CHỨC NĂNG SINH SẢN VÀ CÁC HORMON NAM GIỚI. CHỨC NĂNG CỦA TUYẾN TÙNG

Chức năng sinh dục nam thể hiện qua 3 chức năng chính:

1. Sản sinh tinh trùng
2. Thực hiện các chức năng sinh dục nam
3. Điều hòa chức năng sinh sản thông qua các hormon

Bên cạnh chức năng sinh sản, các hormon sinh dục nam còn có tác dụng lên các đặc tính sinh dục phụ, sự trao đổi chất qua màng tế bào, sự tăng trưởng và nhiều chức năng khác của cơ thể.

Giải phẫu, sinh lý cơ quan sinh dục nam

Hình 51-1A thể hiện các thành phần của cấu trức sinh dục nam, còn hình 51-1B mô tả kĩ hơn về cấu trúc của tinh hoàn và mào tinh hoàn. Tinh hoàn được cấu tạo bởi hơn 900 ống sinh tinh, mỗi ống sinh tinh có thể dài tới 1,5 mét, là nơi sản sinh ra tinh trùng. Sau đó tinh trùng được đổ vào mào tinh hoàn – là một ống xoắn khác có chiều dài lên tới 6 mét. Mào tinh hoàn dẫn tinh trùng vào ống dẫn tinh, Ống dẫn tinh giãn rộng ra thành túi tinh, nơi dự trữ tinh trùng trước khi đổ vào tuyến tiền liệt.

Hình 51-1.A: Hệ sinh dục nam B. Cấu trúc tinh hoàn và mối quan hệ giữa tinh hoàn và mào tinh hoàn( A: Nguồn: Bloom  V,  Fawcett  DW:  Textbook  of  Histology, 10th  ed.  Philadelphia: WB  Saunders,  1975. B, Nguồn: Guyton AC: Anatomy and Physiology. Philadelphia: Saunders College Publishing, 1985.)

Hai túi tinh nằm ở 2 bên tuyến tiền liệt, dẫn tinh trùng vào tuyến tiền liệt và tận cùng ở bóng tinh. Niệu quản là nơi cuối cùng dẫn tinh trùng từ tinh hoàn ra bên ngoài. Niệu quản được cung cấp chất nhầy từ một lượng lớn tuyến niệu đạo nhỏ sắp xếp suốt chiều dài của niệu đạo, cũng như từ tuyến hành niệu đạo ( tuyến Cowper) ở gốc niệu đạo.

Sự sinh tinh

Trong quá trình hình thành phôi thai, các tế bào mần nguyên thủy di chuyển vào tinh hoàn và trở thành các tinh nguyên bào, xếp thành 2 đến 3 lớp trên bề mặt bên trong vách ống sinh tinh ( mặt cắt ngang ống sinh tinh được thể hiện trong hình 51-2A). Đến tuổi dậy thì, các tinh nguyên bào trải qua quá trình phân bào và liên tục sinh trưởng phát triển để tạo thành tinh trùng như được thể hiện trong hình 51-2B.

Hình 51-2 A: Sơ đồ cắt ngang ống sinh tinh B: Các giai đoạn trưởng thành tinh trùng từ tinh nguyên bào

Các giai đoan của quá trình sinh tinh

Sự sinh tinh xảy ra ở ống sinh tinh nhờ sự điều hòa của các hormon điều hòa sinh dục của tuyến yên. Sự sinh tinh bắt đầu vào khoảng 13 tuổi và kéo dài trong suốt thời gian còn lại của cuộc đời nhưng giảm đi rõ rệt khi về già.

Trong giai đoạn đầu tiên của quá trình sinh tinh, các tinh nguyên bào được bao quanh bởi các tế bào Sertoli đến tận trung tâm ống sinh tinh. Các tế bào Sertoli rất lớn, tiết ra nhiều chất bao quanh tinh nguyên bào tạo môi trường giúp tinh nguyên bào sinh trưởng và biệt hóa.

Quá trình phân bào

 

Các tinh nguyên bào vượt qua hàng rào tế bào Sertoli dần dần trưởng thành, lớn hơn, tao thành tinh bào bậc 1 có kích thước lớn. Đến lượt các tinh bào bậc 1, chúng trải qua phân bào giảm nhiễm để trở thành 2 tinh bào bậc 2. Sau đó vài ngày, các tinh bào bậc 2 cũng phân chia trở thành các tinh trùng, và sau đó chúng biệt hóa trở thành các tinh trùng trưởng thành.

Trong quá trình phát triển từ tinh bào trở thành tinh trùng, 46 nhiễm sắc thể ( 23 cặp nhiễm sắc thể) của tinh bào phân chia, 23 nhiễm sắc thể đi vào tinh trùng thứ nhất, 23 nhiễm sắc thể đi vào tinh trùng thứ 2. Các gen trên nhiễm sắc thể cũng được phân chia để đảm bảo chỉ có một nửa đặc tính di truyền của thai nhi được cung cấp bởi người cha, và một nửa còn lại đến từ trứng của người mẹ. Toàn bộ thời gian của quá trình sinh tinh từ tinh nguyên bào đến tinh trùng mất khoảng 74 ngày.

Nhiễm sắc thể giới tính

Trong mỗi tinh nguyên bào, một trong 23 cặp nhiễm sắc thể mang gen quy đinh giới tính của đứa trẻ trong tương lai. Cặp nhiễm sắc thể này gồm 1 nhiễm sắc thể X, được gọi là nhiễm sắc thể nữ giới, 1 nhiễm sắc thể Y, là nhiễm sắc thể nam giới. Trong quá trình phân bào, nhiễm sắc thể giới tính Y đi về 1 tinh trùng và tinh trùng đó trở thành tinh trùng nam, và nhiễm sắc thể giới tính X đi về một tinh trùng khác và tinh trùng đó được gọi là tinh trùng nữ. Giới tính của đứa trẻ trong tương lai được quy đinh bởi loại tinh trùng được thụ tinh với trứng của người mẹ.

Cấu trúc Tinh trùng

Ban đầu khi tinh trùng được hình thành, chúng vẫn mang đặc điểm cơ bản của tế bào biểu mô, sau đó chúng sẽ được biệt hóa và kéo dài ra để trở thành các tinh trùng trưởng thành. Như mô tả trong hình 81-4, mỗi tinh trùng được chia thành phần đầu và phần đuôi. Phần đầu chứa nhân tế bào cô đặc, được bao quanh bởi một lớp màng tế bào và một lớp nguyên sinh chất rất mỏng. Ở 2/3 trước ngoài của phần đầu là một mũ dày gọi là thể đỉnh được hình thành chủ yếu từ các bộ máy Gongi. Thể đỉnh chứa các enzim giống các enzim được tìm thấy trong các lysosome của các tế bào điển hình, như hyalurolydase( có khả năng phân giải sợi proteoglycan của mô), các enzim phân giải protein rất mạnh. Các enzim này đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự xâm nhập của tinh trùng vào trong trứng cũng như sự thụ tinh.

Phần đuôi tinh trùng, hay gọi là roi, cấu trúc gồm 3 thành phần chính: (1) khung xương trung tâm được tạo thành từ 11 vi ống, được gọi chung là sợi trục ( cấu trúc của sợi trục tương tự như nhung mao được tìm thấy trên bề mặt các tế bào khác như mô tả trong chương 2), (2) lớp màng tế bào mỏng phủ quanh sợi trục, (3) tập hợp các ty thể xếp vòng quanh sợi trục ở phần gần của đuôi ( hay gọi là thân tinh trùng).

Hình 51- 4: Cấu trúc tinh trùng người

Chuyển động qua lại của đuôi ( chuyển động của roi) giúp cho tinh trùng có khả năng vận động. Nó là kết quả của sự trượt theo chiều dài một cách nhịp nhàng của ống trước và ống sau sợi trục. Năng lượng cho quá trình này được cung cấp dưới dạng adenosine triphosphat do các ty thể nằm ở thân tinh trùng sản xuất. Tinh trùng di chuyển trong môi trường lỏng thông thường với tốc độ 1 – 4 mm/s, cho phép chúng di chuyển được trong đường sinh dục của nữ để tìm đến trứng.

