Sēklinieku fizioloģija

Veselam pieaugušajam sēklinieki (testikulas) ir pārī veidoti, olveida, 3,6–5,5 cm gari un 2,1–3,2 cm plati. Katrs sver aptuveni 20 g. Pateicoties to atrašanās vietai sēklinieku maisiņā, šo dziedzeru temperatūra ir par 2–2,5 °C zemāka nekā vēdera dobuma temperatūra, kas veicina asins siltuma apmaiņu starp sēklinieku maisiņu (a. spermatica) un virspusējo vēnu sistēmu. Venozā izplūde no sēkliniekiem un to piedēkļiem veido pinumu, no kura asinis ieplūst nieru vēnā kreisajā pusē un apakšējā dzimumorgānu vēnā labajā pusē. Sēklinieku ieskauj bieza kapsula, kas sastāv no 3 slāņiem: viscerālā, tunica vaginalis, olbaltumvielu apvalka un iekšējā, tunica vasculosa. Olbaltumvielu apvalkam ir šķiedraina struktūra. Membrānas satur gludās muskuļu šķiedras, kuru saraušanās veicina spermatozoīdu pārvietošanos sēklinieka piedēklī. Zem kapsulas atrodas aptuveni 250 piramīdveida daivas, kas viena no otras atdalītas ar šķiedrainām starpsienām. Katrā daiviņā ir vairāki savīti sēklas kanāliņi 30–60 cm garumā. Šie kanāliņi veido vairāk nekā 85% no sēklinieka tilpuma. Īsi, taisni kanāliņi savieno kanāliņus tieši ar sēklinieku tīklu, no kurienes spermatozoīdi iekļūst sēklinieka piedēkļa kanālā. Pēdējais, iztaisnojot, sasniedz 4–5 m garumu un, saritinājies, veido sēklinieka piedēkļa galvu, ķermeni un asti. Sertoli šūnas un spermatocīti atrodas epitēlijā, kas ieskauj kanāliņa lūmenu. Leidiga šūnas, makrofāgi, asinsvadi un limfvadi atrodas intersticiālajā audos starp kanāliņiem.

Sertoli cilindriskās šūnas veic daudzas funkcijas: barjeru (cieša kontakta dēļ viena ar otru), fagocītu, transportu (dalību spermatocītu pārvietošanā uz kanāliņa lūmenu) un, visbeidzot, endokrīno (androgēnus saistošā proteīna un inhibīna sintēzi un sekrēciju). Daudzstūrainām Leidiga šūnām ir ultrastruktūra (izteikts gluds endoplazmatiskais tīkls) un enzīmi, kas raksturīgi steroīdus producējošām šūnām.

Sēkliniekiem ir liela nozīme vīriešu reprodukcijas fizioloģijā. Tādējādi vīrieša fenotipa iegūšanu auglim lielā mērā nosaka Millera inhibējošās vielas un testosterona producēšana embrionālajos sēkliniekos, un sekundāro dzimumpazīmju parādīšanos pubertātes laikā un spēju vairoties nosaka sēklinieku steroīdu ražošanas un spermatogenēzes aktivitātes.

Androgēnu sintēze, sekrēcija un metabolisms. To ražošanā sēkliniekiem ir nozīmīgāka loma nekā virsnieru garozai. Pietiek pateikt, ka tikai 5% T veidojas ārpus sēkliniekiem. Leidiga šūnas spēj to sintezēt no acetāta un holesterīna. Pēdējā sintēze sēkliniekos, iespējams, neatšķiras no procesa, kas notiek virsnieru garozā. Steroīdu hormonu biosintēzes galvenais posms ir holesterīna pārvēršana par pregnenolonu, kas ietver sānu ķēdes šķelšanu NADH un molekulārā skābekļa klātbūtnē. Tālāka pregnenolona pārvēršana par progesteronu var notikt dažādos veidos. Cilvēkiem dominējošais ceļš acīmredzot ir D5 ^ceļš, kura laikā pregnenolons tiek pārveidots par 17α-hidroksipregnenolonu un pēc tam par dehidroepiandrosteronu (DHEA) un T. Tomēr ir iespējams arī D4 ^ceļš caur 17-hidroksiprogesteronu un androstenedionu. Šādu transformāciju enzīmi ir 3beta-oksisteroīdu dehidrogenāze, 17a-hidroksilāze utt. Sēkliniekos, tāpat kā virsnieru dziedzeros, tiek ražoti arī steroīdu konjugāti (galvenokārt sulfāti). Enzīmi, kas šķeļ holesterīna sānu ķēdi, ir lokalizēti mitohondrijos, savukārt enzīmi, kas sintezē holesterīnu no acetāta un testosteronu no pregnenolona, atrodas mikrosomās. Sēkliniekos pastāv substrāta-enzīmu regulācija. Tādējādi cilvēkiem steroīdu hidroksilēšana 20. pozīcijā ir diezgan aktīva, un progesterona un pregnenolona 20a-oksimetabolīti kavē šo savienojumu 17a-hidroksilēšanu. Turklāt testosterons var stimulēt savu veidošanos, ietekmējot androstenediona konversiju.

