睪丸支持細胞

又稱Sertoli細胞,呈不規則的高錐體形,細胞基部附著在基膜上,頂部伸至曲精小管腔面。

特點

光鏡下,細胞輪廓部不清核呈橢圓形,三角形或不規則形,染色較淺,核仁明顯。電鏡下,其側面核頂部形成許多陷窩,其內嵌入各級生精細胞,胞質內可見豐富的滑面內質網,發達的高爾基複合體,較多的線粒體溶酶體微絲微管。相鄰細胞以側面形成緊密連線。

生精中作用

支持細胞 suporting cell

1865年,義大利組織學家Sertoli發現,次細胞又叫Sertoli cell。該細胞呈 不規則圓錐形,底部附著在曲細精管的基膜上,向管腔方向伸展,頂端伸入管腔,四周有各種不同發育階段的生精細胞,愈靠近管腔的生精細胞則愈趨成熟,推測Sertoli cell與生精細胞的生長有關,直到近幾十年,細胞培養和電子顯微鏡的出現,將Sertoli cell游離出來培養,觀察其超微結構,如干擾支持細胞的活動就可能導致生精細胞障礙。

支持細胞的發育和成熟:支持細胞有一發育成熟的過程。青春期前的支持細胞屬未成熟型。未成熟型支持細胞有Sf型Sa型Sb型三種。Sf型為胚胎型支持細胞,一般在出生後2周轉化為Sa型。1歲後Sa型轉化為Sb型。至青春期,隨著生精小管管腔的出現,Sb型細胞轉化為Sc型,即成熟型支持細胞。未成熟型支持細胞具有較強的吞噬能力,並能抑制精原細胞完成減數分裂。至青春期,支持細胞發生一系列形態結構變化外,使睪酮轉化為雌激素的芳香化酶逐漸減少;FSH受體逐漸增多,並開始具有合成雌激素結合蛋白運鐵蛋白的能力。成熟型支持細胞無分裂能力。

支持細胞伸出一些細長的突起,包圍著各級生精細胞,所以對生精細胞起著一種機械支持作用。此外,具有多種生理功能,對生精細胞也起保護和運營作用。生精上皮中沒有血管,生精上皮底部可以從管腔外周的結締組織直接取得運營,但近管腔部則必須藉助於支持細胞的運輸才能獲得運營物質。

(1)、形成血睪屏障 blood-testis barrier

電子顯微鏡下觀察到,相鄰兩個支持細胞在靠近基底部為緊密連線,基底部又與曲細精管的基膜緊相貼,是構成BTB的主要結構基礎(血管內皮細胞、類肌樣細胞、基膜等也參與血睪屏障的形成)。緊密連線的存在把曲細精管的上皮分隔為基底部與管腔部,在基底部的生精細胞較為幼稚,其營養靠間隙的血管供給,間質血管中的各種營養物質可以通過基膜直接供給基底部的生精細胞,但它們不能全部通過緊密連線而達到管腔部,如白蛋白、膽固醇難以通過;促性腺激素與性激素可以通過;糖、脂肪酸、胺基酸等易通過。所以,緊密連線起到血睪屏障的作用。

① 使近管腔部處於一個有利於生精細胞分化、發育的微環境;

② 避免生精細胞發生自身免疫反應。

BTB是一道有效的免疫屏障,可防止精母細胞和精子抗原與體內的免疫系統接觸,因而不會發生免疫反應。同時,一旦發生了抗精子抗體,BTB亦可阻止血循環中的抗精子抗體進入曲細精管與精子發生免疫反應。

生精細胞在發育過程中,可生成一些特異蛋白質,如乳酸脫氫酶X,認為是C亞基構成的四聚體,故名LDH-C4,可與血液中的免疫球蛋白IgG結合而使精子凝集,喪失受精能力,BTB不容許IgG進入曲細精管的管腔部,可避免生精細胞自身免疫反應發生,所以,BTB阻止血中IgG的通過。

(2)、哺育功能nursing

支持細胞對生精細胞的生長發育有密切關係,精子發育所需的能源為Gn,Gn存儲在支持細胞。支持細胞內Gn的含量有周期性變化,與精子發育不同階段所需有關,當精子細胞發育停止時,支持細胞內Gn堆積;精子發育時,支持細胞內Gn含量降低。認為支持細胞對生精細胞的生成起到nursing作用。

