生精小管管腔面積變化與生殖組織變化的關(guān)系

生精小管管腔面積變化與生殖組織變化的關(guān)系

生精小管和生精細(xì)胞在發(fā)育和衰老過程中的形態(tài)變化和功能差異一直是寄生蟲生物學(xué)的熱點(diǎn)之一。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)大鼠生精小管及精子發(fā)生等諸多方面展開了研究,但由于人體資料難得,因此對(duì)人體尚缺乏深入而系統(tǒng)的研究。本研究收集不同年齡段人體睪丸組織29例,旨在通過進(jìn)行組織學(xué)結(jié)構(gòu)研究,闡明生精小管在發(fā)育、衰老過程中形態(tài)學(xué)的變化規(guī)律,為豐富睪丸的組織學(xué)結(jié)構(gòu)知識(shí)及生殖醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論提供資料。1材料和方法1.1體睪丸組織時(shí)間由長治醫(yī)學(xué)院組織胚胎學(xué)教研室和人體解剖教研室共同收集不同年齡段的人體睪丸組織,共28例,其中胚胎25周1例,胚胎32周1例,7～10歲2例,13～16歲3例,20～25歲3例,30～33歲2例,42～45歲3例,50～55歲5例,60～65歲8例。1.2方法1.2.1軸垂直方向乘子法①取其左,右側(cè)睪丸分別用10%甲醛固定;②常規(guī)石蠟包埋;③沿睪丸長軸垂直方向做連續(xù)切片,厚5μm,將其裱于載玻片;④切片經(jīng)二甲苯脫蠟后梯度酒精下行入水,蘇木精染色;⑤經(jīng)1%鹽酸酒精分色,自來水沖洗藍(lán)化后,再用伊紅復(fù)染;⑥最后經(jīng)梯度酒精脫水,二甲苯透明后封片。1.2.2測量分析確定生精小管面積觀察標(biāo)本的鏡下組織學(xué)結(jié)構(gòu),每個(gè)組織標(biāo)本選取3張生精小管橫切面及生精細(xì)胞分布均勻的區(qū)域,利用成都泰孟科技公司圖像分析系統(tǒng)采集圖像,每個(gè)發(fā)育階段采集20個(gè)視野,并利用該系統(tǒng)的測量分析模塊測量所選圖內(nèi)各個(gè)生精小管面積,生精小管管腔面積,用作圖表,并進(jìn)行單因素方差分析,雙樣本作t檢驗(yàn)處理。2結(jié)果2.1生精小管面積變化從胚胎睪丸形成到青春期前,隨睪丸逐漸發(fā)育增大,睪丸間質(zhì)增多,但生精小管面積無明顯增大;自青春期生精小管面積迅速增大,25歲左右達(dá)到峰值,45歲左右生精小管平均面積緩慢減少,55歲以后顯著減少(附表,圖表1)。將20～30歲生精小管平均面積與其他各年齡段生精小管平均面積作兩兩比較,t檢驗(yàn)結(jié)果顯示,15歲前和55歲后生精小管平均面積顯著小于20～30歲生精小管平均面積,P<0.01。2.2管腔面積變化從胚胎睪丸形成到青春期前,生精小管幾乎無管腔;青春期管腔開始出現(xiàn)并迅速增大,20歲左右達(dá)到峰值;于45歲左右管腔面積緩慢減少,55歲以后顯著減少(表1,圖1,2)。將20～30歲生精小管管腔平均面積與之后各年齡段生精小管管腔平均面積作兩兩比較,t檢驗(yàn)結(jié)果顯示,55歲后生精小管管腔平均面積顯著小于20～30歲生精小管管腔平均面積(P<0.01)。2.3睪丸發(fā)育的變化從胚胎睪丸形成到青春期前,生精小管上皮由精原細(xì)胞和支持細(xì)胞組成,生精小管無管腔,(圖3、4),但隨睪丸發(fā)育增大,睪丸間質(zhì)增多,生精小管上皮和基膜間漸出現(xiàn)明顯的間隙(圖4);青春期開始,生精小管上皮發(fā)育,生精細(xì)胞層數(shù)增加,管壁各級(jí)生精細(xì)胞典型,腔面可見精子,(圖5-7);55～65歲,睪丸纖維化明顯,隨年齡增長,生精小管皺縮,生精上皮細(xì)胞數(shù)量漸減少,基膜增厚,生精上皮排列紊亂(圖8)。3生殖細(xì)胞發(fā)育生精小管是產(chǎn)生男性生殖細(xì)胞精子的場所,生殖細(xì)胞的發(fā)生發(fā)育受到溫度、激素、染色體核型、基因等諸多因數(shù)的調(diào)控,自青春期開始,睪丸生精小管的生精上皮開始發(fā)育并產(chǎn)生精子。3.1生精細(xì)胞的發(fā)育胚胎期睪丸形成時(shí),生殖腺嵴的體腔上皮形成的初級(jí)性索細(xì)胞演變?yōu)橹С旨?xì)胞,來源于卵黃囊的原始生殖細(xì)胞增殖分化為精原細(xì)胞。