Hormone kích thích sinh tinh

Vai trò của các hormone sinh dục sẽ được đề cập chi tiết trong phần sau. Phần này chỉ nêu các hormon ảnh hưởng chính tới quá trình sinh tinh:

1. Testosteron: được sản xuất từ các tế bào Leydic nằm ở khoảng gian bào của tinh hoàn( xem hình 51– 2), cần thiết cho sự phát triển và biệt hóa của các tế bào mầm tinh hoàn, bước đầu tiên trong sự hình thành tinh dịch.
2. LH ( Luteinizing hormone): do thùy trước tuyến yên tiết ra, kích thích tế bào Leydic sản xuất Testosteron.
3. FSH ( Follicile Stimiulating hormone): cũng được tiết ra từ thùy trước tuyến yên, cần thiết cho sự biệt hóa từ tiền tinh trùng thành tinh trùng.
4. Estrogen: do tế bào Sertoli tiết ra dưới tác dụng của FSH, cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh tinh.
5. GH ( Growth hormone): giống như tác dụng toàn thân khác, cần thiết cho sự trao đổi chất qua màng tế bào ở tinh hoàn. GH đặc biệt quan trọng trong giai đoạn đầu biệt hóa tinh nguyên bào, nếu thiếu ( như trong bệnh lùn tuyến yên) thì sự sinh tinh sẽ suy giảm hoặc thậm trí không sảy ra, dẫn đến vô sinh.

Sự hoàn thiện tinh trùng trong mào tinh hoàn

Sau khi hình thành trong ống sinh tinh, tinh trùng phải mất một vài ngày để đi hết quãng đường 6 mét của mào tinh hoàn. Tinh trùng lấy ra từ ống sinh tinh và phần đầu mào tinh chưa có khả năng di chuyển cũng như chưa thể thụ tinh với trứng. Tuy nhiên, sau khi tinh trùng ở trong mào tinh khoảng 18 đến 24 giờ, chúng đã có khả năng di động, mặc dù vẫn bị một số enzim ức chế trong mào tinh ức chế khả năng di động cho đến sau khi xuất tinh.

Lưu trữ tinh trùng trong tinh hoàn

Hai tinh hoàn ở nam giới trưởng thành sản xuất khoảng 120ml tinh dịch mỗi ngày. Phần lớn trong đó được lưu trữ trong mào tinh, một phần nhỏ khác nằm trong ống dẫn tinh. Chúng có thể được lưu trữ mà vẫn duy trì được khả năng sinh sản trong ít nhất 1 tháng. Trong thời gian này, chúng bị ức chế sâu, ở trong trạng thái không hoạt động do chịu sự chi phối của rất nhiều hormone ức chế do dịch tiết của ống sản sinh ra. Ngược lại, ở trạng thái hoạt động tình dục và xuất tinh với tần suất cao thì chúng được bảo lưu không quá vài ngày.

Sauk hi xuất tinh, tinh trùng trở nên di động và có khả năng thụ tinh với trứng, một quá trình gọi là “sự chín” Tế bào Sertoli và các tế bào biểu mô mào tinh hoàn tiết ra chất dịch dinh dưỡng đặc biệt, xuất tinh cùng tinh trùng, chứa nhiều hormone ( bao gồm cả estrogen và progesterone), enzyme, các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự trưởng thành tinh trùng.

Sinh lý của tinh trùng trưởng thành

Ở trang thái di động bình thường, một tinh trùng khỏe mạnh có thể di chuyển nhờ roi trong môi trường dịch thể với vận tốc 1 đến 4 mm/s. Hoạt động của chúng tốt hơn khi ở trong môi trường trung tính hoặc kiềm nhẹ, như trong tinh dịch xuất tinh; ngược lại, môi trường mang tính acid nhẹ khiến tinh trùng vận động kém đi, thậm trí môi trường acid mạnh có thể khiến chúng bị chết.

Hoạt động của tinh trùng tăng lên rõ rệt cùng với sự tăng nhiệt độ, nhưng nó không tỷ lệ thuận với mức độ trao đổi chất, là nguyên nhân khiến đời sống của chúng không dài. Mặc dù tinh trùng có thể tồn tại cả tháng trời ở trạng thái ức chế trong đường sinh dục nam, nhưng ở trong đường sinh dục nữ, đời sống của chúng chỉ kéo dài 1 đến 2 ngày.

Chức năng của túi tinh

Mỗi túi tinh là một ống gấp khúc, chia ngăn, lót bởi lớp biểu mô tiết nhầy, sản phẩm của chúng rất giàu fructose, acid citric và nhiều loại chất dinh dưỡng khác, ngoài ra chúng còn chứa một lượng lớn prostaglandin và fibrinogen. Trong quá trình mộng tinh hay xuất tinh, ngay sau khi ống dẫn tinh phóng tinh trùng, túi tinh sẽ tống tinh trùng ra ống phóng tinh. Hoạt động này được bổ sung một lượng lớn tinh dịch. Tinh dịch này có chứa nhiều fructose và nhiều chất dinh dưỡng khác đảm bảo nuôi dưỡng tinh trùng từ lúc xuất tinh đến khi một trong số chúng có thể thụ tinh với trứng.

Prostaglandin trợ giúp cho quá trình thụ tinh theo 2 cách: 1. Phản ứng với chất nhầy cổ tử cung giúp tinh trùng dễ dàng xâm nhập vào tử cung, 2. Gây ra phản nhu động, tạo ra các nhu động ngược chiều ở tử cung và vòi trứng, giúp tinh trùng nhanh chóng di chuyển về phía buồng trứng ( một vài tinh trùng có thể đạt tới đầu trên của ống dẫn trứng trong vòng 5 phút)

Chức năng tuyến tiền liệt

Tuyến tiền liệt tiết ra một chất lỏng màu trắng sữa, mỏng, chứa calci, ion citrate, một enzyme đông máu và tiền fibrinolysin. Trong mộng tinh, tất cả các nang của tuyến tiền liệt đồng loạt co thắt cùng với sự co thắt của ống phóng tinh, làm tăng thể tích tinh dịch phóng ra. Tính kiềm nhẹ trong dịch tiết tuyến tiền liệt góp phần đáng kể cho thành công của sự thụ tinh. Do sự hiện diện của acid citric trong dịch tiết ống phóng tinh, cũng như sự chuyển hóa của tinh trùng khiến môi trường acid giúp ức chế tinh trùng. Hơn nữa dịch tiết âm đạo nữ giới cũng có tính acid ( pH dịch âm đạo trong khoảng 3.5 đến 4). Tinh trùng không thể di chuyển tối ưu cho đến khi pH của môi trường dịch xung quanh đạt 6.0 đến 6.5. Do đó, rất có thể dịch tuyến tiền liệt có tính kiềm nhẹ giúp trung hòa bớt tính acid của các dịch khác khi xuất tinh, do đó tăng khả năng vận động và khả năng thụ tinh của tinh trùng

Tinh dịch

Tinh dịch được tiết ra trong quá trình hoạt động sinh dục của nam giới, gồm dịch và tinh trùng từ ống dẫn tinh ( khoảng 10%), dịch từ túi tinh ( khoảng 60 %), dịch từ tuyến tiền liệt ( khoảng 30 %) và một lượng nhỏ từ các tuyến khác, đặc biệt là tuyến hành niệu đạo. Như vậy, phần lớn tinh dịch được tiết ra từ túi tinh, chúng được tiết ra cuối cùng và đóng vai trò rửa sạch tinh trùng khỏi ống phóng tinh và niệu quản.

