CƠ QUAN SINH dục NAM 2013

Tinh nguyên bào B nguyên phân thành tinh bào nguyên thủy Hình 5: Ống sinh tinh, SE: biểu mô tinh, Ap: tinh nguyên bào A nhạt màu, Ad: tinh nguyên bào A đậm màu, tinh nguyên bào B, SC: tế

CƠ QUAN SINH DỤC NAM

Hệ thống ống trong tinh hoàn

Hệ thống ống ngoài tinh hoàn

Các tuyến kết hợp: túi tinh, tiền liệt tuyến, tuyến hành niệu đạo

Dương vật

1 Mô tả đặc điểm mô học của ống sinh tinh

2 Trình bày quá trình phát triển tinh trùng; so sánh với quá trình phát triển trứng

3 So sánh đặc điểm cấu tạo và chức năng của tế bào Sertoli và các loại tế bào dòng tinh

4 Mô tả đặc điểm cấu tạo và chức năng của tế bào Leydig

5 So sánh đặc điểm mô học của hệ thống ống trong và ngoài tinh hoàn

6 Mô tả cấu tạo mô học của tiền liệt tuyến

7 Góp phần giải thích một số bệnh: tinh hoàn ẩn, hội chứng bất động lông chuyển, phì đại

và ung thư tiền liệt tuyến

Hình 1: Sơ đồ cho thấy vị trí và mối liên quan giữa tinh hoàn, mào tinh, ống dẫn tinh từ bìu đến niệu đạo Ống dẫn tinh nằm dọc trước và trên của bàng quang do tinh hoàn đi xuống bìu từ ổ

bụng trong quá trình phát triển thai

Hệ thống ống sinh dục và các tuyến sinh dục phụ tạo ra chất chế tiết và được hỗ trợ bởi các cơ co thắt, đẩy các tế bào dòng tinh vào trong lòng ống Chất chế tiết cung cấp dinh dưỡng cho các tế bào dòng tinh khi chúng ở trong đường sinh dục nam Tế bào dòng tinh, và các chất

chế tiết của các ống dẫn tinh và tuyến sinh dục phụ tạo thành tinh dịch sau đó được đưa vào cơ quan sinh dục nữ qua dương vật

Tinh hoàn

Người trưởng thành có 1 cặp tinh hoàn hình bầu dục nằm trong bìu, ngoài khoang cơ thể

có kích thước dài 4cm, rộng 2-3cm và dày 3cm Tinh hoàn được treo trong bìu bằng thừng tinh

và được cố định bằng dây chằng bìu Bao xung quanh tinh hoàn có 3 lớp:

Lớp ngoài (tunica vaginalis): lớp tế bào biểu mô gồm lá thành và lá tạng bao xung quanh mặt ngoài trước và sau

Lớp màng trắng (tunica albuginea): lớp mô liên kết đặc, màng trắng dày ở mặt sau của tinh hoàn và hình thành vách tinh hoàn, từ đó tạo thành vách chia tinh hoàn thành khoảng 250 thùy hình tháp Vách chia các thùy tinh hoàn không tách biệt hoàn toàn và vẫn có sự liên lạc giữa các thùy Mỗi thùy gồm 1-4 ống sinh tinh, xung quanh là mô liên kết lỏng lẻo giàu mạch máu, mạch bạch huyết, thần kinh và tế bào Leydig Ống sinh tinh tạo tế bào dòng tinh, tế bào Leydig tiết androgen

Lớp trong: nằm trong màng trắng Bệnh lí nang nước tinh mạc là sự tích tụ dịch trong lớp ngoài và thừng tinh

Hình 2: Giải phẫu tinh hoàn cắt dọc và ống sinh tinh cắt ngang

Sự phát triển tinh hoàn

Tinh hoàn phát triển sau phúc mạc trong phần lưng phôi trong ổ bụng Tinh hoàn di chuyển trong quá trình phát triển thai và được giữ trong bìu ở cuối thừng tinh Vì di chuyển từ ổ bụng, mỗi tinh hoàn có túi thanh mạc, màng tinh hoàn có nguồn gốc từ phúc mạc

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng điều hòa quá trình sinh tinh, quá trình này chỉ xảy ra khi nhiệt độ dưới 370C Nhiệt độ tinh hoàn trong bìu khoảng 340C nhờ các cơ chế khác nhau: (1) Mỗi động mạch tinh hoàn có đám rối tĩnh mạch dạng tua xung quanh với máu có nhiệt độ thấp hơn, để có thể lấy nhiệt từ động mạch bằng hệ thống trao đổi nhiệt đối lưu; (2) thoát mồ hôi từ bìu cũng làm tăng khả năng mất nhiệt; (3) Co hay giãn cơ lớp cơ trơn mỏng dưới da bìu (cơ dartos) và cơ treo tinh hoàn (cơ cremaster) của thừng tinh di chuyển tinh hoàn gần hay xa so với thân người cũng cho phép kiểm soát nhiệt độ tinh hoàn

