Testikkelfysiologi

Testiklene (testiklene) hos en frisk voksen er parvise, ovale, 3,6–5,5 cm lange og 2,1–3,2 cm brede. Hver veier omtrent 20 g. På grunn av plasseringen i pungen har disse kjertlene en temperatur som er 2–2,5 °C lavere enn temperaturen i bukhulen, noe som fremmer varmeutveksling av blod mellom a. spermatica og det overfladiske venesystemet. Den venøse utstrømningen fra testiklene og deres vedheng danner en plexus, hvorfra blodet kommer inn i nyrevenen til venstre og den nedre genitalvenen til høyre. Testikelen er omgitt av en tykk kapsel som består av 3 lag: visceral, tunica vaginalis, proteinkappe og intern, tunica vasculosa. Proteinkappen har en fibrøs struktur. Membranene inneholder glatte muskelfibre, hvis sammentrekning fremmer bevegelsen av sædceller inn i bitestikkelen. Under kapselen er det omtrent 250 pyramideformede lobuler atskilt fra hverandre av fibrøse skillevegger. Hver lobulus inneholder flere snirklede sædkanaler som er 30–60 cm lange. Disse kanalerne utgjør mer enn 85 % av testikelens volum. Korte, rette kanaler forbinder kanalerne direkte med rete testis, hvorfra sædcellene kommer inn i epididymis-kanalen. Epididymis-kanalen blir 4–5 m lang når den er rettet ut, og når den er kveilet sammen, danner den epididymis-hodet, kroppen og halen. Sertoliceller og spermatocytter befinner seg i epitelet som omgir kanalens lumen. Leydig-celler, makrofager, blodkar og lymfekar ligger i det interstitielle vevet mellom kanalerne.

Sylindriske Sertoli-celler utfører mange funksjoner: barriere (på grunn av nær kontakt med hverandre), fagocytisk, transport (deltakelse i bevegelsen av spermatocytter til tubuluslumen) og til slutt endokrin (syntese og utskillelse av androgenbindende protein og inhibin). Polygonale Leydig-celler har en ultrastruktur (uttales glatt endoplasmatisk retikulum) og enzymer som er karakteristiske for steroidproduserende celler.

Testiklene spiller en viktig rolle i reproduksjonsfysiologien hos menn. Dermed bestemmes fosterets tilegnelse av den mannlige fenotypen i stor grad av produksjonen av Müllersk hemmende substans og testosteron fra de embryonale testiklene, og forekomsten av sekundære seksuelle karakteristikker under puberteten og evnen til å reprodusere bestemmes av testiklenes steroidogene og spermatogene aktivitet.

Syntese, sekresjon og metabolisme av androgener. I produksjonen av disse spiller testiklene en viktigere rolle enn binyrebarken. Det er tilstrekkelig å si at bare 5 % av T dannes utenfor testiklene. Leydig-celler er i stand til å syntetisere det fra acetat og kolesterol. Syntesen av sistnevnte i testiklene er sannsynligvis ikke forskjellig fra prosessen som skjer i binyrebarken. Nøkkelstadiet i biosyntesen av steroidhormoner er omdannelsen av kolesterol til pregnenolon, som involverer spalting av sidekjeden i nærvær av NADH og molekylært oksygen. Videre omdannelse av pregnenolon til progesteron kan skje på forskjellige måter. Hos mennesker er den dominerende veien tilsynelatende D5 ^- veien, der pregnenolon omdannes til 17a-hydroksypregnenolon og deretter til dehydroepiandrosteron (DHEA) og T. Imidlertid er D4 ^- veien gjennom 17-hydroksyprogesteron og androstendion også mulig. Enzymene i slike transformasjoner er 3beta-oksysteroiddehydrogenase, 17a-hydroksylase, etc. I testiklene, som i binyrene, produseres det også steroidkonjugater (hovedsakelig sulfater). Enzymene som spalter sidekjeden til kolesterol er lokalisert i mitokondriene, mens enzymene som syntetiserer kolesterol fra acetat og testosteron fra pregnenolon er lokalisert i mikrosomene. Substrat-enzymregulering eksisterer i testiklene. Dermed er steroidhydroksylering i 20. posisjon ganske aktiv hos mennesker, og 20a-oksymetabolitter av progesteron og pregnenolon hemmer 17a-hydroksylering av disse forbindelsene. I tillegg kan testosteron stimulere sin egen dannelse, noe som påvirker omdannelsen av androstendion.

