Эмбриогенез половой системы. Развитие женской половой системы. Этапы развития гипофиза

Становление пола - процесс развития многих признаков и свойств, отличающих мужские особи от женских и подготавливающих их к размножению. Половая дифференцировка охватывает ряд этапов эмбрионального и постэмбрионального периодов.

Формирование полового тракта в эмбриогенезе определяется взаимодействием трех групп факторов: генетического механизма, внутренних эпигенетических факторов (ферментные системы, гормоны) и внешних эпигенетических факторов, отражающих влияние внешней среды.

Понятие "пол" слагается из ряда взаимосвязанных биологических, психических и социальных компонентов.

Генетический пол будущего ребенка предопределяется в момент слияния яйцеклетки и сперматозоида и обусловлен набором половых хромосом, образующихся в зиготе при соединении материнской и отцовской гамет (XX - женский, XY - мужской), и набором особых генов, определяющих прежде всего тип гонад, уровень активности ферментных систем, реактивность тканей к половым гормонам, синтез половых гормонов.

Мужские и женские половые железы развиваются из одного недифференцированного зачатка. До 6 нед эмбриональной жизни он морфологически одинаков как для женского, так и для мужского пола и состоит из коркового и мозгового слоев. В последующем из коркового слоя образуется яичник, а из мозгового - яичко.

В настоящее время доказано, что ген, детерминирующий дифференцировку зачатка гонады по мужскому типу, определяет биосинтез специфического мембранного белка, H-Y-антигена. В клетках развивающегося организма, в том числе в клетках, покрывающих поверхность примордиальной гонады, содержатся рецепторы к H-Y-антигену. Захват H-Y-антигена этими клетками индуцирует развитие первичной гонады в яичко . В эксперименте введение в недифференцированную гонаду самок H-Y-антигена индуцирует развитие тестикулярной ткани . Существует мнение, что морфогенез гонады регулируется не одним, а несколькими генами и одного H-Y-антигена недостаточно для полной дифференцировки яичка. Предполагают, что по крайней мере 18 генов необходимы для пренатального развития мужского фенотипа .

Дифференцировка первичной гонады в яичник - не пассивный процесс, она индуцируется специфическими молекулами, соответствующими H-Y-антигену у мужской особи . В дифференцировке яичников определенную роль играют локусы Х-хромосомы, расположенные в области ее центромеры, ближе к коротким плечам хромосомы .

Развитие мужской и женской гонады начинается однотипно, с образования на медиальной стороне первичной почки половых валиков - будущих гонад. Элементами развивающихся гонад являются гоноциты, дающие начало овогониям и сперматогониям, производные целомического эпителия - будущие эпителиальные элементы половых желез и мезенхимная ткань - будущие соединительнотканные и мышечные элементы половых желез [Волкова О. В., Пекарский М. И., 1976] (рис. 1). Интерстициальная ткань гонады, происходящая из клеток мезенхимы, образует у эмбрионов мужского пола клетки Лейдига, а у эмбрионов женского пола тека-ткань.

Дифференцировка яичка начинается несколько раньше, чем яичника, так как высокая гормональная активность фетального яичка необходима для дальнейшего формирования полового тракта мужского плода. Яичники в период внутриутробной жизни в гормональном отношении малоактивны. Таким образом, дифференцировка гонад обусловлена генами, находящимися в половых хромосомах .

Следующим этапом полового формирования становится дифференцировка внутренних и наружных гениталий. На ранних стадиях эмбриогенеза половая система имеет бисексуальные закладки внутренних и наружных половых органов. Внутренние половые органы дифференцируются на 10-12-й неделе внутриутробного периода. Основой их развития являются индифферентные мезонефральные (вольфовы) и парамезонефральные (мюллеровы) протоки.

При развитии плода женского пола мезонефральные протоки регрессируют, а парамезонефральные дифференцируются в матку, яйцеводы, свод влагалища (рис. 2). Этому способствует автономная тенденция любого плода к феминизации (развитию по женскому, "нейтральному" типу). Маточные трубы формируются в виде парных образований из не слившихся в верхней трети мюллеровых тяжей, в то время как матка и влагалище образуются в результате срастания мюллеровых протоков. Слияние мюллеровых ходов начинается с каудального конца к 9-й неделе эмбриогенеза. Завершение формирования матки как органа происходит к 11-й неделе. Матка разделяется на тело и шейку в конце 4-го месяца внутриутробного развития [Федорова Н. Н., 1966].

При развитии плода мужского пола парамезонефральные протоки регрессируют, а мезонефральные дифференцируются в придатки яичка, семенные пузырьки, семяпровод. Формирование половых путей по мужскому типу возможно только при наличии полноценного, активного эмбрионального яичка. Парамезонефральные (мюллеровы) протоки у эмбрионов мужского пола регрессируют под влиянием фактора, синтезируемого фатальными яичками и названного "мюллерподавляющей субстанцией", "антимюллеровым фактором". Этот фактор отличен от тестостерона и является термолабильным макромолекулярным продуктом сертолиевых клеток, выстилающих стенки семенных канальцев. Фактор регрессии мюллерова канала имеет белковую природу, видовонеспецифичен и относится к гликопротеинам . Активность антимюллерова фактора сохраняется в яичках в течение всей внутриутробной жизни и даже после рождения. При исследовании ингибирующего действия ткани яичек человека на развитие парамезонефральных протоков эмбриона самки крысы активность ткани яичек была наиболее высокой у детей до 5 мес, далее постепенно снижалась. После 2 лет активность антимюллерова фактора не выявлялась. Однако парамезонефральные протоки очень недолго чувствительны к фактору регрессии и уже в постнатальном периоде эта чувствительность исчезает. Мезонефральные (вольфовы) протоки персистируют и дифференцируются в придатки яичка, семенные пузырьки, семяпровод только при достаточном количестве андрогенов, продуцируемых фетальными яичками. Дифференцировке парамезонефральных (мюллеровых) протекков тестостерон не препятствует.