Ứng dụng

Tinh hoàn không xuống bìu (tinh hoàn ẩn) mà vẫn ở trong cơ thể sẽ bị ức chế quá trình sinh tinh Trong một số trường hợp, quá trình sinh tinh có thể bình thường nếu phẫu thuật đưa tinh hoàn xuống bìu sớm trước 2 tuổi Do đó, một trong những bước khám trẻ sơ sinh nam quan trọng là phải kiểm tra xem tinh hoàn đã xuống bìu chưa Mặc dù tế bào mầm tăng sinh bị

ức chế do nhiệt độ trong ổ bụng nhưng tổng hợp testosterone của tế bào mô kẽ không bị ảnh hưởng Do đó, nam bị tinh hoàn ẩn có thể bị vô sinh nhưng vẫn phát triển các đặc điểm thứ phát

Ống sinh tinh

Ống sinh tinh tạo ra tinh trùng với số lượng 2x108/ngày ở người trưởng thành Mỗi tinh hoàn có 250-1000 ống sinh tinh trong các thùy, mỗi ống sinh tinh có đường kính 150-250µm, dài 30-70cm Tổng chiều dài của các ống sinh tinh trong 1 tinh hoàn là 250m Mỗi ống sinh tinh là quai lượn nối với ống thẳng đến lưới tinh hoàn 2-20 ống ra nối với lưới tinh hoàn đến đầu mào tinh

Hình 3: Các thùy tinh hoàn tập trung tại lưới tinh hoàn M: vách tinh hoàn, S: vách mỏng, ST:

ống sinh tinh, RT: lưới tinh hoàn

Mỗi ống sinh tinh được lót bởi loại biểu mô tầng đặc biệt gọi là biểu mô tinh Màng đáy

của lớp biểu mô tinh được phủ bởi mô liên kết với lớp trong cùng có những tế bào dẹt giống tế

bào cơ trơn gọi là tế bào cơ biểu mô giúp ống sinh tinh co thắt nhẹ Tế bào kẽ nằm trong mô liên

kết giữa những ống sinh tinh

Hình 4: ống sinh tinh và tế bào kẽ IC: Tế bào tiết androgen, M: tế bào cơ biểu mô, F: tế bào sợi,

SC: tế bào sertoli, SG: tinh nguyên bào, ST: ống sinh tinh, CT: mô liên kết

Biểu mô tinh gồm 2 loại tế bào: tế bào nâng đỡ không phân chia hay tế bào Sertoli và tế bào dòng tinh Tế bào dòng tinh gồm 4-8 lớp xếp đồng tâm biệt hóa cuối cùng tạo ra tinh trùng Quá trình tạo tinh trùng gồm quá trình nguyên phân và giảm phân của tế bào dòng tinh Quá trình biệt hóa cuối cùng của tế bào giao tử đực gọi là quá trình phát triển tinh trùng

Quá trình tạo tinh trùng

Tinh nguyên bào là tế bào sinh dục lưỡng bội nhỏ nằm ở lớp đáy của ống sinh tinh Tinh nguyên bào chịu ảnh hưởng của testosterone khi trưởng thành sẽ đi vào chu trình tế bào Tinh nguyên bào có 3 loại:

• Tinh nguyên bào A đậm màu: tế bào nhỏ hình vòm, nhân hình bầu dục dẹt nhiều chất dị nhiễm sắc Tinh nguyên bào A đậm màu là tế bào dự trữ không đi vào chu trình tế bào nhưng trong trường hợp đặc biệt có thể đi vào chu trình tế bào Khi nguyên phân, sẽ tạo ra thêm 1 tinh nguyên bào A đậm màu và tinh nguyên bào A nhạt màu

• Tinh nguyên bào A nhạt màu: được xác định nhờ so sánh với tinh nguyên bào A đậm màu do nhân của tinh nguyên bào A nhạt màu có nhiều euchromatin hơn Những tế bào này có ít bào quan gồm ti thể, một ít phức hợp Golgi, một số lưới nội bào hạt và một số ribosome tự do Testosterone làm nguyên phân tinh nguyên bào A nhạt màu thành 2 tinh nguyên bào B

