Testiklernes fysiologi

Testiklerne (testiklerne) hos en rask voksen er parvise, ovale, 3,6-5,5 cm lange og 2,1-3,2 cm brede. Hver vejer omkring 20 g. På grund af deres placering i pungen har disse kirtler en temperatur, der er 2-2,5 C lavere end temperaturen i bughulen, hvilket fremmer varmeudvekslingen af blod mellem a. spermatica og det overfladiske venesystem. Den venøse udstrømning fra testiklerne og deres vedhæng danner en plexus, hvorfra blodet løber ind i nyrevenen til venstre og den nedre genitalvene til højre. Testiklen er omgivet af en tyk kapsel bestående af 3 lag: visceral, tunica vaginalis, proteinkappe og intern, tunica vasculosa. Proteinkappen har en fibrøs struktur. Membranerne indeholder glatte muskelfibre, hvis sammentrækning fremmer sædcellernes bevægelse ind i bitestiklen. Under kapslen er der cirka 250 pyramideformede lobuler adskilt fra hinanden af fibrøse skillevægge. Hver lobulus indeholder adskillige snoede sædkanaler, der er 30-60 cm lange. Disse kanaler udgør mere end 85% af testiklens volumen. Korte, lige kanaler forbinder kanalerne direkte med rete testis, hvorfra sædcellerne kommer ind i epididymis-kanalen. Sidstnævnte, når den rette ud, bliver 4-5 m lang, og når den er rullet sammen, danner den epididymis' hoved, krop og hale. Sertoliceller og spermatocytter er placeret i epitelet, der omgiver kanalernes lumen. Leydigceller, makrofager, blodkar og lymfekar ligger i det interstitielle væv mellem kanalerne.

Cylindriske Sertoli-celler udfører mange funktioner: barrierefunktioner (på grund af tæt kontakt med hinanden), fagocytfunktioner, transportfunktioner (deltagelse i spermatocytters bevægelse til tubuluslumen) og endelig endokrine funktioner (syntese og sekretion af androgenbindende protein og inhibin). Polygonale Leydig-celler har en ultrastruktur (udtales glat endoplasmatisk reticulum) og enzymer, der er karakteristiske for steroidproducerende celler.

Testiklerne spiller en vigtig rolle i reproduktionsfysiologien hos mænd. Fosterets erhvervelse af den mandlige fænotype bestemmes således i høj grad af produktionen af Müllersk hæmmende stof og testosteron fra de embryonale testikler, og fremkomsten af sekundære seksuelle karakteristika under puberteten og evnen til at reproducere sig bestemmes af testiklernes steroidogene og spermatogene aktiviteter.

Syntese, sekretion og metabolisme af androgener. I deres produktion spiller testiklerne en vigtigere rolle end binyrebarken. Det er tilstrækkeligt at sige, at kun 5% af T dannes uden for testiklerne. Leydig-celler er i stand til at syntetisere det fra acetat og kolesterol. Syntesen af sidstnævnte i testiklerne er sandsynligvis ikke forskellig fra den proces, der forekommer i binyrebarken. Nøglestadiet i biosyntesen af steroidhormoner er omdannelsen af kolesterol til pregnenolon, hvilket involverer spaltning af sidekæden i nærvær af NADH og molekylært ilt. Yderligere omdannelse af pregnenolon til progesteron kan forekomme på forskellige måder. Hos mennesker er den dominerende omdannelsesvej tilsyneladende D5-vejen ^, hvor pregnenolon omdannes til 17a-hydroxypregnenolon og derefter til dehydroepiandrosteron (DHEA) og T. D4 ^- vejen gennem 17-hydroxyprogesteron og androstenedion er dog også mulig. Enzymerne bag sådanne transformationer er 3beta-oxysteroiddehydrogenase, 17a-hydroxylase osv. I testiklerne, ligesom i binyrerne, produceres der også steroidkonjugater (primært sulfater). De enzymer, der spalter sidekæden af kolesterol, er lokaliseret i mitokondrierne, mens de enzymer, der syntetiserer kolesterol fra acetat og testosteron fra pregnenolon, er placeret i mikrosomerne. Substrat-enzymregulering findes i testiklerne. Således er steroidhydroxylering i 20. position ret aktiv hos mennesker, og 20a-oxymetabolitter af progesteron og pregnenolon hæmmer 17a-hydroxylering af disse forbindelser. Derudover kan testosteron stimulere sin egen dannelse, hvilket påvirker omdannelsen af androstenedion.