Наружные половые органы формируются с 12-й по 20-ю неделю внутриутробного периода. Основой развития наружных половых органов плодов обоего пола являются половой бугорок, лабиоскротальные валики и урогенитальный синус (рис. 3). У плода женского пола дифференцировка наружных гениталий происходит независимо от состояния гонад. В этом периода формируются влагалище (его каудальные 2 / 3), клитор, большие и малые половые губы, преддверие влагалища с раздельными наружным отверстием мочеиспускательного канала и входом во влагалище.

Формирование наружных гениталий плода мужского пола происходит нормально только при достаточно высокой функциональной активности эмбриональных яичек. Андрогены необходимы для дифференцировки эмбриональных закладок по мужскому типу: урогенитального синуса - в предстательную железу и мочеиспускательный канал, урогенитального бугорка- в половой член, кавернозные тела, половых валиков-в мошонку, мезонефрального протока - в придаток яичка, семяпровод, семенной пузырек. Маскулинизация наружных гениталий у мужского плода заключается также в атрофии влагалищного отростка урогенитального синуса, срастании мошоночного шва, увеличении кавернозных тел полового члена и формировании мочеиспускательного канала по мужскому типу. Нисхождение яичек из брюшной полости начинается с 3-го месяца эмбриональной жизни, а к 8-9 мес яички опускаются в мошонку. Их опускание обусловлено как механическими факторами (внутрибрюшное давление, атрофия и укорочение пахового тяжа, неравномерный рост структур, участвующих в этом процессе), так и гормональными (влияние плацентарных гонадотропинов, андрогенов фетальных яичек, гонадотропных гормонов гипофиза плода) [Бодемер Ч., 1971; Эскин И. А., 1975]. Нисхождение яичек совпадает с их максимальной андрогенной активностью.

ЭМБРИОГЕНЕЗ МОЧЕВЫХ ПУТЕЙ И ПОЛОВЫХ ОРГАНОВ

Мочевые пути и половые органы развиваются вместе из общих закладок. Для облегчения восприятия ин­формации эмбриогенез почек и мочеточников, моче­вого пузыря и мочеиспускательного канала, половых желез, половых протоков и наружных половых органов мы рассматриваем отдельно.
ПОЧКИ И МОЧЕТОЧНИКИ
Развитие почки у человека проходит три стадии - пред-почки , первичной и окончательной почки (рис. 2.1).
Предпочка
Предпочка - аналог выделительного органа у низших позвоночных - закладывается на уровне 4- 14-го соми­тов. Предпочка состоит из 6-10 пар канальцев, впадаю­щих в парные выводные протоки, которые формируют­ся на том же уровне, растут в каудальном направлении и впадают в клоаку. У человека предпочка не функциони­рует и к 4-й неделе эмбриогенеза исчезает.
Первичная почка
Первичная почка - аналог выделительного органа у кос­тистых рыб и земноводных - закладывается в начале 4-й, достигает максимального размера к концу 8-й неде­ли эмбриогенеза и функционирует на протяжении всего этого периода. Первичная почка постепенно подвергает­ся обратному развитию. Исключение составляет только вольфов проток (проток первичной почки), который да­ет начало мужским половым органам. Канальцы первич­ной почки закладываются из мезодермы каудально от предпочки незадолго до ее исчезновения. В отличие от канальцев предпочки каждый каналец первичной почки с одной стороны образует слепой чашеобразный вырост (капсулу клубочка), в который погружаются капилляры (клубочек). С другой стороны каждый каналец соединя­ется с ближайшим протоком предпочки, открывающим­ся в клоаку. С этого времени он называется вольфовым протоком. Затем канальцы первичной почки удлиняют­ся, принимают S-образную форму и разветвляются. Это увеличивает площадь их контакта с капиллярами. Кровь из клубочка оттекает по одному или нескольким вынося­щим сосудам, которые вновь распадаются на капилляры, образуя густую сеть вокруг канальцев первичной почки.
Окончательная почка
Окончательная почка закладывается из метанефроген-ной ткани (производное мезодермы) и вольфова прото-

6-я неделя

Начало 4-й недели

Дегенерацияпредпочки

Предпочка

Недифферен­цированнаяметанефрогеннаяткань

Прямаякишка

Клоака

Мочеточниковыйвырост

Мочеполовой синус

Рисунок 2.1. Эмбриогенез почек и мочеточников. В начале 4-й недели сохраняется часть канальцев предпочки, но уже формируют­ся канальцы первичной почки, которые соединяются с вольфовым протоком. В каудальном отделе вольфова протока появляется мочеточниковый вырост. К 6-й неделе исчезает предпочка и начинается дегенерация канальцев первичной почки. Мочеточнико­вый вырост растет в дорсокраниальном направлении и врастает в метанефрогенную ткань. На 8-й неделе окончательная почка смещается вверх. Краниальный конец мочеточникового выроста расширяется и дает многочисленные ответвления.