• Tinh nguyên bào B: tương tự tinh nguyên bào A nhưng nhân tròn hơn Tinh nguyên bào B nguyên phân thành tinh bào nguyên thủy

Hình 5: Ống sinh tinh, SE: biểu mô tinh, Ap: tinh nguyên bào A nhạt màu, Ad: tinh nguyên bào

A đậm màu, tinh nguyên bào B, SC: tế bào Sertoli, Sz: tiền tinh trùng

Quá trình giảm phân của tinh bào

Quá trình giảm phân đầu tiên của tinh bào 1 sau đó là giảm phân lần 2 của tinh bào 2, giảm số lượng nhiễm sắc thể thành tiền tinh trùng có bộ nhiễm sắc thể đơn bội Ngay sau khi tinh bào 1 hình thành sẽ di chuyển từ màng đáy lên phía trên về lòng ống sinh tinh Những tế bào này xâm nhập giữa các tế bào Sertoli, vùi trong tế bào Sertoli giúp duy trì hàng rào mạch máu tinh hoàn Tinh bào 1 là tế bào lớn nhất của ống sinh tinh Nhân tinh bào 1y lớn, nhân không đều do nhiễm sắc thể cô đặc Ngay sau khi hình thành, tinh bào 1 nhân đôi DNA thành 4n Mỗi NST chứa chuỗi kép và đi vào quá trình giảm phân, xảy ra quá trình tái tổ hợp DNA, phân chia tạo ra 2 giao tử Quá trình này mất 22 ngày Hầu hết tinh bào quan sát được trong lát cắt mô học là trong giai đoạn giảm phân Các cặp nhiễm sắc thể tương đồng phân chia trong lần

giảm phân đầu tiên từ tinh bào 1, tạo ra những tế bào nhỏ hơn là tinh bào 2 chỉ có 23 nhiễm sắc

thể kép có số lượng DNA là 2N Tinh bào 2 rất hiếm thấy trong những lát cắt mô học của tinh hoàn bởi thời gian tồn tại ngắn Tinh bào 2 phân chia nhiễm sắc tử của bộ nhiễm sắc thể tạo 2 tế bào đơn bội gọi là tiền tinh trùng chứa 23 nhiễm sắc thể đơn Vì không có pha S xảy ra giữa kì giảm phân 1 và 2, số lượng DNA mỗi tế bào giảm 1 nửa khi nhiễm sắc tử phân chia và tạo thành đơn bội (1N) Nhờ quá trình thụ tinh, trứng và tinh trùng đơn bội sẽ tạo thành hợp tử lưỡng bội

Hình 6: Ống sinh tinh M: tế bào cơ biểu mô, F: tế bào sợi, SG: tinh nguyên bào, PS: tinh bào nguyên thủy, RS: tiền tinh trùng hình tròn, LS: tiền trinh trùng giai đoạn sau, SC: tế bào sertoli

Hình 7: Quá trình tạo tinh trùng và phát triển tinh tùng

Quá trình phát triển tinh trùng

Tiền tinh trùng loại bỏ bào tương, sắp xếp lại bào quan và hình thành roi và trở thành tinh trùng Quá trình này gọi là quá trình phát triển tinh trùng Tiền tinh trùng nhỏ, tế bào đơn bội tròn (đường kính 8µm) Tiền tinh trùng nằm thành từng cụm gần lòng ống sinh tinh, trong bào tương có nhiều lưới nội bào hạt, ti thể, và phức hợp Golgi rất phát triển Quá trình phát triển tinh trùng chia thành 4 pha:

• Pha Golgi: lưới nội bào hạt sản suất men hydrolytic, đưa vào thể Golgi đóng gói tạo thành những hạt tiền thể cực đầu, những túi nhỏ này sẽ hóa thành một túi gọi là túi thể cực đầu Túi thể cực đầu kết hợp với màng nhân, nằm ở đầu tinh trùng Khi túi cực đầu hình thành, trung thể rời khỏi vùng gần nhân, một trung thể tham gia

vào hình thành trục roi Sau khi tạo siêu ống, trung thể trở về vị trí gần nhân để hỗ

trợ hình thành tấm kết nối, cấu trúc xung quanh trung thể

• Pha mũ: túi thể cực đầu tăng kích thước và màng của túi hòa vào màng nhân Khi túi phát triển lớn nhất gọi là thể cực đầu