Độ pH trung bình của tinh dịch khoảng 7.5, trong đó dịch tuyến tiền liệt có tính hơi kiềm giúp trung hòa bớt tính acid của các thành phần khác trong tinh dịch. Dịch tuyến tiền liệt làm cho tinh dịch có màu trắng sữa, trong khi đó chất nhầy của túi tính khiến cho tinh dịch có tính nhầy đồng nhất. Ngoài ra, enzyme đông máu trong dịch tuyến tiền liệt biến đổi fibrinogen từ túi tinh thành khối fibrin giúp giữ tinh dịch ở những vùng sâu của âm đạo, chỗ cổ tử cung. Khối fibrin này sau khoảng 15 đến 30 phút sẽ được các fibriolysin tạo thành từ tiền fibriolysin trong tuyến tiền liệt phân giải. Trong khoảng 5 phút đầu sau xuất tinh, tinh trùng vẫn ở trạng thái kém hoạt động. Nhưng sau khi khối ffibrin được phân giải thì chúng trở nên di động rất mạnh.

Mặc dù tinh trùng có thể tồn tại khá lâu trong đường sinh dục nam, nhưng một khi đã xuất tinh, chúng chỉ có thể sống được khoảng 24 đến 48 giờ ở nhiệt độ cơ thể người. Ở nhiệt độ thấp hơn, chúng có thể tồn tại được một vài tuần, và dĩ nhiên, nếu bảo quản ở nhiệt độ dưới âm 100 độ C, chúng thậm trí có thể sống tới hàng năm.

“Hoàn thiện” của tinh trùng là thụ tinh với trứng

Mặc dù tinh trùng được gọi là trưởng thành khi chúng ra khỏi mào tinh hoàn, hoạt động của chúng vẫn bị kiểm soát bởi nhiều yếu tố ức chế do các tế bào biểu mô trong ống sinh dục. Do đó khi mới được tống ra cùng tinh dịch, chúng chưa có khả năng thụ tinh cho trứng. Nhưng sau khi tiếp xúc với các dịch tiết trong đường sinh dục nữ, nhiều biến đổi xáy ra, kích hoạt tinh trùng thực hiện bước cuối cùng của thụ tinh. Tập hợp các giai đoạn này được gọi là sự hoàn thiện tinh trùng, thường đòi hỏi 1 đến 10 giờ. Các sự kiện được xảy ra có thể được mô tả như sau:

1. Dịch trong tử cung và ống dẫn trứng ở nữ loại sạch các yếu tố ức chế tinh trùng.
2. Khi ở trong ống sinh dục nam, tinh trùng được tiếp xúc với nhiều túi chứa dịch, trong đó có nhiều cholesterol được sản xuất từ ống sinh tinh. Cholesterol này liên tục bổ sung vào màng tế bào bao quanh sợ trục, làm bền vững màng và ngăn chặn sự thoát ra của các enzyme. Sau khi xuất tinh, tinh trùng lắng đọng trong âm đạo bơi khỏi túi cholesterol vào khoang tử cung. Trong quá trình đó chúng dần mất nhiều cholesterol trong vòng vài giờ, điều này làm cho đầu tinh trùng ( thể đỉnh) trở nên yếu hơn nhiều.
3. Màng tinh trùng cũng tăng tính thấm với ion Calci, calci đi vào trong tinh trùng rất nhiều làm thay đổi hoạt động của roi, khiến chúng vận động mạnh mẽ khác hẳn với chuyển động lượn song yếu ớt trước đó. Hơn nữa, ion calci làm thay đổi tính thấm của màng tế bào bao bọc thể đỉnh, khiến chúng sẵn sang giải phóng enzyme một cách nhanh chóng và dễ dàng, giúp tinh trùng có thể xâm nhập qua lớp tế bào hạt, thậm trí là cả màng trong suốt bao xung quanh trứng.

Như vậy, có rất nhiều biến đổi xảy ra trong giai đoạn hoàn thiện tinh trùng mà nếu không có chúng, tinh trùng không thể xâm nhập vào bên trong trứng cà thực hiện quá trình thụ tinh.

Các enzyme thể đỉnh,“phản ứng thể đỉnh” và sự xâm nhập vào trứng.

Bên trong thể đỉnh chứa một lượng lớn enzyme hyalurolydase và các enzyme phân giải protein. Hyalurolydase phân giải trùng hợp acid hyaluro – thành phần liên kết gian bào – giữa các tế bào hạt. Các enzyme phân giải protein phá hủy protein trong các lớp mô tế bào mà vẫn bảo tồn trứng.

Khi trứng được phóng vào ống dẫn trứng vẫn còn mang nhiều lớp tế bào hạt. Trước khi tinh trùng được thụ tinh với trứng, chúng còn phải vượt qua các lớp tế bào hạt, sau đó là lớp màng trong suốt dày bao quanh trứng. Để làm được điều đó cần có sự giải phóng các enzyme trong thể đỉnh. Người ta tin rằng enzyme hyalurolydase đóng vai trò đặc biệt quan trọng mở đường giữa các tế bào hạt giúp tinh trùng tìm đến trứng.

Khi tinh trùng tìm được màng trong suốt, màng trước của nó sẽ gắn chặt lấy receptor đặc hiệu trên màng trong suốt của trứng. Tiếp theo, toàn bộ thể đỉnh nhanh chóng hòa tan giải phóng toàn bộ enzyme trong nó. Trong vài phút, các enzyme đó đã mở được một con đường giúp đầu tinh trùng xuyên qua màng trong suốt vào bên trong trứng. Trong vòng 30 phút tiếp theo, màng tế bào ở đầu tinh trùng cùng với màng tế bào của trứng hợp lại với nhau để tạo thành một tế bào duy nhất. Cũng lúc này, bộ nhiễm sắc thể của trứng và tinh trùng hợp lại thành một bộ gen hoàn chỉnh mới, có sự đóng góp như nhau từ bố và mẹ. Đây là quá trình thụ tinh, và sau đấy là sự phát triển của phôi.

Tại sao một trứng chỉ có thể thụ tinh với một tinh trùng?

Với rất nhiều tinh trùng tham gia quá trình thụ tinh, tại sao chỉ có 1 tinh trùng có thể đi vào thụ tinh cùng trứng? Lý do chưa hoàn toàn được hiểu hết. Tuy nhiên chỉ vài phút sau khi tinh trùng đầu tiên xâm nhập qua lớp màng sáng, các ion calci xâm nhập vào bên trong, tế bào phát động phản ứn g vỏ đổ các chất đặc biệt vào xoang quanh noãn. Các hạt này thấm vào màng trong suốt, ngăn chặn sự gắn vào của các tinh trùng khác, thậm trí còn khiến các tinh trùng đang gắn vào phải rơi ra. Như vậy, gần như không thể có nhiều hơn một tinh trùng có thể thụ tinh cùng trứng.

Sinh tinh bất thường và vô sinh nam

Biểu mô ống sinh tinh có thể bị phá hủy bởi nhiều nguyên nhân. Ví dụ, viêm tinh hoàn hai bên do quai bị có thể là nguyên nhân gây vô sinh ở một số nam giới. Ngoài ra, một số trẻ em nam sinh ra với thoái hóa biểu mô ống sinh tinh do hẹp đường dẫn tinh hay bất thường khác.Cuối cùng, một nguyên nhân của vô sinh nam, thường là tạm thời, là sự gia tăng nhiệt độ quá mức ở tinh hoàn.

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự sinh tinh

Sự tăng nhiệt độ có thể ngăn cản sự sinh tinh vì nó có thể tiêu diệt hầu hết các tế bào trong ống sinh tinh ngoại trừ tinh nguyên bào. Đó là lý do tinh hoàn được treo ở hai túi bìu bên ngoài cơ thể mặc dù ở đó chỉ thấp hơn nhiệt độ cơ thể 2°C. Vào những ngày lạnh, phản xạ da bìu kéo tinh hoàn lại gần cơ thể để duy trì chênh lệch nhiệt độ 2°C này. Do đó bìu hoạt động như một cơ chế làm mát cho tinh hoàn ( làm mát có kiểm soát), nếu không sự sinh tinh sẽ bị suy giảm trong những ngày trời nóng.