к а. Развитие окончательной почки начинается, когда длина эмбриона составляет 5-6 мм. Сначала в месте из­гиба вольфова протока перед впадением в клоаку появ­ляется мочеточниковый вырост. Мочеточниковый вы­рост удлиняется в краниальном направлении, захватывая метанефрогенную ткань. По мере роста мочеточниково-го выроста вместе с ним все дальше и дальше в краниаль­ном направлении смещается и метанефрогенная ткань. Одновременно она разрастается и быстро дифференци­руется. Краниальный конец мочеточникового выроста в толще метанефрогенной ткани расширяется, образуя по­чечную лоханку. От почечной лоханки радиально отхо­дит множество слепых ответвлений, которые, в свою очередь, тоже ветвятся, формируя собирательные тру­бочки. Клетки метанефрогенной ткани образуют скоп­ления вокруг слепых концов собирательных трубочек. В этих скоплениях формируются центральные полости, а сами они становятся S-образными и соединяются с со­бирательными трубочками, образуя непрерывные труб­чатые структуры. Одна часть каждого S-образного скоп­ления клеток превращается в проксимальный и дис-тальный извитые канальцы и петлю Генле, другая - в клубочек и его капсулу. По мере роста окончательной почки на ее периферии образуется все больше каналь­цев. На этой стадии эмбриогенеза мезодерма и форми­рующиеся клубочки хорошо видны под микроскопом (рис. 2.2). Развитие клубочков заканчивается к 36-й не­деле, когда плод весит около 2500 г. Окончательная поч­ка закладывается на уровне 28-го сомита (позвонок L4), а к моменту рождения поднимается к позвонку L1 или ТЫ2 . Это происходит отчасти из-за краниального смеще­ния почки, отчасти из-за быстрого роста каудальной части плода. В начале краниального смещения (7-9-я недели) почки проходят над бифуркацией аорты и поворачивают­ся на 90° вокруг продольной оси, при этом их выпуклая дорсальная поверхность становится латеральной. После ротации скорость краниального смещения замедляется.
Таким образом, эмбриогенез почек имеет следующие особенности.
Предпочка, первичная и окончательная почка разви­ваются из мезодермы.
Канальцы всегда формируются изолированно и затем соединяются с выводными протоками.
Протоки предпочки образуются на уровне канальцев предпочки.
Протоки предпочки дают начало вольфовым прото­кам и, следовательно, мочеточникам.
Протоки предпочки растут в каудальном направле­нии и впадают в клоаку.
Мочеточники образуются из выростов вольфовых про­токов, а почечные канальцы - из метанефрогенной ткани.
Пороки развития
Нарушение краниального смещения приводит к дисто­пии почки. Если почка расположена на своей стороне,
говорят о гомолатеральной дистопии, если на противо­положной - о гетеролатеральной. В последнем случае возможно сращение почек. Поскольку процессы кра­ниального смещения и ротации почки происходят од­новременно, дистопия почки, как правило, сочетается с незавершенным поворотом. Слияние метанефрогенной ткани приводит к сращению почек, чаще всего к обра­зованию подковообразной почки.
При расщеплении мочеточникового выроста возни­кает неполное удвоение мочеточника. Если от вольфова протока отходит добавочный мочеточниковый вырост, наблюдается полное удвоение мочеточника, причем оба мочеточниковых выроста, как правило, контактируют с одним участком метанефрогенной ткани. Изредка име­ются два мочеточниковых выроста и два участка мета­нефрогенной ткани. В результате образуется добавочная почка. Основной мочеточник при удвоении закладыва­ется первым в каудальной части вольфова протока и дре­нирует нижний полюс почки. Добавочный мочеточник дренирует верхний полюс почки, но впадает в мочевой пузырь каудальнее основного. Таким образом, по зако­ну Вейгерта-Мейера удвоенные мочеточники всегда перекрещиваются. Если основной и добавочный моче-точниковые выросты отходят от вольфова протока ря­дом, устья мочеточников тоже расположены поблизости. Если же добавочный мочеточниковый вырост заклады­вается далеко от основного, устье добавочного мочеточ­ника располагается в шейке мочевого пузыря, мочеис­пускательном канале или в половых органах (рис. 2.3). Эктопия мочеточника также возникает, когда мочеточ­никовый вырост отходит от вольфова протока выше, чем в норме. Если на какой-либо стороне мочеточни­ковый вырост отсутствует, развивается односторонняя агенезия почки и формируется только половина тре­угольника мочевого пузыря.

МОЧЕВОЙ ПУЗЫРЬ И МОЧЕИСПУСКАТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ

Расширение слепого конца задней кишки каудально от аллантоиса образует клоаку, которая отделена от ам­ниона тонкой пластинкой - клоакальной мембраной. Последняя лежит в углублении эктодермы под основа­нием хвоста. Когда длина эмбриона достигает 4 мм, в месте соединения аллантоиса и задней кишки в просвет клоаки в каудальном направлении начинает врастать серповидной формы складка, которая постепенно обра­зует мочепрямокишечную перегородку. На 7-й неделе эмбриогенеза она полностью разделяет клоаку: вен-трально образуется мочеполовой синус, дорсально - прямая кишка. В процессе образования мочепрямоки-шечной перегородки наружная эктодермальная поверх­ность клоакальной мембраны, обращенная сначала к передней брюшной стенке, смещается каудально и на­зад. Это происходит за счет развития нижней части пе­редней брюшной стенки зародыша и исчезновения хво­ста и способствует формированию мочепрямокишечной

Перегородки. В результате пролиферации мезодермы в области клоакальной мембраны и прикрепления пупо­вины образуется возвышение - половой бугорок. По мере развития нижнего отдела передней брюшной стен­ки половой бугорок и место прикрепления пуповины расходятся все дальше. Клоакальная мембрана исчезает только после разделения клоаки, поэтому мочеполовой синус и прямая кишка открываются наружу отдельны­ми отверстиями. Мочеполовой синус имеет цилиндри­ческую форму, краниально сообщается с аллантоисом и
открывается наружу мочеполовым отверстием. Прямая кишка открывается наружу задним проходом.
В мочеполовой синус постепенно врастают вольфо-вы протоки. К 7-й неделе эмбриогенеза вольфовы про­токи и мочеточники открываются в мочеполовой си­нус отдельными отверстиями. Между ними появляется скопление мезодермы. Затем отверстия вольфовых (бу­дущих семявыбрасывающих) протоков смещаются вниз и медиально, а отверстия мочеточников - вверх и ла-терально. Описанное выше скопление мезодермы ос-

Рисунок 2.2. Развитие нефронов. Вокруг каждой собирательной трубочки образуется скопление клеток метанефрогенной ткани. Позже внутри каждого из них формируется полость. Из скоплений клеток метанефрогенной ткани развиваются почечные каналь­цы. С одной стороны они соединяются с ближайшей собирательной трубочкой, а с другой - образуют клубочек и его капсулу.