Pieaugušo sēklinieki dienā saražo 5 līdz 12 mg testosterona, kā arī vājos androgēnus dehidroepiandrosteronu, androstenedionu un androstēna-3beta,17beta-diolu. Sēklinieku audi arī ražo nelielu daudzumu dihidrotestosterona, un tajos ir aromatizācijas enzīmi, kā rezultātā neliels daudzums estradiola un estrona nonāk asinīs un sēklas šķidrumā. Lai gan Leidiga šūnas ir galvenais sēklinieku testosterona avots, steroīdu sintēzes enzīmi ir arī citās sēklinieku šūnās (kanāliņu epitēlijā). Tie var būt iesaistīti augsta lokālā T līmeņa veidošanā, kas nepieciešams normālai spermatoģenēzei.

Sēklinieki izdala T epizodiski, nevis nepārtraukti, kas ir viens no iemesliem šī hormona līmeņa plašajām svārstībām asinīs (3–12 ng/ml veselam jaunam vīrietim). Testosterona sekrēcijas diennakts ritms nodrošina tā maksimālo saturu asinīs agri no rīta (apmēram plkst. 7:00) un minimālo pēcpusdienā (apmēram plkst. 13:00). T asinīs galvenokārt atrodas kompleksa veidā ar dzimumhormonus saistošo globulīnu (SHBG), kas saistās ar T un DHT ar lielāku afinitāti nekā estradiols. SHBG koncentrācija samazinās T un augšanas hormona ietekmē un palielinās estrogēnu un vairogdziedzera hormonu ietekmē. Albumīns saistās ar androgēniem mazāk spēcīgi nekā estrogēni. Veselam cilvēkam aptuveni 2% seruma T ir brīvā stāvoklī, 60% ir saistīti ar SHBG un 38% ar albumīnu. Gan brīvais T, gan ar albumīnu (bet ne SHBG) saistītais T tiek pakļauti vielmaiņas transformācijām. Šīs transformācijas galvenokārt aprobežojas ar D4 ^- keto grupas reducēšanu, veidojot 3alfa-OH vai 3beta-OH atvasinājumus (aknās). Turklāt 17beta-oksi grupa tiek oksidēta līdz 17beta-keto formai. Apmēram puse no saražotā testosterona tiek izvadīta no organisma androsterona, etioholanolona un (daudz mazākā mērā) epiandrosterona veidā. Visu šo 17-ketosteroīdu līmenis urīnā neļauj spriest par T veidošanos, jo vāji virsnieru androgēni arī piedzīvo līdzīgas metabolisma transformācijas. Citi izdalītie testosterona metabolīti ir tā glikuronīds (kura līmenis vesela cilvēka urīnā labi korelē ar testosterona veidošanos), kā arī 5alfa un 5beta-androstāna-Zalfa, 17beta-dioli.

Androgēnu fizioloģiskā iedarbība un to darbības mehānisms. Androgēnu fizioloģiskās darbības mehānismam ir iezīmes, kas tos atšķir no citiem steroīdajiem hormoniem. Tādējādi reproduktīvās sistēmas mērķa orgānos, nierēs un ādā, T intracelulārā enzīma D4-5a ^- reduktāzes ietekmē tiek pārveidots par DHT, kas faktiski izraisa androgēnu iedarbību: papildu dzimumorgānu izmēra un funkcionālās aktivitātes palielināšanos, vīriešu tipa apmatojuma augšanu un apokrīno dziedzeru sekrēcijas palielināšanos. Tomēr skeleta muskuļos pats T spēj palielināt olbaltumvielu sintēzi bez papildu transformācijām. Sēklas kanāliņu receptoriem acīmredzot ir vienāda afinitāte pret T un DHT. Tādēļ indivīdiem ar 5a-reduktāzes deficītu saglabājas aktīva spermatoģenēze. Pārvēršoties par 5beta-androstēna vai 53-pregnesteroīdiem, androgēni, tāpat kā progestīni, var stimulēt hematopoēzi. Androgēnu ietekmes mehānismi uz lineāru augšanu un metafizu osifikāciju nav pietiekami pētīti, lai gan augšanas paātrināšanās sakrīt ar T sekrēcijas palielināšanos pubertātes laikā.

Mērķa orgānos brīvais T3 iekļūst šūnu citoplazmā. Ja šūnā ir 5α-reduktāze, tā tiek pārvērsta par DHT. T3 vai DHT (atkarībā no mērķa orgāna) saistās ar citozola receptoru, maina savas molekulas konfigurāciju un attiecīgi afinitāti pret kodola akceptoru. Hormonu-receptoru kompleksa mijiedarbība ar pēdējo noved pie vairāku mRNS koncentrācijas palielināšanās, kas ir saistīts ne tikai ar to transkripcijas paātrināšanos, bet arī ar molekulu stabilizāciju. Prostatas dziedzerī T3 arī pastiprina metionīna mRNS saistīšanos ar ribosomām, kur nonāk liels mRNS daudzums. Tas viss noved pie translācijas aktivācijas ar funkcionālu olbaltumvielu sintēzi, kas maina šūnas stāvokli.