Ẩn Tinh hoàn

Ẩn tinh hoàn là chỉ sự thất bại của quá trình di chuyển của tinh hoàn từ ổ bụng xuống bìu trong hoặc gần thời gian thai nhi sinh ra. Cùng với sự trưởng thành của thai nhi nam, tinh hoàn có nguồn gốc từ mầm sinh dục trong ổ bụng. Tuy nhiên trong khoảng 3 tuần đến 1 tháng sau khi sinh, tinh hoàn di chuyển dọc theo các kênh ở bẹn xuốn bìu. Đôi khi quá trình này xảy ra không đầy đủ, kết quả là một hay thậm trí cả 2 tinh hoàn ở lại trong bụng, ở ống bẹn hay ở bất kì vị trí nào khác trên đường di chuyển.

Một tinh hoàn còn sót lại trong ổ bụng qua thời gian sẽ mất đi khả năng sinh tinh trùng. Các tế bào biểu mô ống sinh tinh sẽ dần thoái hóa chỉ để lại tổ chức kẽ của tinh hoàn. Nó là một minh chứng cho việc nhiệt độ cao trong ổ bụng là nguyên nhân gây thoái hóa tế bào ống sinh tinh, do đó gây ra vô sinh, mặc dù ảnh hưởng này là không chắc chắn. Dù vậy, việc chuyển tinh hoàn từ ổ bụng xuống bìu trước khi bắt đầu đời sống sinh dục của người trưởng thành có thể thực hiện ở các nam giới có tinh hoàn lạc chỗ.

Tinh hoàn thai nhi tiết ra testosteron bình thường là nguyên nhân kích thích tinh hoàn di chuyển từ bụng xuống bìu. Do đó, môt phần, không phải tất cả, những trường hợp ẩn tinh hoàn là do bất thường ở tinh hoàn không tiết đủ testosterone. Phẫu thuật chuyển tinh hoàn xuống bìu ở những bệnh nhân như vậy là không có kết quả.

Tác động của số lượng tinh trùng lên khả năng sinh sản

Một lần xuất tinh bình thường nam giới tiết ra khoảng 3.5ml tinh dịch, và trong 1 ml tinh dịch có chứa khoảng 120 triệu tinh trùng, ( thực ra là trong khoảng 35 triệu đến 200 triệu tinh trùng). Điều đó có nghĩa là một lần xuất tinh sẽ giải phóng cỡ 400 triệu tinh trùng có mặt trong vài milliliter tinh dịch. Khi số lượng tinh trùng trong mỗi milliliter giảm xuống dưới 20 triệu, người đó có thể bị vô sinh. Như vậy mặc dù chỉ cần một tinh trùng duy nhất cho sự thụ tinh, do lý do nào đó chưa được biết rõ, xuất tinh lại cần một số lượng lớn tinh trùng như vậy.

Ảnh hưởng của hình thái học và di động tinh trùng lên khả năng sinh sản

Đôi khi một nam giới có số lượng tinh trùng bình thường nhưng vẫn bị vô sinh. Khi tình          trạng này xảy ra, rất nhiều, thậm trí là một nửa số tinh trùng của người này có hình dạng bất thường, có hai đầu, bất thường đầu hay bất thường thân như mô tả trong hình 51-5. Trong trường hợp khác, tinh trùng có thể có cấu trúc bình thường, nhưng do một nguyên nhân nào đấy chưa biết, chúng ít di động hoặc hoàn toàn không di động. Bất cứ khi nào mà một phần tinh trùng có hình dạng bất thường hoặc không di động thì người đó có thể bị vô sinh mặc dù phần tinh trùng còn lại hoàn toàn bình thường.

Hình 51-5: Tinh trùng vô sinh bất thường, so sánh với tinh trùng bình thường bên phải

TESTOSTERONE VÀ CÁC HORMONE SINH DỤC NAM KHÁC.

Sản xuất, bài tiết và hóa sinh các hormone sinh dục nam.

Sản xuất testosterone nhờ các tế bào Leydic ở khoảng kẽ của tinh hoàn. Tinh hoàn tiết ra khá nhiều hormone sinh dục nam, được gọi chung là các androgen, bao gồm testosterone, dihydrotestosterone, và androstenedione. Testosterone được tiết ra nhiều nhất ở tinh hoàn, và đó là lý do nó được gọi là hormone chính của tinh hoàn, mặc dù ở mô đích, chúng hầu hết được chuyển hóa thành dihydrotestosterone, một dạng hoạt động hơn testosterone.

Testosterone được tiết ra bởi các tế bào Leydic nằm ở khoảng kẽ của các ống sinh tinh, chiếm đến 20% khối lượng của tinh hoàn, như thể hiện trong hình 51-6. Tế bào Leydic gần như không tồn tại trong suốt thời niên thiếu, do tinh hoàn hầu như không tiết testosterone trong thời kì này, nhưng trong vài tháng đầu của cuộc đời và khi bắt đầu dậy thì, tinh hoàn lúc đó tiết ra một lượng lớn testosterone.

Testosterone cũng tang tiết một khi xuất hiện khối u ở khoảng kẽ. Cuối cùng, khi các tế bào mầm tinh hoàn bị phá hủy bởi tia X hay nhiệt độ quá cao, thì các tế bào Leydic ít bị phá hủy hơn, vẫn tiếp tục tiết testosterone.

Hình 51-6: Tế bào Leydic, sản xuất testosterone, nằng ở khoảng kẽ giữa các ống sinh tinh

Sự tiết androgen ở những nơi khác của cơ thể. Thuật ngữ androgen dùng để chỉ các hormone steroid nam giới, gồm testosterone, cũng bao gồm các hormone sinh dục nam khác được sản xuất ở các nơi khác của cơ thể, ngoài tinh hoàn. Ví dụ, tuyến thượng thận tiết ra ít nhất 5 hormone sinh dục nam, mặc dù tổng tác động phân hóa đặc tính nam giới trên toàn bộ androgen của chúng là rất ít ( chỉ khoảng 5% ở nam giới trưởng thành), mà ngay cả ở phụ nữ chúng cũng không gây thể hiện các đặc tính nam rõ rệt, ngoại trừ việc mọc lông mu và lông nách.

Tuy nhiên, một khi có khối u ở các tế bào sản xuất androgen của tuyến thượng thận, lượng androgen lúc này đủ để gây ra tất cả các đặc tính sinh dục phụ của nam giới, thậm trí ở nữ giới.

Hiếm khi tế bào mào phôi trong buồng trứng có thể phát triển thành khối u tiết quá nhiều androgen, gọi là u quái. Các buồng trứng bình thường cũng tiết ra androgen, nhưng không đáng kể.

Hóa sinh của androgen. Tất cả các androgen đều là các hợp chất steroid, như thể hiện công thức trong hình 51-7 là testosterone và dihydrotestosterone. Cả ở tinh hoàn hay tuyến thượng thận, androgen được tổng hợp từ cholesterone hay trực tiếp từ acetyl coenzyme A.

Hình 51-7: Testosterone và dihydrotestosterone

Chuyển hóa testosterone. Sau khi sinh ra ở tinh hoàn, 97% testosterone trở thành một trong haui dạng, gắn lỏng lẻo với albumin, hoặc gắn một cách chặt chẽ hơn với beta globulin, được gọi với cái tên protein vận chuyển hormone sinh dục và được lưu thông trong máu ở các mô trong khoảng 30 phút đến 1 giờ. Trong khoảng thời gian đó, testosterone hoặc được vận chuyển đến các mô thực hiện chức năng hoạt bị thoái hóa thành các sản phẩm không hoạt động và sau đó được thải ra ngoài.

Phần lớn testosterone đến mô được tế bào chuyển thành dạng dihydrotestosterone, đặc biệt ở trong tế bào tuyến tiền liệt và trong mô sinh dục ngoài của thai nhi nam. Một số, không có nghĩa là tất cả hoạt động của testosterone đều cần quá trình này. Các chức năng trong tế bào của testosterone sẽ được nói đến sau trong chương này.