т ается ограниченным отверстиями вольфовых протоков и мочеточников (рис. 2.3). В будущем из него формирует­ся треугольник мочевого пузыря. Таким образом, эпите­лий треугольника мочевого пузыря имеет мезодермаль-ное происхождение, в то время как остальной эпителий мочевого пузыря и мочеиспускательного канала - энто-дермальное.
В мочеполовом синусе выделяют два сегмента. Их раз­деляет плоскость, проходящая через мюллеров бугорок (см. ниже). Он образуется на дорсальной стенке мочепо­лового синуса, где с ней соприкасаются слившиеся мюл-леровы протоки. Первый сегмент включает вентральный
и тазовый отделы мочеполового синуса, куда впадают мочеточники. Из этого сегмента образуются мочевой пу­зырь, женский мочеиспускательный канал и часть муж­ского мочеиспускательного канала. Второй сегмент об­разован уретральным отделом мочеполового синуса. С ним контактируют вольфовы и слившиеся мюллеровы протоки. Из этого сегмента образуются часть мужского мочеиспускательного канала, дистальная часть влагали­ща (одна пятая) и преддверие влагалища.
На 3-м месяце эмбриогенеза вентральный отдел мо­чеполового синуса расширяется и превращается в эпи­телиальный мешок, верхушка которого сужается, Образуя мочевой проток. Тазовый отдел мочеполового синуса остается в виде узкой трубки и образует жен­ский мочеиспускательный канал или предстательную часть мужского мочеиспускательного канала прокси-мальнее семенного холмика. Мезодерма, окружающая вентральный и тазовый отделы мочеполового синуса, дифференцируется в гладкомышечные клетки и наруж­ную соединительнотканную оболочку. К 12-й неделе эмбриогенеза стенка мочеиспускательного канала и мо­чевого пузыря формируется полностью (рис. 2.4).

Уретральный отдел мочеполового синуса образует дистальную часть влагалища, его преддверие (рис. 2.5.), а также дистальный отдел (дистальнее семенного хол­мика) предстательной части и перепончатую часть муж­ского мочеиспускательного канала. Губчатая часть мо­чеиспускательного канала формируется при вентраль­ном сращении мочеполовых складок. У плодов женско­го пола мочеполовые складки не срастаются и превра­щаются в малые половые губы. Мочевой пузырь сна­чала достигает пупка, где соединяется с аллантоисом.

Рисунок 2.3. Развитие мочеточниковых выростов. Мочеточниковые выросты появляются на 4-й неделе эмбриогенеза. Располо­женные каудальнее них участки вольфовых протоков образуют стенку мочеполового синуса. В результате мочеточники и воль­фовы протоки открываются в мочеполовой синус отдельными отверстиями. Часть вольфова протока, участвующая в образовании мочеполового синуса, формирует треугольник мочевого пузыря.

Рисунок 2.4. Дифференцировка мочеполового синуса у плодов мужского пола. На 5-й неделе эмбриогенеза мочепрямокишечная перегородка разделяет прямую кишку и мочеполовой синус, в который впадают вольфовы протоки и мочеточниковые выросты. Стенка мочеполового синуса сохраняется в первоначальном виде до 12-й недели. Затем из окружающей мезенхимы начинает формироваться мышечная оболочка. Предстательная железа развивается из множественных эпителиальных выростов форми­рующегося мочеиспускательного канала краниальнее и каудальнее вольфовых протоков. На 3-м месяце эмбриогенеза вентраль­ный отдел мочеполового синуса расширяется, образуя мочевой пузырь. Из узкого тазового отдела формируется часть мужского мочеиспускательного канала. Tanagho EA , Smith DR : Mechanisms of urinary continence . 1. Embryologic , anatomic , and pathologic considerations . JUrol 1969,100:640 .

К15-й неделе эмбриогенеза аллантоис на уровне пупка облитерируется. К 18-й неделе мочевой пузырь начи­нает смещаться вниз. Его верхушка вытягивается, су­жается и увлекает за собой облитерированный аллан­тоис, который теперь называется мочевым протоком. К 20-й неделе эмбриогенеза мочевой пузырь значи­тельно отстоит от пупка, а мочевой проток образует срединную пупочную связку.

Пороки развития

Если в процессе эмбриогенеза клоака не разделяется, на­блюдается редкий порок развития - врожденная клоака. Чаще из-за неполного разделения клоаки формируются врожденные свищи между прямой кишкой и мочевым пузырем, мочеиспускательным каналом или влагали­щем. Как правило, это сочетается с атрезией заднего прохода.

Нарушение смещения мочевого пузыря вниз и неза-ращение мочевого протока приводят к образованию пу-зырно-пупочного свища или кисты либо дивертикула мочевого протока.

Если половой бугорок закладывается каудальнее, чем в норме, то пещеристые тела формируются каудальнее мочеполового синуса. В результате мочеполовая бо­роздка оказывается на дорсальной поверхности пеще-

ристых тел и остается частично или полностью открытой (эписпадия). При полной эписпадии отсутствует вся пе­редняя стенка мочеиспускательного канала вплоть до мочевого пузыря. Еще более тяжелый порок развития - экстрофия мочевого пузыря - отсутствие передней стенки мочевого пузыря и части передней брюшной стенки. Нарушение срастания мочеполовых складок вызывает гипоспадию - частичное или полное отсут­ствие задней стенки губчатой части мочеиспускатель­ного канала.