• Pha cực đầu: túi cực đầu phát triển nằm trước nhân của tiền tinh trùng Túi cực đầu chứa lysosome gồm: hyaluronidase, neuraminidase, acid phosphatase và acrosin Những men này sẽ bị phóng thích khi tinh trùng gặp trứng, màng ngoài của thể cực đầu hòa màng với màng bào tương của tinh trùng Hoạt động của những men này sẽ làm phân li các tế bào vành tia, tiêu hóa màng trong suốt và các cấu trúc xung quanh trứng Quá trình này gọi là phản ứng cực đầu, một trong các bước đầu của thụ tinh

• Pha trưởng thành: bào tương của tiền tinh trùng bị phóng thích ra ngoài, những chất phóng thích sẽ được tế bào Sertoli dọn dẹp Sau đó tinh trùng được phóng thích vào hệ thống ống dẫn tinh

Cấu tạo tinh trùng: gồm đầu chứa nhân và đuôi có 4 phần: cổ, phần giữa, phần chính và phần cuối Tinh trùng dài khoảng 65µm

Hình 8: Quá trình phát triển và trưởng thành tinh trùng

Ứng dụng

Hội chứng bất động lông chuyển ở nam (hội chứng Kartagener) có đặc trưng là tinh trùng không di chuyển được nên không có khả năng thụ tinh Bệnh do thiếu dynein hay protein cần thiết để chuyển động roi và lông chuyển Rối loạn này thường đi kèm với nhiễm trùng mãn tính đường hô hấp do rối loạn trục lông chuyển của tế bào biểu mô hô hấp

Tế bào Sertoli

Hình trụ hay hình tháp bao lấy các tế bào dòng tinh và có chức năng nâng đỡ tế bào dòng tinh Đáy tế bào Sertoli dính vào màng đáy và đỉnh thường mở vào lòng ống sinh tinh Dưới kính hiển vi quang học đường viền của Sertoli khó xác định Mỗi tế bào Sertoli hỗ trợ 30-50 tế bào dòng tinh trong các giai đoạn phát triển khác nhau Các nghiên cứu cho thấy tế bào Sertoli chứa rất nhiều lưới nội bào trơn, một ít lưới nội bào hạt, phức hợp Golgi phát triển cũng như ti thể và lysosome Nhân dài, có thể hình tam giác nhiễm sắc thể co cụm, nhân con rõ, ít dị nhiễm sắc

Có những liên kết bịt chặt chẽ giữa màng đáy và những tế bào Sertoli lân cận hình thành hàng rào máu tinh hoàn trong biểu mô tinh, hàng rào máu mô chặt nhất ở động vật có vú Hàng rào này là một phần của hệ thống ngăn cản tấn công tự miễn chống lại tế bào dòng tinh Tế bào dòng tinh nằm màng đáy, phía dưới là những liên kết tế bào và mở vào hệ mạch máu mô kẽ chứa lympho và tế bào trình diện kháng nguyên Giảm phân lần đầu, tinh bào mới hình thành tạm thời phá vỡ kết nối tế bào ở màng đáy, tạm thời thiết lập liên kết mới giữa màng của tế bào dòng tinh và tế bào Sertoli và di chuyển lên lòng ống sinh tinh không có hàng rào máu tinh hoàn Tinh bào và tiền tinh trùng dính chặt với tế bào Sertoli nằm lồng vào ở đỉnh và bên tế bào Sertoli Roi của tinh trùng phát triển từ đỉnh của tế bào Sertoli Tế bào Sertoli cũng nối và trao đổi ion với tế bào dòng tinh bằng một số liên kết khe giúp điều hòa thay đổi tạm thời trong liên kết bịt và điều hòa chu kì của biểu mô tinh Sertoli có 1 số chức năng đặc biệt trong biểu mô tinh hầu hết liên quan với hàng rào máu tinh hoàn:

• Hỗ trợ, bảo vệ và dinh dưỡng sự phát triển của tế bào dòng tinh Vì tinh bào, tiền tinh trùng và tinh trùng được dinh dưỡng từ hàng rào máu tinh hoàn, những tế bào dòng tinh phụ thuộc vào tế bào Sertoli để sản xuất và chuyển vào khoang chất dinh dưỡng và chuyển hóa Do đó, trong khi bảo vệ tế bào dòng tinh khỏi các thành phần miễn dịch, tế bào Sertoli cung cấp các yếu tố trong huyết thanh cần thiết để tế bào dòng tinh phát triển và biệt hóa