Thoái hóa và bài tiết testosterone. Các testosterone nếu không được gắn vào mô sẽ nhanh chóng bị thoái hóa, đặc biệt ở gan, thành dạng androsterone và dehydroepiandrosterone, đồng thời liên hợp với glucuronidase hoặc sulfat. Những hợp chất này sẽ bị đào thải qua mật, xuống ruột, hoặc qua nước tiểu.

Sản xuất estrogen ở nam giới. Bên cạnh testosterone thì một lượng nhỏ estrogen cũng được sản xuất ở cơ thể nam giới ( bằng khoảng 1/5 lượng estrogen ở nữ giới không mang thai). Một số lượng nhất định estrogen đã được tìm thấy ở nước tiểu của nam giới. Nguồn gốc của estrogen này vẫn chưa được sáng tỏ, nhưng một số nguồn được biết đến là:

1. Nồng độ estrogen trong dịch ống sinh tinh của nam giới tương đối cao và có lẽ đóng vao trò quan trọng trong sự sinh tinh. Estrogen này có lẽ là được tế bào Sertoli chuyển đổi testosterone thành estradiol.
2. Lượng lớn hơn rất nhiều estrogen được sản xuất tai gan và các mô khác trong cơ thể, từ testosterone và androstanediol, có thể chiếm đến 80% tổng estrogen ở nam giới.

CHỨC NĂNG CỦA TESTOSTERONE

Nói chung, testosterone có tác dụng phân biệt đặc trưng của cơ thể nam giới. Trong suốt quá trình bào thai,tinh hoàn được kích thích bởi gonadotropin màng đệm nhau thai sinh ra 1 lượng vừa phải testosterone trong suốt thời kì phát triển của thai nhi đến khoảng 10 tuần hoặc nhiều hơn sau khi sinh; sau đó testosterone gần như không được sản xuất trong thời thơ ấu cho đến khoảng 10-13 tuổi. Sau đó sự sản xuất testosterone tăng nhanh dưới sự kích thích của hormone gonadotropin tiết ra ở thùy trước tuyến yên bắt đầu thời kỉ dậy thì và trong suốt phần lớn thời gian còn lại của cuộc sống, như hình 51-8, sau tuổi 50 suy giảm nhanh chóng và chỉ còn 20-50% ở tuổi 80.

Chức năng của testosterone trong quá trình phát triển thai nhi

Trong thời kì bào thai,testosterone bắt đầu được tiết ra bởi tinh hoàn vào khoảng tuần thứ 7. Ở nam giới có gen trên  NST giới tính Y (SRY) mã hóa một protein gọi là yếu tố quyết định tinh hoàn ( còn gọi là protein SRY). Các protein SRY bắt đầu 1 chuỗi kích hoạt gen tạo ra các té bào mầm  rãnh sinh dục(genital rigde cells) của phôi biệt hóa thành các tế bào tiết ra testosterone và cuối cùng trở thành tinh hoàn, trong khi NST nữ tạo ra protein biệt hóa tế bào này thành tế bào tiết estrogen. Tiêm một lượng lớn hormone sinh dục nam cho động vật có thai gây ra sự phát triển cơ quan sinh dục nam mặc dù thai nhi là nữ. Ngược lại, loại bỏ tinh hoàn ở giai đoạn đầu hình thành thai nam gây ra sự phát triển của cơ quan sinh dục nữ. Như vậy, testosterone được tiết ra đầu tiên ở các tế bào mầm rãnh sinh dục và sau đó là tinh hoàn của thai nhi chịu trách nhiệm trong sự phát triển các đặc điểm cơ thể nam giới, bao gồm cả sự hình thành dương vật và bìu chứ không phải là âm vật và âm đạo. Nó cũng gây ra sự hình thành tuyến tiền liệt,túi tinh, ống dẫn tinh và bộ phận sinh dục nam đồng thời ức chế sự hình thành cơ quan sinh dục  nữ.

Hình 51-8. Các giai đoạn khác nhau của chức năng sinh dục nam, thể hiện qua nồng độ testosterone trong huyết thanh( đường máu đỏ), và sự sản xuất tinh trùng ( đường màu xanh) ở các lứa tuổi

Chức năng của testosteron trong nguyên nhân hạ tinh hoàn. Các tinh hoàn thường rơi xuống bìu trong khoảng 2-3 tháng cuối của thai kì khi số lượng testosterone được tiết ra vừa đủ. Nếu 1 đứa trẻ được sinh ra với tinh hoàn không được hạ xuống nhưng bất thường, testosterone thường tác động để hạ tinh hoàn xuống theo cách thông thường nếu ống bẹn đủ rộng cho phép tinh hoàn vượt qua

Hormone gonadotropin, hormone kích thích các tế bào Leydig của tinh hoàn trẻ sơ sinh để sản xuất testosterone, cũng có thể quyết định sự hạ tinh hoàn. Vì vậy, sự hạ tinh hoàn là do testosterone kích thích, một lần nữa cho thấy testosterone là một hormone quan trọng cho sự phát triển cơ quan sinh dục nam giới trong thời kì bào thai

Ảnh hưởng của testosterone trong sự phát triển các đặc điểm tình dục nguyên phát và thứ phát  ở người trưởng thành. Sau tuổi dậy thì, sự bài tiết testosterone tăng lên làm cho dương vật, bìu và tinh hoàn tăng kích thước khoảng 8 lần trước tuổi 20. Ngoài ra, testosterone cũng gây ra các đặc điểm sinh dục thứ phát trong sự phát triển của nam giới, bắt đầu ở tuổi dậy thì và kết thúc lúc trưởng thành. Những đặc tính sinh dục thứ phát, ngoài các cơ quan sinh dục, từ đó phân biệt được nam và nữ

Ảnh hưởng dến sự tăng trưởng của lông tóc. Testosteron tác động đến sự tăng trưởng của lông (1) trên xương mu,(2) dọc theo đường giữa bụng đôi khi đến rốn và trên rốn, (3) trên mặt,( 4) hay gặp trên ngực, (5) các vùng khác ít gặp hơn, chẳng hạn lưng. Đó cũng là lí do lông có mặt trên hầu hết các phần của cơ thể và làm cho cơ thể sung mãn hơn

Chứng hói đầu ở đàn ông. Testosteron làm giảm sự sinh trưởng của tóc trên đỉnh đầu, một người đàn ông không có chức năng của tinh hoàn sẽ không bị hói. Tuy nhiên người đàn ông nhiều dương vật cũng không bao giờ bị hói vì chứng hói đầu là kết quả của 2 yếu tố: yếu tố di truyền và số lượng hormone androgen. Khi một khối u androgenic phát triển lâu dài trên 1 người phụ nữ có nền tảng di truyền đặc biệt cũng có thể bị hói như đàn ông

Ảnh hưởng đến giọng nói. Testosteron tiết ra bởi tinh hoàn hoặc được tiêm vào cơ thể gây phì đại niêm mạc và phát triển thanh quản. Ảnh hưởng đó ban đầu không cân đối, hiện tượng “vỡ giọng” dần thay đổi thành giọng nói nam tính điển hình.

Testosteron làm tăng độ dày của da và có thể góp phần phát triển mụn. Testosteron làm tăng độ dày da trên toàn cơ thể và độ chắc của các mô dưới da. Testosteron cũng làm tăng tiết các tuyến bã của cơ thể, đặc biệt là tuyến bã nhờn của khuôn mặt bài tiết quá mức có thể gây ra mụn trứng cá. Do vậy, mụn là một trong những đặc điểm thường thấy ở tuổi thanh niên nam khi cơ thể bắt đầu tăng sản xuất testosteron. Sau một thời gan tiết testosteron( có thể vài năm), da thường thích nghi với những biến đổi do testosterone và mụn trứng cá sẽ mất đi.