Voksne testikler produserer 5 til 12 mg testosteron per dag, i tillegg til de svake androgenene dehydroepiandrosteron, androstendion og androsten-3beta,17beta-diol. Testikkelvev produserer også små mengder dihydrotestosteron, og aromatiseringsenzymer er tilstede, noe som resulterer i at små mengder østradiol og østron kommer inn i blodet og sædvæsken. Selv om Leydig-cellene er hovedkilden til testikkeltestosteron, finnes steroidogeneseenzymer også i andre celler i testiklene (tubulært epitel). De kan være involvert i å skape de høye lokale T-nivåene som kreves for normal spermatogenese.

Testiklene skiller ut T episodisk snarere enn kontinuerlig, noe som er en av grunnene til de store svingningene i nivået av dette hormonet i blodet (3–12 ng/ml hos en frisk ung mann). Den døgnrytmiske rytmen for testosteronsekresjon sikrer maksimalt innhold i blodet tidlig om morgenen (rundt kl. 07.00) og minimum om ettermiddagen (rundt kl. 13.00). T finnes hovedsakelig i blodet som et kompleks med kjønnshormonbindende globulin (SHBG), som binder T og DHT med større affinitet enn østradiol. Konsentrasjonen av SHBG synker under påvirkning av T og veksthormon og øker under påvirkning av østrogener og skjoldbruskkjertelhormoner. Albumin binder androgener mindre sterkt enn østrogener. Hos en frisk person er omtrent 2 % av serum-T i fri tilstand, 60 % er bundet til SHBG og 38 % til albumin. Både fritt T og T bundet til albumin (men ikke SHBG) gjennomgår metabolske transformasjoner. Disse transformasjonene er hovedsakelig begrenset til reduksjonen av D4 ^- ketogruppen med dannelsen av 3alpha-OH- eller 3beta-OH-derivater (i leveren). I tillegg oksideres 17beta-oksygruppen til 17beta-ketoformen. Omtrent halvparten av det produserte testosteronet skilles ut fra kroppen som androsteron, etiokolanolon og (i mye mindre grad) epiandrosteron. Nivået av alle disse 17-ketosteroidene i urinen tillater ikke å bedømme produksjonen av T, siden svake binyrebarkandrogener også gjennomgår lignende metabolske transformasjoner. Andre utskilte metabolitter av testosteron er glukuronidet (hvis nivå i urinen til en frisk person korrelerer godt med testosteronproduksjon), samt 5alpha- og 5beta-androstan-Zalfa, 17beta-dioler.

Fysiologiske effekter av androgener og deres virkningsmekanisme. Den fysiologiske virkningsmekanismen til androgener har trekk som skiller dem fra andre steroidhormoner. I målorganene i reproduksjonssystemet, nyrer og hud, omdannes T under påvirkning av det intracellulære enzymet D4-5a ^- reduktase til DHT, som faktisk forårsaker androgene effekter: en økning i størrelsen og funksjonell aktivitet til de tilhørende kjønnsorganene, hårvekst av mannlig type og økt sekresjon fra apokrine kjertler. I skjelettmuskulatur er imidlertid T i seg selv i stand til å øke proteinsyntesen uten ytterligere transformasjoner. Reseptorene i sædkanaler har tilsynelatende lik affinitet for T og DHT. Derfor beholder individer med 5a-reduktasemangel aktiv spermatogenese. Ved å omdanne til 5beta-androsten- eller 53-pregnesteroider, kan androgener, som progestiner, stimulere hematopoiesen. Mekanismene for androgeners påvirkning på lineær vekst og ossifikasjon av metafyser er ikke tilstrekkelig studert, selv om akselerasjonen av vekst sammenfaller med en økning i T4-sekresjon i puberteten.

I målorganene trenger fritt T inn i cellenes cytoplasma. Der det finnes 5a-reduktase i cellen, omdannes det til DHT. T eller DHT (avhengig av målorganet) binder seg til den cytosoliske reseptoren, endrer konfigurasjonen av molekylet og dermed affiniteten for den nukleære akseptoren. Interaksjonen mellom hormonreseptorkomplekset og sistnevnte fører til en økning i konsentrasjonen av en rekke mRNA, noe som ikke bare skyldes akselerasjonen av transkripsjonen deres, men også stabiliseringen av molekylene. I prostata forsterker T også bindingen av metionin mRNA til ribosomer, hvor store mengder mRNA kommer inn. Alt dette fører til aktivering av translasjon med syntesen av funksjonelle proteiner som endrer cellens tilstand.