I. Эмбриональное развитие органов мужской половой системы. Закладка и развитие половой системы тесно связано с мочевыделительной системой, а именно с I почкой. Начальный этап закладки и развития органов половой системы у лиц мужского и женского пола протекают одинаково и поэтому называется индифферентной стадией. На 4-ой недели эмбриогенеза утолщается целомический эпителий (висцеральный листок спланхнотомов) на поверхности I почек – эти утолщения эпителия называются половыми валиками. В половые валики начинают мигрировать первичные половые клетки – гонобласты. Гонобласты впервые появляются в составе внезародышевой энтодермы желточного мешка, далее они мигрируют в стенку задней кишки, а там попадают в кровоток и по крови достигают и внедряются в половые валики. В дальнейшем эпителий половых валиков вместе с гонобластами начинает врастать в подлежащую мезенхиму в виде тяжей – образуются половые шнуры. Половые шнуры состоят из эпителиальных клеток и гонобластов. Первоначально половые шнуры сохраняют связь с целомическим эпителием, а затем отрываются от него. Примерно в это же время мезонефральный (Вольфов) проток (см. эмбриогенез мочевыделительной системы) расщепляется и образуется параллельно ему парамезанефральный (Мюллеров) проток, впадающий также в клоаку. На этом индифферентная стадия развития половой системы заканчивается.
В последующем половые шнуры срастаются с канальцами I почек. Из половых шнуров образуются эпителиосперматогенный слой извитых семенных канальцев яичка (из гонобластов – половые клетки, из клеток целомического эпителия – сустенотоциты), эпителий прямых канальцев и сети семенника, а из эпителия I почек – эпителий выносящих канальцев и канала придатка яичка. Из Мезонефрального протока образуется семявыносящий проток. Из окружающей мезенхимы формируется соединительнотканная капсула, белочная оболочка и средостение яичка, интерстециальные клетки (Лейдига), соединительнотканные элементы и миоциты семявыносящих путей.
Семеные пузырьки и предстательная железа развиваются из выпячиваний стенки мочеполового синуса (часть клоаки, отделяющаяся от анального отдела прямой кишки уроректальной складкой).
Из висцерального листка спланхнотомов образуется серозный покров яичек.
Парамезонефральный (Мюллеров) проток при закладке мужской половой системы не принимает участия и в большей части подвергается обратному развитию, только из его самой дистальной части образуется рудиментарная мужская маточка в толще предстательной железы.
Мужские половые железы (яички) закладываются на поверхности I почки, т.е. в брюшной полости в поясничной области забрюшинно. По мере развития яичко мигрирует по задней стенке брюшной полости вниз, покрывается брюшиной, примерно на 7-м месяце эмбрионального развития проходит по паховому каналу и незадолго до рождения опускается в мошонку. Нарушение опускания 1 яичка в мошонку называется монорхизмом, обоих яичек – крипторхизмом. Иногда в дальнейшем яичко (и) может спонтанно опуститься в мошонку, но чаще приходится прибегнуть к оперативному вмешательству. Подобная операция с морфологической точки зрения должна быть сделана в возрасте до 3 лет, поскольку именно в эти сроки в половых тяжах появляется просвет, т.е. половые тяжи превращаются в извитые семенные канальцы. Если яичко не опустится в мошонку, то в 5-6 летнем возрасте в сперматогенном эпителие начинаются необратимые дистрофические изменения. Приводящие в последующем к мужскому бесплодию.

II. Гистологическое строение семенников ( яичек ). Яичко снаружи покрыто брюшиной, под брюшинной оболочкой находится капсула из плотной неоформленной волокнистой соединительной ткани – белочная оболочка. На боковой поверхности белочная оболочка утолщается – средостение яичка. От средостения радиально отходят соединительнотканные перегородки, делящие орган на дольки. В каждой дольке находятся 1-4 извитых семенных канальцев, которые в средостении сливаясь между собой продолжаются в прямые канальцы и канальцы сети семенника.

Извитой семенной каналец изнутри выстилается эпителиосперматогенным слоем, снаружи покрыт собственной оболочкой.
Эпителиосперматогенный слой извитых семенных канальцев состоит из 2-х клеточных дифферонов: спрематогенные клетки и поддерживающие клетки.
Сперматогенные клетки – половые клетки на самых разных стадиях сперматогенеза:
а) темные стволовые сперматогонии типа А – медленно делящиеся долгоживущие резервные стволовые клетки; располагаются в самых периферических зонах канальца (ближе к базальной мембране);
б) светлые стволовые сперматогонии типа А – быстро обновляющиеся клетки, находятся на I стадии сперматогенеза - стадии размножения;
в) в следующем слое ближе к просвету канальца располагаются сперматоциты I порядка, находящиеся на стадии роста. Светлые стволовые сперматогонии типа А и сперматоциты I порядка остаются соединенными друг с другом при помощи цитоплазматических мостиков – единственный пример в человеческом организме особой формы организации живого вещества – синцития;
г) в следующем слое ближе к просвету канальца располагаются клетки, находящиеся на стадии созревания: сперматоцит I порядка совершает быстро следующих друг за другом 2 деления (мейоз) – в результате первого деления образуются сперматоциты II порядка, второго деления – сперматиды;
д) самые поверхностные клетки семенных канальцев – сперматозоиды образуются из сперматидов в ходе последней стадии сперматогенеза – стадии формирования, завершающуюся лишь в придатке яичка.
Общая продолжительность созревания мужских половых клеток о стволовой клетки до зрелого сперматозоида составляет около 75 дней.
Второй дифферон эпителиосперматогенного слоя – поддерживающие клетки (синонимы: сустентоциты, клетки Сертоли): крупные клетки пирамидной формы, цитоплазма оксифильная, ядро неправильной формы, в цитоплазме имеются трофические включения и практически все органоиды общего назначения. Цитолемма клеток Сертоли образует бухтообразные впячивания, куда погружаются созревающие половые клетки. Функции:
- трофика, питание половых клеток;
- участие в выработке жидкой части спермы;
- входят в состав гемато-тестикулярного барьера;
- опорно-механическая функция для половых клеток;
- под воздействием фоллитропина (ФСГ) аденогипофиза синтезируют андрогенсвязывающий белок (АСБ) для создания необходимой концентрации тестостерона в извитых семенных канальцах;
- синтез эстрогенов (путем ароматизации тестостерона);
- фагоцитоз дегенерирующих половых клеток.
Эпителиосперматогенный слой располагается на обычной базальной мембране, далее кнаружу следует собственная оболочка канальца, в которой различают 3 слоя:
1. Базальный слой – из сети тонких коллагеновых волокон.
2. Миоидный слой – из 1 слоя миоидных клеток (в цитоплазме имеют сократительные актиновые фибриллы) на собственной базальной мембране.
3. Волокнистый слой – ближе к базальной мембране миоидных клеток состоит из коллагеновых волокон, далее ближе к поверхности – из фибробластоподобных клеток.
Снаружи извитые семенные канальцы оплетены гемо- и лимфакапиллярами. Барьер между кровью в капиллярах и просветом извитых семенных канальцев называется гемотестикулярным барьером, состоящим из следующих компонентов:
1. Стенка гемокапилляра (эндотелиоцит и базальная мембрана).
2. Собственная оболочка извитого семенного канальца (см. выше) из 3-х слоев.
3. Цитоплазма сустентоцитов.
Гематотестикулярный барьер выполняет функции:
- способствует поддержанию постоянной концентрации питательных веществ и гормонов, необходимой для нормального сперматогенеза;
- не пропускает в кровь А-гены половых клеток, а из крови к созревающим половым клеткам – возможные А-тела против них;
- защита созревающих половых клеток от токсинов и т.д..
В дольках яичка пространства между извитыми семенными канальцами заполнены интерстициальной тканью – прослойками рыхлой волокнистой соединительной ткани, имеющей в своем составе особые эндокринные клетки – интерстициальные клетки (синонимы: гландулоциты, клетки Лейдига): крупные округлые клетки со слабооксифильной цитоплазмой. Под электронным микроскопом: хорошо выражены агранулярный ЭПС и митохондрии; по происхождению – мезенхимные клетки. Клетки Лейдига вырабатывают мужские половые гормоны -андрогены (тестостерон, дигидротестостерон, дигидроэпиандростерон, андростендион) и женские половые гормоны – эстрогены, регулирующие вторичные половые признаки. Функция клеток Лейдига регулируется гормоном аденогипофиза лютропином.
Процесс сперматогенеза очень чувствителен к воздействию неблагоприятных факторов: интоксикации, гипо- и авитаминозы (особенно витамины А и Е), недостаточность питания, ионизирующее излучение, длительное пребывании в среде с высокой температурой, лихорадочное состояние с высокой температурой тела приводят к деструктивным изменениям в извитых семенных канальцах.