Testosteron làm tăng lượng protein và phát triển cơ. Một trong các đặc điểm quan trọng nhất ở cơ thể nam giới là sự phát triển cơ bắp sau tuổi dậy thì, cao hơn khoảng 50% khối lượng cơ bắp nhiều hơn so với ở nữ. Sự tăng khối lượng cơ bắp luôn kết hợp với tăng protein không tạo cơ. Nhiều thay đổi ở da là do lắng đọng các protein trong da và những thay đổi giọng nói cũng là kết quả 1 phần chức năng protein anabolic của testosteron. Do những ảnh hưởng to lớn mà testosterone và các androgen khác có trên hệ thống cơ, androgen tổng hợp được sử dụng rộng rãi để các vận động viên cải thiện hệ thống cơ bắp của họ. Thực tế thì điều này bị phản đối quyết liệt do tác hại của việc dư thừa androgen, như đã đề cập ở chương 85 liên quan đến sinh lý học thể thao. Testosteron và androgen tổng hợp đôi khi cũng được sự dụng ở tuổi già như một “hormone thanh niên” để cải thiện sức mạnh và sức sống, nhưng kết quả còn nhiều nghi vấn.

Testosterone trong sự phát triển cấu trúc xương và hàm lượng canxi trong xương. Sau khi tăng mạnh lưu hành testosterone ở tuổi dậy thì ( hoặc sau khi tiêm testosterone kéo dài) xương dày và đặc thêm đáng kể các muổi canxi. Như vậy, testosteron làm tăng số lượng cấu trúc xương và căn nguyên lắng đọng canxi. Sự phát triển xương được cho là kết quả của protein chức năng đồng hóa chung của testosterone cùng với sự lắng đọng các muối canxi phản ứng với sụ tăng protein. Testosteron tác dụng trên xương chậu đến (1) thu hẹp khung chậu,(2) làm dài khung chậu, (3) hình ống thay vì hình hình bầu dục ngang như của nữ,(4) tăng sức mạnh và độ chịu lực của khung chậu. Trong trường hợp thiếu testosterone, xương chậu nam phát triển tương tự như của nữ. Bởi vì khả năng làm tăng kích thước và số lượng của xương, đôi khi nó được sử dụng để điều trị loãng xương cho những người đàn ông lớn tuổi.Khi một số lượng lớn testosterone ( hoặc một androgen khác) được tiết ra bất thường ở trẻ đang phát triển, tỉ lệ tăng trưởng của xương tăng lên rõ rệt, tạo nên sự bứt phá về chiều cao của cơ thể. Tuy nhiên, testosterone cũng là nguyên do các đĩa sinh trưởng của xương liên hết với thân xương. Do đó, mặc dù tốc độ tăng trưởng nhanh chóng, sự lien kết này của các đĩa sinh trưởng ngăn cản sự tăng chiều cao của người đàn ông đã trưởng thành và testosteron không được tiết ra tất cả. Ngay cả ở những người đàn ông bình thường, chiều cao cuối cùng không đạt được như những người đàn ông bị hoạn

Testosteron làm tăng chuyển hóa cơ sở. Tiêm một lượng lớn testosterone có thể làm tăng tỉ lệ trao đổi chất cơ bản  khoảng 15%. Ngoài ra, ngay cả số lượng testosterone tiết ra bình thường trong thời kì thanh niên và thời gian đầu của tuổi trưởng thành làm tăng tỉ lệ trao đổi chất 5-10% so với khi tinh hoàn không hoạt động. Tỉ lệ trao đổi chất này có thể là kết quả gián tiếp của tác động testosterone trên quá trình đồng hóa protein, cùng với sự gia tăng của các protein-enzym đặc biệt- tăng các hoạt động của tất các tế bào.

Testosteron trong tăng số lượng hồng cầu. Khi số lượng thông thường testosterone được tiêm vào 1 người bị thiến, số lượng các tế bào hồng cầu mõi milimet khối máu tăng 15-20%. Như vậy, một người đàn ông trung bình có khoảng 700.000 tế bào hồng cầu mỗi milimet khối hơn so với một người phụ nữ bình thường. Mặc dù có sự liên quan chặt chẽ của testosteron và tăng hematocrit, testosterone không trực tiếp làm tăng nồng độ erythropoietin hoặc có ảnh hưởng trực tiếp đến sự sản xuất hồng cầu. Ảnh hưởng của testosterone đến tăng sản xuất tế bào hồng cầu có thể góp phần gián tiếp do tăng tỷ lệ trao đổi chất sau khi tiêm testosterone

Ảnh hưởng trên cân bằng nước và điện giải. Như đã đề cập ở chương 78, nhiều hormone steroid có thể làm tăng tái hấp thu ở ống lượn xa của thận, Testosteron cũng có tác dụng như vậy, nhưng chỉ 1 mức độ thấp hơn so với corticoid khoáng ở tuyến thượng thận. Mặc dù vậy, sau tuổi dậy thì, máu và thể tích ngoại bào của nam giới lien quan đến trọng lượng cơ thể tăng đáng kể, khoảng 5-10%

CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG NỘI BÀO CỦA TESTOSTERONE.

Hầu hết tác động của testosterone đến từ việc tăng tổng hợp protein ở tế bào đích. Tác động này đã được nghiên cứu rộng rái ở tuyến tiền liệt, đó là bộ phận cơ thể chịu ảnh hưởng nhiều nhất từ testosterone. Ở tuyến này, testosterone xâm nhập vào tế bào trong vòng vài phút sau khi tiết. Sau đó nó thường chuyển thành dihydrotestosterone, dưới tác dụng của enzyme 5 – α – reductase, sau đó nó sẽ gắn với protein thụ thể trong tế bào chất. Phức hợp này sẽ đi đến nhân tế bào, ở đó nó sẽ liên kết với protein của nhân và khởi phát quá trình phiên mã từ DNA đến RNA. Trong vòng 30 phút, RNA polymerase sẽ được kích hoạt, nồng độ RNA tăng lên liên tục ở tế bào tuyến tiền liệt, dẫn đến sự gia tăng của protein trong tế bào. Sau vài ngày, số lượng DNA ở tuyến tiền liệt cũng tăng lên, đồng nghĩa với việc tăng lên số lượng tế bào tuyến.

Testosteron kích thích tăng sản xuất protein ở hầu hết các mô trong cơ thể, đặc biệt là ở các mô cơ quan chịu trách nhiệm cho sự phát triển đặc tính sinh dục nam nguyên phát hoặc thứ phát.

Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng, các testosterone cũng như các hormone steroid khác, cũng có thể gây ra các hiệu ứng nongenomic, tức là không cần tác động vào hệ gen làm tăng tổng hợp protein. Tuy nhiên, các vai trò sinh lý của tác động nongenomic này của testosterone vẫn chưa được chứng minh.

KIỂM SOÁT CHỨC NĂNG TÌNH DỤC NAM GIỚI BẰNG CÁC HORMONE VÙNG DƯỚI ĐỒI VÀ THÙY TRƯỚC TUYẾN YÊN.

Việc kiểm soát chức năng tình dục nam giới hay nữ giới đều bắt đầu từ việc tiết GnRH ( gonadotropin releasing hormone) từ vùng dưới đồi ( Hình 81-10). Hormon này kích thích tuyến yên tiết ra 2 gonadotropic hormone khác là LH ( luteinizing hormone) và FSH ( folicle stimuilating hormone). LH cần thiết cho sự tiết testosterone của tinh hoàn, còn FSH kích thích sự sinh tinh.

GnRh và vai trò của nó trong kích thích hình thành LH và FSH

GnRH là một peptid gồm 10 acid amine, được tiết ra từ tế bào thần kinh ở nhân arcuate ở vùng dưới đồi. Các tận cùng thần kinh kết thúc ở xám, nơi chúng tiết GnRH vào đám rối sơ cấp hệ cửu tuyến yên. GnRH sau đó được vận chuyển trong tuyến yên kích thích sự tiết 2 hormon LH và FSH.

