精子發(fā)生
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精子發(fā)生
精子發(fā)生發(fā)生在睪丸的曲細精管（ seminiferous tubles ）中。睪丸的各個組成部分以及整體的功能都受到下丘腦 - 腦垂體內(nèi)分泌腺體的影響。另外，睪丸局部的自分泌、旁分泌調(diào)節(jié)機制在睪丸的生精功能調(diào)控中也起到重要的作用?！ ?/p>
精子發(fā)生的功能性結(jié)構(gòu)
睪丸間質(zhì)
精子的發(fā)生必須在下述結(jié)構(gòu)功能完備的基礎(chǔ)上進行。睪丸間質(zhì)組織中最重要的細胞是睪丸間質(zhì)細胞（ Leydig 細胞），在下丘腦 - 腦垂體的調(diào)節(jié)下主要合成雄性激素 - 睪酮，人類睪丸每天大約合成 6-7mg 睪酮，占血漿睪酮的 95% 。除此之外，睪丸間質(zhì)中還有免疫細胞、血管、淋巴管、神經(jīng)、纖維組織和疏松連接組織。睪丸間質(zhì)尚包含巨噬細胞和淋巴細胞等免疫細胞。巨噬細胞可能通過分泌某些細胞因子而影響睪丸間質(zhì)細胞的功能，尤其是睪丸間質(zhì)細胞的增殖、分化和類固醇合成過程。巨噬細胞分泌影響類固醇合成的刺激因子和抑制因子。
曲細精管
精子生成于睪丸的曲細精管。曲細精管總共約占睪丸總體積的 60% ～ 80% ，它含有生精細胞及管周細胞和支持細胞（ Sertoli 細胞）。
曲細精管被特殊的固有層（ lamina propria ）包繞，其中包括膠原層（ layer of collagen ）構(gòu)成的基底膜和管周細胞（ Peritubular cell ）（又稱肌成纖維細胞）。支持細胞是位于生精上皮的壁細胞。該細胞位于管壁基底膜并延伸至曲細精管管腔。從廣義而言，它可被認為是生精上皮的支持結(jié)構(gòu)。支持細胞延伸到生精上皮的全層，沿著支持細胞胞體，精原細胞發(fā)育至成熟精子的所有形態(tài)、生理變化過程都在此發(fā)生。支持細胞影響精子發(fā)生的過程。另一方面，生精細胞可以調(diào)控支持細胞的功能。支持細胞可決定睪丸的最終體積和成人的精子生成數(shù)量?！ ?/p>
血睪屏障
在靠近基底膜一側(cè)，支持細胞形成了特殊的膜性結(jié)構(gòu)使細胞彼此之間相互連接，消除細胞間隙（閉塞性緊密連接），構(gòu)成了血睪屏障的存在。功能完備的血睪屏障依賴于支持細胞的發(fā)育成熟，并且在精子生成障礙時血睪屏障功能發(fā)生紊亂。血睪屏障可能具有兩個重要的功能：隔離精子使其避免免疫系統(tǒng)的識別；提供減數(shù)分裂和精子發(fā)生的特殊環(huán)境?！ ?/p>
生精細胞
精子發(fā)生過程起始于生精干細胞的分化，終止于成熟的精子形成。不同的生精細胞在曲細精管中按照特殊的細胞聯(lián)系排列，形成所謂的精子發(fā)生過程。
精子發(fā)生過程
過程
全部精子發(fā)生過程可以被分為 3 個過程
精原細胞位于生精上皮的基底部，分為 A 、 B 兩種類型。 A 型精原細胞進一步分為 Ad 型和 Ap 型精原細胞。在正常情況下， Ad 型精原細胞不發(fā)生任何有絲分裂，應(yīng)該被視為精子發(fā)生的精原干細胞； Ap 型精原細胞則通常分化增殖為兩個 B 型精原細胞。 B 型精原細胞分裂增殖為初級精母細胞，隨后，初級精母細胞開始 DNA 合成過程。