III. Придаток яичка (эпидедимис). В придаток яичка семенная жидкость поступает по выносящим канальцам, образующим головку эпидедимиса. Выносящие канальцы в теле органа сливаясь между собой продолжаются в канал придатка. Выносящие канальцы выстланы своеобразным эпителием, где кубический железистый эпителий чередуется призматическим мерцательным, поэтому контур просвета этих канальцев в поперечном срезе складчатый или “зубчатый”. Средняя оболочка выносящих канальцев состоит из тонкой прослойки миоцитов, наружная оболочка – из рыхлой соединительной ткани.
Канал придатка выстлан 2-х рядным мерцательным эпителием, потому просвет канала на срезе имеет ровную поверхность; в средней оболочке по сравнению с выносящими канальцами увеличивается количество миоцитов. Функции придатка :
- секрет органа разбавляет сперму;
- завершается стадия формирования сперматогенеза (сперматозоиды покрываются гликокаликсом и приобретают отрицательный заряд);
- резервуарная функция;
- реабсорбция из спермы избытка жидкости.

IV. Предстательная железа (простата) – в эмбриональном периоде образуется путем выпячивания стенки мочеполового синуса и окружающей мезенхимы. Представляет собой мышечно-железистый орган, окружающий мочеиспускательный канал в виде муфты сразу после выхода из мочевого пузыря. Железистая часть органа представлена альвеолярно-трубчатыми концевыми отделами, выстланными высокими цилиндрическими эндокриноцитами, и выводными протоками. Секрет железы разбавляет сперму, обуславливает капацитацию сперматозоидов (активизация, приобретение подвижности), содержит биологически активные вещества и гормоны оказывающие влияние на функции яичка.
В пожилом возрасте иногда наблюдается гипертрофия железистой части простаты (аденома простаты), что приводит к сдавлению мочеиспукательного канала и нарушению мочеиспускания.
Пространства между секреторными отделами и выводными протоками железы заполнены прослойками рыхлой соединительной ткани и гладкомышечными клетками.
Мужские половые гормоны андрогены вызывают гипертрофию и усиливают секреторную функцию желез простаты, а женские половые гормоны эстрогены, наоборот, подавляют функцию этих желез и приводят к перерождению высоких цилиндрических секреторных клеток в несекреторный кубический эпителий, поэтому при злокачественных опухолях простаты показано применение эстрогенов и кастрация (прекращается выработка андрогенов).

Семявыносящий проток – слизистая оболочка выстлана многорядным мерцательным эпителием, под эпителием собственная пластика из рыхлой соединительной ткани. Средняя оболочка – мышечная, очень сильно развита; наружная оболочка- адвентециальная.

Семенные пузырьки – развиваются как выпячивание стенки мочеполового синуса и мезенхимы. Представляет собой длиную сильно извитую трубку, изнутри выстланы железистым высоким цилиндрическим эпителием, средняя оболочка гладкомышечная. Секрет желез разбавляет сперму, содержит питательные вещества для сперматозоидов.

Тема «Мужская половая система» рассматривается в четырёх минилекциях:

1. Мужские гонады — яички

2. Сперматогенез. Регуляция деятельности яичек

3. Семявыносящие пути. Добавочные железы.

4. Развитие мужской половой системы.

Ниже лекций — текст.

1. МУЖСКИЕ ГОНАДЫ — ЯИЧКИ

2. СПЕРМАТОГЕНЕЗ. ЭНДОКРИННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЯИЧЕК

3. Семявыносящие протоки. Добавочные железы

Развитие мужской половой системы

Закладка половой системы на начальных этапах эмбриогенеза (до 6-ой недели) протекает у обоих полов одинаково, притом в тесном контакте с развитием органов мочеобразования и мочевыделения. На 4-й неделе на внутренних поверхностях обеих первичных почек образуются утолщение целомического эпителия, которым покрыта почка – половые валики . Эпителиальные клетки валика, дающие начало фолликулярным клеткам яичника или сустентоцитам яичка, перемещаются вглубь почки, окружают мигрирующие сюда из желточного мешка гоноциты, образуя половые тяжи (будущие фолликулы яичника или извитые канальцы яичка). Вокруг половых тяжей скапливаются мезенхимные клетки, дающие начало соединительно-тканным перегородкам гонад, а также текоцитам яичника и клеткам Лейдига яичка. Одновременно от обоих мезонефральных (Вольфовых) протоков обеих первичных почек, тянущихся от тел почек к клоаке, отщепляются параллельно идущие парамезонефральные (Мюллеровы) протоки .

Таким образом, индифферентная гонада к 6-ой неделе содержит предшественники всех основных структур гонад: половые тяжи, состоящие из гоноцитов, окруженных эпителиальными клетками, вокруг половых тяжей – клетки мезенхимы. Клетки индифферентной гонады чувствительны к действию продукта гена Y хромосомы, который обозначают как детерминирующий яичко фактор (testis-determining factor – TDF). Под действием этого вещества на 6-ой неделе эмбриогенеза развивается яичко: половые тяжи занимают центральное положение в гонаде, почечные канальцы первичной почки превращаются в начальные отделы семявыводящих путей, предшественники сустентоцитов вырабатывают мюллеров ингибирующий фактор (МИФ-сустанцию), под действием чего парамезонефральные протоки атрофируются, тогда как мезонефральные — становятся семявыносящими путями.