Cứ mỗi 1 đến 3 giờ thì GnRH lại được tiết ra liên tục trong vài phút. Lượng hormone tiết ra phụ thuộc vào 1. Số chu kì tiết hormone trong 1 thời gian 2. Lượng hormone tiết ra trong mỗi chu kì.

Sự tiết LH của tuyến yên cũng có tính chu kì, sự tăng hay giảm nồng độ LH thay đổi nhịp nhàng với sự thay đổi nồng độ GnRH. Trái lại, nồng độ FSH thay đổi khá ít mỗi khi có sự tăng hay giảm nồng độ GnRH, đáp ứng với sự thay đổi dài hạn trong vài giờ của GnRH. Do mối quan hệ chặt chẽ của nồng độ GnRH và LH mà GnRH còn thường gọi với cái tên hormone tiết LH.

LH và FSH

Cả LH và FSH đều được tiế ra bởi cùng một loại tế bào gọi là gonadotropes ở thùy trước tuyến yên. Nếu không có GnRh tiết ra từ vùng dưới đồi, các gonadotropes hầu như không tiết LH hay FSH.

LH và FSH là các glycoprotein. Chúng phát huy tác dụng của mình tại tuyến đích ở tinh hoàn bằng cách kích hoạt chất dẫn truyền tin thứ hai là cAMP, từ đó kích hoạt hệ thống enzyme đặc biệt tron tế bào đích tương ứng.

Ảnh hưởng của LH lên sự tiết testosterone. Testosteron được tiết ra bởi các tế bào Leydic trong khoảng kẽ của tinh hoàn, nhưng chỉ khi có sự kích thích của LH. Hơn nữa lượng testosterone được tiết ra gần như tỷ lệ thuận với nồng độ LH.

Các tế bào Leydic được tìm thấy ở tinh hoàn đứa trẻ trong vòng vài tuần sau khi sinh và gần như biến mất trong khoảng 10 năm sau đó. Tuy nhiên nếu tiêm LH tinh khiết vào tinh hoàn một đứa trẻ ở bất kì độ tuổi nào hoặc với sự tiết LH của tuyến yên vào tuổi dậy thì sẽ khiến các tế bào kẽ tưởng chừng như các tế bào xơ sợi bình thường của tinh hoàn trờ thành các tế bào Leydic điển hình có chức năng.

Ức chế tiết LH và FSH bởi ức chế ngược từ nồng độ testosterone. Testosterone được tiết ra dưới sự kích thích của LH cũng đồng thời có thể ức chế thùy trước tuyến yên tiết ra LH ( xem hình 81-10). Nhưng đa số sự ức chế này đến từ việc testosterone ức chế lên vùng dưới đồi ngăn cản việc tiết GnRH. Kết quả của việc này là sự giảm tương ứng cả LH và FSH, kết quả là giảm sự tiết testosterone ở tinh hoàn. Do đó, bất cứ khi nào nồng độ testosterone quá cao sẽ kích hoạt quá trình điều hòa ngược này, tác động thông qua hoạt động của thùy trước tuyến yên và vùng dưới đồi, khiến nồng độ testosterone trở về mức bình thường. Ngược lại nếu nồng độ testosterone trở nên quá ít, sẽ kích thích vùng dưới đồi sản xuất GnRH, kích thích thùy trước tuyến yên sản xuất LH và FSH, làm tinh hoàn gia tăng tổng hợp testosterone.

Hình 51.9: Cơ chế ức chế ngược của testosterone lên trục dưới đồi, tuyến yên

Ảnh hưởng FSH và testosterone lên quá trình sinh tinh

FSH gắn với thụ thể tương ứng của nó trên tế bào Sertoli ở ống sinh tinh, là nguyên nhân giúp tế bào Sertoli phát triển, kích thích chúng sản xuất các chất sinh tinh khác. Đồng thời testosterone ( và dihydrotestosterone) khuyếch tán từ tế bào Leydic vào ống sinh tinh cũng tác động mạnh mẽ lên sự sinh tinh. Như vậy, cả FSH và testosterone đều có vai trò quan trọng trong sự sinh tinh.

Vai trò của ức chế ngược lên hoạt động của ống sinh tinh. Khi ống sinh tinh không sản xuất tinh trùng, lượng FSH được tăng lên một cách đáng kể. Ngược lại khi tổng hợp tinh trùng quá nhanh, tuyến yên sẽ giảm tổng hợp FSH. Nguyên nhân của phản hồi âm tính này được cho là của một hormone khác do tế bào Sertolin tiết ra, là hormone Inhibin ( hình 51-9). Hormone này ảnh hưởng trực tiếp và mạnh mẽ lên tuyến yên ức chế sản xuất FSH.

Inhibin là một glycoprotein, giống LH và FSH, có trọng lượng phân tử trong khoảng 10.000 đến 30.000 Da. Nó có thể được phân lập từ nuôi cấy tế bào Sertoli. Tác động ức chế mạnh của nó lên tuyến yên là một cơ chế quan trọng trong kiểm soát sự sinh tinh, bên cạnh tác động ức chế ngược âm tính của testosterone lên tuyến yên.

HCG ( human chorionic godonatropin) tiết ra từ nhau thai kích thích tinh hoàn sản xuất testosterone.

Trong quá trình mang thai, HCG do rau thai tiết ra lưu hành ở cả cơ thể mẹ và thai. Hormone này có cùng tác dụng lên các cơ quan sinh dục của cơ thể như LH. Trong quá trình mang thai, nếu thai nhi là nam, hCG của nhau thai kích thích tinh hoàn tiết testosterone, Testosterone kích thích hình thành các cơ quan sinh dục nam như đã nói trước đó.

Tuổi dậy thì và cơ chế khởi phát.

Khởi đầu tuổi dậy thì như thế nào từ lâu đã là một điều bí ẩn, nhưng nó đã được xác định là do vùng dưới đồi không sản xuất một lượng GnRH thích hợp. Một trong những lý do của điều này là, trong suốt thời thơ ấu, sự tiết ra dù là nhỏ nhất của hormone sinh dục cũng gây ức chế tiết GnRH. Tuy nhiên, vì lý do gì chưa rõ, sự tiết GnRH trong tuổi dậy thì lại phá vỡ được sự ức chế trước đó, và bắt đầu đời sống tình dục ở người trưởng thành.

Đời sống sinh dục của nam giới và thời kì mãn kinh nam. Sau tuổi dậy thì, hormone gonadotropic vẫn được sản xuất trong suốt cuộc đời còn lại, và sự sinh tinh vẫn còn tiếp tục cho đến lúc chết. Tuy nhiên, hầu hết đàn ông sẽ suy giảm từ từ chức năng sinh dục của họ vào những năm 50 hay 60 của cuộc đời. Sự suy giảm này có sự khác biệt đáng kể ở những người vẫn còn khả năng cương dương ở tuổi 80 hay 90.

Sự suy giảm chức năng sinh dục này được cho là do sự suy giảm sản xuất testosterone, như thể hiện trong hình 51-8. Sự suy giảm chức năng sinh dục nam được gọi là mãn kinh nam. Đôi khi mãn kinh nam cũng đi kèm với các triệu chứng như cơn nóng bừng, nghẹt thở, rối loạn tâm lý cảm xúc giống thời kì mãn kinh ở nữ giới. Nhưng triệu chứng này có thể khắc phục nhờ testosterone tổng hợp, hoặc thậm trí là estrogen dùng để điều trị triệu chứng mãn kinh ở nữ.

Chức năng sinh dục nam bất thường

Tuyến tiền liệt và bất thường của nó.