精母細胞經(jīng)歷了減數(shù)分裂的不同階段。粗線期時 RNA 的合成十分活躍。減數(shù)分裂的結(jié)果產(chǎn)生單倍體生精細胞，又稱精子細胞。在精子生發(fā)過程中，減數(shù)分裂是一個非常關(guān)鍵的過程，在這個階段，遺傳物質(zhì)相互重組、染色體數(shù)目減少并最終形成精子細胞。次級精母細胞產(chǎn)生于第一次減數(shù)分裂后。這些生精細胞含有雙份單倍體染色體。在第二次減數(shù)分裂精母細胞演變?yōu)閱伪扼w的精子細胞。第一次減數(shù)分裂前期大概持續(xù) 1 ～ 3 周，而除此之外的第一次減數(shù)分裂的其他階段和第二次減數(shù)分裂在 1 ～ 2 天之內(nèi)完成。
第二次減數(shù)分裂后形成精子細胞，是沒有減數(shù)分裂活性的圓形細胞。圓形的精子細胞經(jīng)過復(fù)雜的顯著變化轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌L度的精子細胞和精子。在第二次減數(shù)分裂中，細胞核發(fā)生的聚縮和塑性，同時鞭毛形成和胞漿明顯擴張。全部精子細胞變形的過程稱為精子形成?！ ?/p>
精子發(fā)生動力學
精子生成過程在時間和空間上有嚴格的順序性。曲細精管中不同成熟階段的生精細胞在管腔中連續(xù)、依次排列，提示精子生成過程按照順序依次從第一階段到第二階段，再到第三、第四階段。這個順序稱為生精波（ spermatogenic wave ）。在人類以及某些猴的部分睪丸組織中，曲細精管的同一轉(zhuǎn)化部位也可以同時存在多個精子成熟階段。曲細精管同一局部的精子生成過程呈螺旋樣相互聯(lián)系。
除了精子發(fā)生的時間和各個階段的空間分布特征之外，人類的精子發(fā)生還表現(xiàn)出另外一個特征：人類的生精細胞數(shù)目相對較少，同樣，每個支持細胞相對應(yīng)的生精細胞數(shù)目也較低。上述因素以及精子與支持細胞較低的比率（ 1 ： 5 ）導(dǎo)致人類的精子生成數(shù)目相對較少。人類每克睪丸組織在 24 小時內(nèi)生成的精子數(shù)目 300 ～ 700 萬。
生精細胞的增殖和分化過程都遵循一個嚴格的模式，所有生精細胞的發(fā)育和分化都經(jīng)過幾個獨立而又緊密聯(lián)系的過程。生精上皮按照程序成功完成每一個發(fā)育階段稱為生精上皮周期，每個周期需要 16 天，人類的精子發(fā)育到成熟必須經(jīng)過四個周期，可以推測起碼需要 64 天。
精子發(fā)育成熟釋放到曲細精管管腔的過程稱為精子釋放，而這些過程受到多種因素的影響，包括血纖維蛋白溶酶原、激素、溫度、毒性物質(zhì)。未釋放的精子將被支持細胞吞噬?！ ?/p>
精子發(fā)生的內(nèi)分泌調(diào)控
睪丸的生精及合成雄激素兩項功能都通過負反饋受到下丘腦和腦垂體的調(diào)節(jié)。
睪酮可以抑制LH 、 FSH 的分泌。對于 FSH ，抑制素 B 是更為重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)。 LH 促進睪丸間質(zhì)細胞合成睪酮， FSH 則控制支持細胞的調(diào)節(jié)精子生成作用。睪酮在睪丸間質(zhì)中的作用對于精子發(fā)生過程也十分重要。
精子發(fā)生的初次生精過程一般在 FSH 和 LH 的影響下完成。但是高濃度的睪酮單一作用也可以誘導(dǎo)精子發(fā)生。在睪酮分泌型睪丸間質(zhì)細胞瘤的腫瘤附近和 LH 受體激活性突變的患者體內(nèi)，都可以見到完整的精子發(fā)生過程。非常關(guān)鍵的治療目的就是試圖在睪丸間質(zhì)中聚集高濃度的睪酮。臨床常用的辦法是使用 hCG ，它具有較高的 LH 和 FSH 活性。