1. Яичко (семенник)

Яичко (семенник) выполняет две функции: 1) генеративную : образование мужских половых клеток – сперматогенез, и2) эндокринную : выработка мужских половых гормонов.

Семенник имеет соединительно-тканную капсулу и снаружи покрыт серозной оболочкой. От капсулы внутрь органа отходят соединительнотканные перегородки, которые делят орган на 150-250 долек. Каждая долька имеет 1-4 извитых семенных канальца, где непосредственно происходит сперматогенез. Стенка извитого канальца состоит из сперматогенного эпителия, расположенного на базальной мембране, слоя миоидных клеток и тонкого волокнистого слоя, отграничивающего каналец от интерстициальной ткани.

Сперматогенный эпителий извитого канальца состоит из двух типов клеток: развивающихся сперматозоидов и сустентоцитов. Среди сперматогенных клеток сустентоциты (поддерживающие клетки, клетки Сертоли) – единственный вид несперматогенных клеток сперматогенного эпителия. Поддерживающие клетки, с одной стороны, контактируют с базальной мембраной, а с другой – лежат между развивающимися сперматозоидами.

Сустентоциты имеют большие и многочисленные пальцевидные выросты, которые могут одновременно контактировать с большим количеством предшественников сперматозоидов на разных стадиях развития: сперматогонии, сперматоциты первого и второго порядка, сперматиды. Своими отростками сустентоциты делят сперматогенный эпителий на два отдела: базальный , в котором находятся сперматогенные клетки, не вступившие в мейоз, то есть на первых стадиях развития, и адлюминальный отдел, расположенный ближе к просвету канальца и содержащий сперматогенные клетки на последних стадиях развития.

Миоидные клетки извитого канальца, сокращаясь, способствуют продвижению сперматозоидов в направлении семявыносящих путей, началом которых являются прямые канальцы и сеть яичка.

Между канальцами в семеннике находится рыхлая волокнистая соединительная ткань, содержащая сосуды, нервы и интерстициальные гландулоциты (клетки Лейдига ), вырабатывающие мужские половые гормоны – андрогены.

Цитологическая характеристика основных фаз сперматогенеза. Сперматогенез состоит из четырех последовательных стадий: 1) размножения, 2) роста, 3) созревания, 4) формирования.

Фаза размножения характеризуется делением сперматогоний, активирующихся к началу пубертата и практически постоянно делящихся митозом в базальном отделе извитого канальца. Выделяют два типа сперматогоний: А и В. По степени конденсации хроматина в ядрах сперматогонии типа А делятся на 1) темные – это покоящиеся, истинно стволовые клетки, 2) светлые – это делящиеся полустволовые клетки, которые претерпевают 4 митотических делений. Сперматогонии – наиболее чувствительные клетки яичка. Многие факторы (в том числе ионизирующее излучение, перегревание, прием алкоголя, голодание, местное воспаление) могут легко вызвать их дегенеративные изменения.

К своему последнему делению сперматогонии типа А превращаются в сперматогонии типа В (2с,2n), а после финального деления они становятся сперматоцитами 1-го порядка .

Сперматоциты 1-го порядка связаны друг с другом с помощью цитоплазматических мостиков, которые образуются в результате неполной цитотомии при делении, что способствует синхронизации процессов развития и переноса питательных веществ. Такая ассоциация клеток (синцитий), образованная одной сперматогонией А (материнской), перемещается из базального отдела канальца в адлюминальный.

2) Фаза роста. Сперматоциты 1-го порядка увеличиваются в объеме, происходит удвоение генетического материала – 2с4n. Эти клетки вступают в длительную (около 3 недель) профазу 1-го деления мейоза, которая включает стадии лептотены, зиготены, пахитены, диплотены и диакинеза. В интерфазу перед мейозом и на ранних стадиях профазы 1-го деления мейоза сперматоцит 1-го порядка находится в базальном отделе извитого канальца, а затем – в адлюминальном, поскольку в течение пахитены происходит кроссинговер – обмен частей парных хроматид, обеспечивающий генетическое разнообразие гамет и клетка становится отличной от других соматических клеток организма.

3) Фаза созревания характеризуется завершением 1-го деления мейоза: сперматоциты 1-го порядка заканчивают профазу, проходят метафазу, анафазу, телофазу, в результате чего из одного сперматоцита 1-го порядка образуются два сперматоцита 2-го порядка (1с2n), которые имеют меньшие по сравнению со сперматоцитами 1-го порядка размеры, располагаются в адлюминальном отделе извитого канальца и имеют диплоидный набор ДНК.

Сперматоциты 2-го порядка существуют всего одни сутки, что делает их практически невидимыми на гистологическом препарате в отличие от большого количества сперматоцитов 1-го порядка в срезе извитого канальца. Сперматоциты 2-го порядка вступают во 2-е деление мейоза (эквационное), которое проходит без редупликации хромосом и приводит к образованию 4 сперматид (1с1n) – сравнительно мелких клеток с гаплоидным набором ДНК, содержащих либо Х-, либо Y-хромосому.

4) Фаза формирования заключается в преобразовании сперматид в зрелые половые клетки – сперматозоиды, что в организме человека занимает до 20 суток. У сперматиды формируется хвост, митохондриальная муфта и акросома. Почти вся цитоплазма клетки исчезает, за исключением небольшого участка, называемого остаточным тельцем. На этой стадии сперматогенеза разрываются цитоплазматические мостики между сперматогенными клетками, и сперматозоиды оказываются свободными, но они еще не готовы к оплодотворению.

Время, необходимое для развития сперматогонии А в сперматозоид, готовый войти в придаток яичка, у человека – 65 дней, однако окончательная дифференцировка сперматозоидов происходит в протоке придатка в течение следующих 2-х недель. Только в области хвоста придатка сперматозоиды становятся зрелыми половыми клетками и приобретают способность к самостоятельному передвижению и оплодотворению яйцеклетки.