(3)、分泌功能

① 抑制素Inhibin

1923年有人提出,直到近年來對該物質的研究興趣才重新高漲起來。最初從牛睪丸液中提取物提純,為一種分子量為100,000物質,能抑制腺垂體FSH的分泌,稱為抑制素。現已知道卵巢的顆粒細胞也可以分泌抑制素。體外實驗證明睪丸支持細胞分泌的抑制素可以從支持細胞頂部分泌入曲細精管管腔,然後匯入睪丸網並在該處吸收入血;也可從基底部進入間質後吸收入血。但成熟睪丸中96%的抑制素是分泌入管腔的,可能與成熟睪丸的BTB日趨完善有關。

α射線破壞生精上皮,雄激素分泌不受影響,但FSH分泌明顯生高。認為Inhibin由支持細胞分泌的。

離體培養:支持細胞培養,將其培養液加入垂體細胞的培養液中,發現LH的生成不受影響,但FSH的分泌量明顯降低。臨床上有人用Inhibin能抑制生育,但不影響生育,認為是避孕的一個思路。

② 雄激素結合蛋白 Androgen Binding protein,ABP 有實驗顯示:雄激素能增強FSH維持精子發生的作用。如用抗雄激素製劑則抑制FSH的這一作用,說明FSH對精子發生作用可能通過雄激素這一中間環節。睪丸支持細胞可分泌ABP,是對雄激素有高度親和力的載體蛋白質。支持細胞分泌的ABP,小部分經基底膜進入血液;大部分進入曲細精管管腔,再經輸出小管到達附睪。所以,附睪內的ABP水平高於睪丸。ABP是支持細胞在FSH與T的作用下分泌的,與雙氫睪酮或睪酮的親和力很強而解離速度很快。生精細胞的發育和成熟需要一定濃度的T,原發性睪丸疾病,可測定ABP作為檢測睪丸功能的指標。

由於ABP對雄激素有高度親和力,間質細胞分泌的睪酮量有一定波動性(晝夜波動,清晨最高),ABP的存在就可使曲細精管管腔內的雄激素維持在一個可利用的穩定水平。

A、緩衝了管內雄激素濃度波動,使雄激素恆定釋放,減少波動,利於精子生成;

B、ABP與T結合後可隨睪丸液到達附睪,促進精子的成熟。

③ 睪丸液

為一種蛋白質含量很少的水樣液,其中K+、HCO3—含量較多,曲細精管生成的精子,藉此液體向附睪方向流動,液體達到附睪後,99%即被附睪上皮重吸收。

(4)、吞噬功能
支持細胞能吞噬、消化精子形成過程中脫落在管腔的殘餘胞質和在發育中部分退化的生精細胞。支持細胞中有大量多形態的溶酶體消化吞入胞內的物質。

實驗證明:將碳粒染料逆行注入睪丸,可見到支持細胞具有吞噬功能。如把E2藥丸植入雄鼠體內,造成生精細胞大量損傷、退化、脫落時,支持細胞吞噬功能活躍,退化的生精細胞能迅速被支持細胞清除。意義:維持曲細精管管腔內環境穩定有一定意義。

5、釋放精子
曾有人對蛙的精子釋放過程進行詳細觀察,當給雄蛙注射促性腺激素時,支持細胞的頂端先發生空泡樣變,而後崩解,將穴居其中的精子釋放出去。認為精子釋放與支持細胞活動有關。但確切機制不清。

形態學觀察,精子頭埋在支持細胞的頂部,構想,釋放機制可能:

(1)、在LH的作用下,支持細胞膜上Na+泵受抑制,細胞內Na+↑,水↑,支持細胞腫大,頂端凹陷變平,精子進入管腔;
(2)、支持細胞里的微絲、微管收縮事,把鑲嵌在支持細胞上的生精細胞推入管腔。

人體生殖系統

人體生殖系統生殖系統是生物體內的和生殖密切相關的器官成分的總稱。例如雌性哺乳動物的生殖系統包括激素腺體配偶子卵巢、和子宮及陰道,但不包括乳房
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