• Chế tiết nội tiết và ngoại tiết: Sertoli chế tiết vào lòng ống sinh tinh dịch để chuyển tinh trùng vào đường sinh dục Sự chế tiết chất dinh dưỡng và protein kết hợp androgen (ABP), làm tăng nồng độ testosterone nên tinh trùng được kích thích bởi FSH Sertoli chế tiết estradiol nguồn gốc của testosterone và 39kDa ức chế glycoprotein, sẽ ức chế tổng hợp và phóng thích FSH từ thùy trước tuyến yên

Trong thời kì bào thai Sertoli tiết 140kDa glycoprotein gọi là chất ức chế muller gây ức chế ống muller, nếu không có chất này những ống này sẽ hình thành một phần đường sinh dục nữ

• Thực bào: trong quá trình tạo tinh trùng, lysosome của Sertoli thực bào và tiêu hóa bào tương dư thừa, nếu không protein của tinh trùng có thể qua khỏi hàng rào máu tinh hoàn

Hình 9: Tế bào Sertoli

Ứng dụng

Quá trình tạo tinh trùng tạo ra những protein đặc biệt của tinh trùng, vì sự trưởng thành sinh dục xảy ra thời gian dài sau sự phát triển dung nạp miễn dịch, biệt hóa tinh trùng có thể được xem là vật lạ và kích thích đáp ứng miễn dịch sẽ làm tổn thương những tế bào mầm Hàng rào máu tinh hoàn cùng với một số cơ chế khác bảo đảm môi trường miễn dịch loại bỏ bất kì sự tương tác nào giữa sự phát triển tinh trùng và hệ miễn dịch Hàng rào này ngăn sự xâm nhập của immunoglobin vào ống sinh tinh và ổn định quá trình thụ tinh ngay cả khi trong huyết thanh

co kháng thể kháng tinh trùng

Tế bào Leydig

Tế bào Leydig nằm trong mô kẽ của tinh hoàn Hệ thống ống sinh tinh được bao xung quanh bằng màng trắng, mô liên kết lỏng thưa giàu mạch máu, thành phần tế bào gồm: tế bào sợi, tế bào mast và các tế bào khác trong mô liên kết, tế bào quan trọng nhất là tế bào Leydig chế tiết testosterone Tế bào Leydig hình đa diện, đường kính khoảng 15µm Tế bào có 1 nhân hoặc

2 nhân Tế bào có đặc điểm của tế bào tiết steroid, bào tương có nhiều lưới nội bào trơn và hệ Golgi phát triển mạnh, ngoài ra cũng có 1 số lưới nội bào hạt, giọt mỡ nhưng không có túi chế

tiết do testosterone được phóng thích ngay sau khi tổng hợp Ngoài ra bào tương còn có tinh thể Reinke đặc điểm nổi bật của tế bào mô kẽ người Testosterone duy trì quá trình tạo tinh trùng

LH là hormon từ thùy trước tuyến yên, kết hợp với thụ thể LH của tế bào Leydig kích thích tế bào Leydig tổng hợp testosterone Vì nồng độ testosterone trong máu không đủ để có thể duy trì và khởi động quá trình tạo tinh trùng nên FSH kích thích tế bào Sertoli tổng hợp và phóng thích protein kết hợp androgen để tăng nồng độ testosterone tại ống sinh tinh

Hình 10: Hormon kiểm soát quá trình tạo tinh trùng

Sinh lí mô học của tinh hoàn

Hai tinh hoàn sản xuất khoảng 200 triệu tinh trùng một ngày Tế bào Sertoli tạo ta dịch giàu fructose để dinh dưỡng và vận chuyển tinh trùng từ ống sinh tinh và đường sinh dục

Hệ thống ống trong tinh hoàn

Gồm ống thẳng, lưới tinh hoàn và ống ra Hệ thống ống mang tinh trùng và dịch từ ống sinh tinh đến mào tinh Hầu hết ống sinh tinh tạo thành quai nối với lưới tinh hoàn bằng những ống thẳng ngắn Hệ thống ống có thể nhận diện bằng lòng ống không có tế bào dòng tinh và bắt đầu bằng thành ống chỉ được lót bằng tế bào sertoli, sau đó phần chính lót bằng biểu mô vuông đơn và mô liên kết đặc xung quanh Tất cả hệ thống ống thẳng đổ vào lưới tinh hoàn, một mạng lưới có hệ thống ống lót bằng biểu mô vuông đơn Các khe của lưới tinh hoàn được bao bởi hệ thống mô liên kết trong vách tinh hoàn

Lưới tinh hoàn dẫn vào khoảng 20 ống ra Ống ra được lót bằng biểu mô vuông không có lông chuyển xen kẽ với biểu mô vuông cao có lông chuyển Tế bào không có lông chuyển hấp