Voksne testikler producerer 5 til 12 mg testosteron om dagen, såvel som de svage androgener dehydroepiandrosteron, androstenedion og androsten-3beta,17beta-diol. Testikelvæv producerer også små mængder dihydrotestosteron, og aromatiseringsenzymer er til stede, hvilket resulterer i, at små mængder østradiol og østron kommer ind i blodet og sædvæsken. Selvom Leydig-cellerne er den primære kilde til testikeltestosteron, er steroidogeneseenzymer også til stede i andre celler i testiklen (tubulært epitel). De kan være involveret i at skabe de høje lokale T-niveauer, der kræves for normal spermatogenese.

Testiklerne udskiller T episodisk snarere end kontinuerligt, hvilket er en af årsagerne til de store udsving i niveauet af dette hormon i blodet (3-12 ng/ml hos en rask ung mand). Den døgnrytme, der anvendes i testosteronudskillelsen, sikrer dets maksimale indhold i blodet tidligt om morgenen (omkring kl. 7) og dets minimum om eftermiddagen (omkring kl. 13). T findes hovedsageligt i blodet som et kompleks med kønshormonbindende globulin (SHBG), som binder T og DHT med større affinitet end østradiol. Koncentrationen af SHBG falder under påvirkning af T og væksthormon og stiger under påvirkning af østrogener og skjoldbruskkirtelhormoner. Albumin binder androgener mindre stærkt end østrogener. Hos en rask person er cirka 2% af serum T i fri tilstand, 60% er bundet til SHBG og 38% til albumin. Både fri T og T bundet til albumin (men ikke SHBG) gennemgår metaboliske transformationer. Disse transformationer er hovedsageligt begrænset til reduktionen af D4 ^- ketogruppen med dannelsen af 3alpha-OH- eller 3beta-OH-derivater (i leveren). Derudover oxideres 17beta-oxygruppen til 17beta-ketoformen. Omkring halvdelen af det producerede testosteron udskilles fra kroppen som androsteron, etiocholanolon og (i langt mindre grad) epiandrosteron. Niveauet af alle disse 17-ketosteroider i urinen tillader ikke en bedømmelse af produktionen af T, da svage binyreandrogener også undergår lignende metaboliske transformationer. Andre udskilte metabolitter af testosteron er dets glucuronid (hvis niveau i urinen hos en rask person korrelerer godt med testosteronproduktionen), samt 5alpha- og 5beta-androstan-Zalfa, 17beta-dioler.

Androgeners fysiologiske virkningsmekanisme. Androgeners fysiologiske virkningsmekanisme har træk, der adskiller dem fra andre steroidhormoner. I reproduktionssystemets målorganer, nyrer og hud, omdannes T under påvirkning af det intracellulære enzym D4-5a ^- reduktase til DHT, hvilket faktisk forårsager androgene virkninger: en stigning i størrelsen og den funktionelle aktivitet af de tilhørende kønsorganer, hårvækst af mandlig type og øget sekretion fra de apokrine kirtler. I skeletmuskler er T imidlertid selv i stand til at øge proteinsyntesen uden yderligere transformationer. Receptorerne i sædkanalerne har tilsyneladende lige stor affinitet for T og DHT. Derfor bevarer personer med 5a-reduktase-mangel aktiv spermatogenese. Ved at omdanne til 5beta-androsten- eller 53-pregnesteroider kan androgener, ligesom progestiner, stimulere hæmatopoiesen. Mekanismerne for androgeners indflydelse på lineær vækst og ossifikation af metafyser er ikke tilstrækkeligt undersøgt, selvom vækstaccelerationen falder sammen med en stigning i T4-sekretion under puberteten.

I målorganerne trænger frit T ind i cellernes cytoplasma. Hvor der er 5a-reduktase i cellen, omdannes det til DHT. T eller DHT (afhængigt af målorganet) binder sig til den cytosoliske receptor, ændrer konfigurationen af dets molekyle og dermed affiniteten for den nukleare acceptor. Interaktionen mellem hormon-receptorkomplekset og sidstnævnte fører til en stigning i koncentrationen af et antal mRNA'er, hvilket ikke kun skyldes accelerationen af deres transkription, men også stabiliseringen af molekylerne. I prostata forstærker T også bindingen af methionin mRNA til ribosomer, hvor store mængder mRNA trænger ind. Alt dette fører til aktivering af translation med syntesen af funktionelle proteiner, der ændrer cellens tilstand.