Сустентоциты выполняют важную роль в сперматогенезе: обеспечивают опорно-трофическую, защитно-барьерную функции, фагоцитируют избыточную цитоплазму сперматид, погибшие и аномальные половые клетки; способствуют перемещению сперматогенных клеток от базальной мембраны к просвету канальца. Клетки Сертоли – гомологи фолликулярных клеток яичника, поэтому особое место уделяется синтетической и секреторной функции этих клеток.

В сустентоцитах образуются: андроген-связывающий белок (АСБ), создающий высокую концентрацию тестостерона в сперматогенных клетках, необходимого для нормального течения сперматогенеза; ингибин , угнетающий секрецию фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) гипофиза; активин , стимулирующий секрецию ФСГ аденогипофизом; жидкая среда канальцев; местные регуляторные факторы; мюллеров-ингибирующий фактор (у плода). Так же как фолликулярные клетки яичника сустентоциты имеют рецепторы к ФСГ, под влиянием которого активируется секреторная функция сустентоцитов.

Гематотестикулярный барьер . Сперматогенные клетки, вступившие в мейотическое деление, изолированы от внутренней среды организма гематотестикулярным барьером, защищающим их от действия иммунной системы и токсических веществ, так как эти клетки генетически отличны от остальных клеток организма, и при нарушении барьера может возникнуть аутоиммунная реакция, сопровождающаяся гибелью и уничтожением половых клеток.

Базальный отдел извитого канальца обменивается веществами с интерстицием яичка и содержит сперматогонии и прелептотенные сперматоциты 1-го порятка, то есть клетки, которые генетически идентичны соматическим клеткам организма. Адлюминальный отдел содержит сперматоциты, сперматиды и сперматозоиды, которые вследствие мейоза стали отличными от других клеток организма. При попадании в кровь образуемые этими клетками вещества могут распознаваться организмом как чужеродные и подвергаться разрушению – но этого не происходит, т.к. содержимое адлюминального отдела изолировано благодаря латеральным отросткам сустентоцитов – главным компонентом гемато-тестикулярного барьера. Также благодаря барьеру в адлюминальном отделе сперматогенного эпителия создается специфическая гормональная среда с высоким уровнем тестостерона, необходимого для сперматогенеза.

Компоненты гематотестикулярного барьера : 1) эндотелий капилляра соматического типа в интерстиции, 2) базальная мембрана капилляра, 3) слой коллагеновых волокон канальца, 4) слой миоидных клеток канальца, 5) базальная мембрана извитого канальца, 6) плотные соединения между отростками сустентоцитов.

Клетки Лейдига – выполняют эндокринную функцию в яичке: продуцируют мужские половые гормоны — андрогены (тестостерон), являются гомологами интерстициальных клеток текоцитов в яичнике. Клетки Лейдига находятся в интерстициальной ткани между извитыми канальцами яичка, лежат поодиночке или в виде скоплений вблизи капилляров. Андрогены, продуцируемые клетками Лейдига, необходимы для нормального течения сперматогенеза; они регулируют развитие и функцию добавочных желез половой системы; обеспечивают развитие вторичных половых признаков; определяют либидо и половое поведение.

Цитохимическая характеристика клеток Лейдига . Это крупные округлой формы клетки, имеющие светлое ядро с 1-2 ядрышками. Цитоплазма клеток ацидофильная, содержит большое число удлиненных митохондрий с пластинчатыми или тубулярными кристами, сильно развитую аЭПС, многочисленные пероксисомы, лизосомы, гранулы липофусцина, липидные капли, а также кристаллы Рейке – белковые включения правильной геометрической формы, функция которых неясна. Главный секреторный продукт клеток Лейдига – тестостерон образуется из холестерина ферментными системами аЭПС и митохондрий. Клетки Лейдига вырабатывают также небольшие количества окситоцина, стимулирующего деятельность гладкомышечных клеток семявыносящих путей.

Секреторная активность гландулоцитов регулируется лютеотропным гормоном (ЛГ). Большие концентрации тестостерона по механизму отрицательной обратной связи способны угнетать выработку ЛГ гонадотропными клетками аденогипофиза.

Регуляция генеративной и эндокринной функции яичка.

Нервная регуляция обеспечивается афферентными центрами коры больших полушарий, подкорковых ядер и половым центром гипоталамуса, нейросекреторные ядра которого ациклически выделяют гонадолиберины и гонадостатины, поэтому функционирование мужской половой системы и сперматогенез происходит плавно, без резких колебаний.

Эндокринная регуляция : деятельность яичка находится под контролем гипоталамо-гипофизарной системы. Гонадолиберин, секретируемый в пульсовом режиме в портальную систему гипофиза, стимулирует в гипофизе синтез гонадотропных гормонов – ФСГ и ЛГ, которые регулируют сперматогенную и эндокринную функции яичка.

ФСГ поступает в интерстиций яичка из кровеносных капилляров, затем диффундирует через базальную мембрану извитых канальцев и связывается с мембранными рецепторами на клетках Сертоли, что приводит к синтезу андроген-связывающего белка (АСБ) в этих клетках, а также ингибина.

ЛГ действует на клетки Лейдига , в результате чего происходит синтез андрогенов — тестостерона , часть которого поступает в кровь, а другая часть поступает в извитые канальцы с помощью андрогенсвязывающего белка: АСБ связывает тестостерон и переносит тестостерон к сперматогенным клеткам, а именно к сперматоцитам 1-го порядка , которые имеют андрогенные рецепторы.

У женщин и мужчин функционирует одинаковый механизм отрицательной обратной связи, с помощью которого в гипофизе ингибируется синтез гонадотропинов. Ингибин - гормон, который вырабатывается клетками Сертоли, тормозит образование ФСГ в аденогипофизе в мужском организме. Тестостерон по механизму отрицательной обратной связи снижает выработку ЛГ. Чем больше ЛГ, тем больше тестостерона – положительная связь, чем больше тестостерона, тем меньше ЛГ – отрицательная обратная связь. Тестостерон также ингибирует высвобождение ФСГ, но незначительно. Комбинация действия тестостерон и ингибин – максимально подавляют высвобождение ФСГ.