bào Leydig được LH kích thích sản xuất testosterone bên trong tinh hoàn, và biểu mô ống sinh tinh cần nồng độ cục bộ cao này để hỗ trợ quá trình sinh tinh, do đó nồng độ nội tinh hoàn vượt xa nồng độ lưu hành.

Vai trò riêng biệt của LH và FSH trong tinh hoàn là gì?

LH kích thích sản xuất testosterone của tế bào Leydig, trong khi FSH tác động lên các tế bào Sertoli để hỗ trợ biểu mô mầm; cùng với testosterone nội tinh hoàn, chúng duy trì quá trình sinh tinh.