激素在生精維持、生精再激活中同樣有重要作用。大劑量睪酮通過負反饋機制抑制促性腺激素的分泌，并導(dǎo)致射精中的精子數(shù)量大量減少；即使使用 FSH 后精子生成數(shù)量也只能達到正常數(shù)量的 30% 。與之相似，使用 hCG 后也可以造成生精數(shù)量減少，其機制是由于 hCG 刺激產(chǎn)生的睪酮發(fā)揮了負反饋抑制，但是其抑制生精的作用不如單獨使用睪酮的效果明顯。而且， hCG 的生精抑制作用可以在使用 FSH 后完全恢復(fù)。 hCG 和睪酮抑制生精的效果差異是由于在睪丸間質(zhì)中睪酮的濃度更高。
使用抗體免疫中和 FSH 可以明顯減少靈長類動物以及男子人類的精子發(fā)生。在抑制內(nèi)生性促性腺激素分泌后， FSH 可以持續(xù)地維持生精過程。最近的證據(jù)發(fā)現(xiàn)在腦垂體切除的患者中，在缺少 LH 、 FSH 受體激活性突變的情況下，生精功能可以正常存在。盡管還不知道睪丸間質(zhì)的睪酮濃度，但是這例患者提示 FSH 受體結(jié)構(gòu)激活對于正常生精是十分必要的。推測睪酮的作用可能是激活 FSH 受體，使 FSH 與其結(jié)合后發(fā)揮作用。
LH 、 FSH 以及睪酮的協(xié)同作用對維持正常生精和生精再激活必不可少?！ ?/p>
精子發(fā)生的睪丸局部調(diào)控
睪丸的精子生成受到睪丸局部調(diào)節(jié)機制的影響。睪丸局部調(diào)控可分為旁分泌、自分泌和 胞內(nèi)分泌（ intracrine ）。旁分泌作用通常是指距離較遠的細胞局部之間的相互作用和信號傳遞。但是相互作用還包括睪丸不同部分之間的相互作用。
睪丸產(chǎn)生的局部因子對于激素活性調(diào)節(jié)可能非常重要；局部因子可以被視為調(diào)節(jié)激素活性和細胞間信號傳導(dǎo)的物質(zhì)。具有生理功能的局部調(diào)節(jié)物質(zhì)首先要具備以下條件：在睪丸內(nèi)合成、在活體睪丸內(nèi)發(fā)揮作用。具有睪丸局部調(diào)控作用的物質(zhì)因子包括：生長因子、免疫因子、鴉片樣物質(zhì)、催產(chǎn)素和抗利尿激素，曲細精管管周細胞調(diào)節(jié)物、腎素、血管緊張素、 GHRH 、 CRH 、 GnRH 、鈣調(diào)蛋白、血漿銅藍蛋白、轉(zhuǎn)運蛋白、糖蛋白、血漿酶原激活物、強啡肽和PACAP 等。研究發(fā)現(xiàn)這些睪丸功能調(diào)節(jié)物質(zhì)處于一種過量儲備狀態(tài)，可以在這些物質(zhì)缺乏時起到補償作用。
睪酮在睪丸內(nèi)既作為內(nèi)分泌激素，又作為局部調(diào)節(jié)物質(zhì)（通過旁分泌和自分泌）而存在，具有重要的作用。生長因子與細胞表面受體結(jié)合后通過特殊的信號傳導(dǎo)通道而誘導(dǎo)細胞特異的分化過程。參與生精調(diào)節(jié)的主要生長因子包括：轉(zhuǎn)移生長因子（ TGF- α和 TGF- β）、抑制因子、活性因子、神經(jīng)生長因子（ NGF ）、胰島素樣生長因子Ⅰ（ IGF- Ⅰ）、表皮生長因子（ EGF ）。與細胞表面受體結(jié)合并刺激細胞分化和增殖的細胞因子包括干擾素、腫瘤壞死因子（ TNF ）、白介素、白血病抑制因子（ LIF ）、干細胞因子（ SCF ）、巨噬細胞移動抑制因子（ MIF ）等。
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