從胚胎睪丸形成到青春期前,睪丸未受到相關(guān)激素作用,生精細(xì)胞不發(fā)育,生精小管上皮由精原細(xì)胞和支持細(xì)胞組成,幾乎無管腔;因此,隨睪丸逐漸發(fā)育增大,睪丸間質(zhì)增多,但生精小管面積無明顯增大。至青春期,睪丸受垂體分泌的促黃體生成素(LH)、促濾泡生成素(FSH)以及睪丸間質(zhì)細(xì)胞分泌的睪酮調(diào)控,生精細(xì)胞發(fā)育并產(chǎn)生精子。間質(zhì)細(xì)胞又稱Leydig細(xì)胞,位于各曲精細(xì)管之間的間質(zhì)組織中,它們合成和分泌睪酮進(jìn)入曲精細(xì)管,促進(jìn)精子發(fā)生。睪酮的產(chǎn)生受垂體釋放的LH的控制。垂體分泌的FSH則刺激支持細(xì)胞合成和分泌雄激素結(jié)合蛋白,它與睪酮有強(qiáng)的親和能力,以保持睪酮在曲精細(xì)管中的濃度,維持它對(duì)精子發(fā)生的作用,此外FSH還能直接啟動(dòng)精原細(xì)胞分裂和激發(fā)早期生殖細(xì)胞的發(fā)育。因此在受到這些相關(guān)激素作用下,生精細(xì)胞發(fā)育,各級(jí)生精細(xì)胞數(shù)量增多,即生精小管平均面積迅速增大,可導(dǎo)致睪丸體積和重量增加,vanHaster等在對(duì)大鼠研究也表明,在生后3月齡,生精小管面積達(dá)到最大,同時(shí)睪丸重量急劇增加,為精子生成奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。生精小管管腔的出現(xiàn)與精子生成、運(yùn)輸有關(guān)。在動(dòng)物研究證實(shí)生精細(xì)胞的凋亡應(yīng)是生精小管管腔出現(xiàn)的重要原因之一,此外,生精上皮基膜擴(kuò)大的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生精細(xì)胞的增殖水平也是生精小管管腔出現(xiàn)的原因。在人類青春期前的睪丸組織結(jié)構(gòu)中,可見生精小管上皮與基膜間有較大間隙,可能也是由于基膜擴(kuò)大的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生精細(xì)胞的增殖水平所致。綜合分析結(jié)果情況,人類睪丸生殖功能旺盛時(shí)期是20～30歲,最佳時(shí)期是25歲左右。3.2生精小管基膜與睪丸衰老的關(guān)系在衰老過程中,肉眼觀可見隨衰老睪丸質(zhì)地松軟,沒有生精旺盛期睪丸那樣飽滿,特別是到65歲,睪丸的體積變小,表面粗糙。觀察組織學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)衰老睪丸的纖維化程度較嚴(yán)重,而纖維化應(yīng)該是睪丸表面粗糙的原因之一,動(dòng)物研究也有同樣結(jié)果。此外,在研究中發(fā)現(xiàn)睪丸組織的隨齡變化存在有個(gè)體差異,是不均一的,這表現(xiàn)在生精細(xì)胞的層次、在同一發(fā)育階段不同生精小管內(nèi)的分布均有所不同,這與不同生精小管所處的微環(huán)境及生精細(xì)胞所處生精上皮的時(shí)相不同有關(guān)。衰老所致生精上皮發(fā)生變化的原因尚小清楚。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn),在25月齡的衰老大鼠中,睪酮水平雖有下降,但是該水平足以維持在正常成年動(dòng)物的精子發(fā)生,推測衰老變化可能與衰老動(dòng)物的血睪屏障受累等因素有關(guān)。有文獻(xiàn)報(bào)道,在BrownNorwayRat衰老動(dòng)物模型中,循環(huán)血流中的FSH水平尚未降低,因此,生精上皮退化并不是生精上皮缺乏激素的維持。Richardson等提出增厚的生精小管基膜引起進(jìn)人和排出生精上皮物質(zhì)的降低,于是導(dǎo)致了生精細(xì)胞的退化。本研究中也發(fā)現(xiàn)隨衰老的進(jìn)程生精小管基膜有增厚的趨勢,基膜是血睪屏障的組成之一,血睪屏障具有維持有利于精子發(fā)生的微環(huán)境的功能,血睪屏障的任一成分發(fā)生變化都有