Tuyến tiền liệt vẫn còn tương đối nhỏ trong suốt thời thơ ấu, và phát triển ở tuổi dậy thì dưới sự kích thích của testosterone. Kích thước tuyến gần như ổn định trong thời gian từ năm 20 tuổi đến 50 tuổi. Sau đó ở một số nam giới nó trở nên thu nhỏ lại, cùng với sự suy giảm số lượng testosterone. U xơ tuyến tiền liệt có thể xảy ra bên trong tuyến ở nhiều người đàn ông lớn tuổi, có thể gây tắc nghẽn niệu quản. Sự phì đại này không phải do testosterone, thay vào đó là sự tăng sinh quá mức của tế bào tuyến.

Ung thư tiền liệt tuyến lại là một trường hợp khác dẫn đến sự tử vong của 2 đến 3 % nam giới. Một khi xảy ra ung thư tuyến tiền liệt, các tế bào ung thư sẽ được kích thích phát triển nhanh chóng nhờ testosterone, và sẽ bị ức chế nếu cắt cả 2 tinh hoàn khiến testosterone không được tiết ra. Ung thư tuyến tiền liệt cũng có thể bị ức chế bởi estrogen. Ngay cả một ung thư tuyến tiền liệt di căn hầu hết các xương cũng có thể điều trị thành công nhờ cắt 2 tinh hoàn, bằng liệu phát estrogen, hoặc cả hai cách. Sau khi điều trị, ổ di căn giảm kích thước và hồi phục một phần cấu trúc xương. Điều này không triệt tiêu toàn bộ ung thư, nhưng có thể làm chậm sự phát triển của nó, đồng thời giảm đau xương nghiêm trọng một cách đáng kể.

Thiểu năng sinh dục nam

Khi tinh hoàn của thai nhi mất chức năng thì không có bất kể đặc tính sinh dục nam nào được hình thành, thay vào đó thai sẽ phát triển các đặc tính sinh dục của nữ. Lý giải cho điều này là đặc tính sinh dục của thai là việc hình thành cơ quan sinh dục nữ nếu không có hormone sinh dục, bất kể thai nhi đó mang bộ NST là nam hay nữ. Nếu có sự xuất hiện testosterone thì đặc điểm sinh dục nữ sẽ bị thay thế và thể hiện ra đặc tính sinh dục nam.

Nếu một đứa trẻ nam bị mất tinh hoàn của mình trước tuổi dậy thì, như trường hợp các thái giám, thì người đó sẽ có cơ quan sinh dục nam giống trẻ con và các đặc tính sinh dục nhi tính khác trong suốt cuộc đời. Chiều cao một thái giám trưởng thành cao  hơn so với người bình thường do đầu trên xương chậm kết nối, mặc dù xương của họ khá mỏng và cơ bắp cũng không rắn chắc như những đàn ông bình thường. Giọng nói giống trẻ con, và không có hói tóc trên đầu, sự phân bố lông nam tính trưởng thành trên mặt và những nơi khác cũng không xảy ra.

Nếu một người đàn ông mất tinh hoàn của mình sau tuổi dậy thì, thì một số đặc tính sinh dục thứ phát của người đó có thể quay trở lại trạng thái nhi tính, một số khác vẫn giữ được như một nam giới trưởng thành. Các cơ quan sinh dục thoái hóa nhẹ, tuy nhiên không đến mức giống trẻ con, phát âm chỉ hơi cao một chút. Tuy nhiên sẽ mất sự phát triển lông nam tính,  giảm độ dày xương, và giảm cơ dương vật.

Cũng ở nam giới bị thiến, ham muốn tình dục suy giảm nhưng không biến mất. dựa trên các hoạt động tình dục đã thực hiện trước đó. Cương dương vẫn có thể xảy ra, mặc dù khó hơn trước, nhưng rất khó để xuất tinh được như trước, chủ yếu do cơ quan sinh tinh đã thoái hóa, và sự mất khả năng sản xuất testosterone theo mong muốn.

Một số trường hợp thiểu năng tinh dục do vùng dưới đồi hạn chế tiết ra GnRH do nguyên nhân di truyền. Tình trạng này thường gắn với suy giảm đồng thời khả năng nuôi dưỡng  ở trung tâm vùng dưới đồi, thường gặp ở những người béo phì ăn quá nhiều. Do đó báo phì cũng đi kèm với tình trạng thiểu năng sinh dục. Một bệnh nhân gặp tình trạng này được mô tả trong hình 51-10. Tình trạng này được gọi là hội chứng adiposogenital, hộ chứng Fröhlich hay tình trạng suy tinh hoàn do vùng dưới đồi.

Hình 51.10: Hội chứng Adiposogenital ở nam giới trưởng thành

U tinh hoàn và dậy thì sớm

U tế bào Leydic là một trường hợp hiếm hoi, khối u này có thể sản xuất ra lượng testosterone gấp 100 lần bình thường.  Nếu khối u này phát triển ở trẻ nhỏ, nó sẽ gây ra sự phát triển một cách nhanh chóng cơ bắp và xương, nhưng cũng đồng thời gây ra sự hóa xương sớm ở các sụn đầu xương, khiến chiều cao giảm đi đáng kể so với bình thường. U tế bào kẽ như vậy cũng gây hình thành cơ quan sinh dục nam cũng như các đặc tính sinh dục nam khác. Nếu khối u xảy ra ở nam giới trưởng thành rất khó để phát hiện, do các đặc tính sinh dục đã hoàn thiện hết.

Phổ biến hơn u tế bào Leydic là u tế bào mầm. Bởi tế bào mầm có khả năng biệt hóa thành bất kì loại tế bào nào khác, nên trong khối u có thể chứa nhiều loại mô, như mô của thai, tóc, rang, xương, da, tất cả được tìm thấy trong cùng khối u gọi là u quái. Những khối u này hầu như ít tiết ra hormone, nhưng nếu có nhiều tế bào rau thai phát triển trong khối u, nó sẽ tiết ra một lượng lớn hCG, gây tác dụng giống LH. Ngoài ra hormone estrogen cũng có thể được khối u tiết ra, gây hội chứng vú to ở nam giới.

Rối loạn chức năng cương dương ở nam giới

Rối loạn chức năng cương dương, hay gọi là “bất lực”, đặc trưng bởi sự mất khả năng duy trì độ cương cứng của dương vật để thực hiện quá trình giao hợp phù hợp. Một số nguyên nhân có thể kể đến, như vấn đề thần kinh, như chấn thương dây đối giao cảm sau phẫu thuật u tiền liệt tuyến, thiếu hụt testosterone, một số loại thuốc ( nicotin, rượu, một số thuốc chống trầm cảm…)

Ở nam giới trên 40 tuổi, rối loạn cương dương do vấn đề mạch máu phía dưới. Như đã thảo luận ở trên, đủ lưu lượng máu và sự hình thành oxit nitric cần thiết cho cương cứng dương vật. Bệnh mạch máu, có thể xáy ra do sự thiếu kiểm soát được tăng huyết áp, đái tháo đường hay xơ vữa động mạch, làm giảm lưu thông mạch máu. Hoặc giảm tiết NO khiến giảm giãn mạch.

Rối loạn chức năng cương dương do nguyên nhân mạch máu có thể điều trị thành công với  phosphodiesterase-5 (PDE – 5), các chất ức chế như ildenafil (Viagra), vardenafil

(Levitra), hay tadalafil (Cialis). Những loại thuốc này làm tăng cGMP ở các mô cương dương, do ức chế men phosphodiesterase 5, làm phân giải nhanh chóng cGMP. Như vậy, bằng cách ức chế sự thoái hóa của GMP vòng, các chất ức chế PDE-5 tăng cường và kéo dài hiệu quả của cGMP để gây kéo dài thời gian cương cứng.

Chức năng của tuyến tùng trong kiểm soát sinh sản theo mùa ở một số động vật

Từ khi sự tồn tại của tuyến tùng được biết đến, rất nhiều chức năng của nó đã được gán cho nó, gồm (1) tăng cường khả năng sinh dục, (2) chặn đứng quá trình viêm, (3) thúc đẩy giấc ngủ, (4) tăng cường cảm xúc, (5) keo dài tuổi thọ ( có thể 10 đến 25%). Nó còn được ví như con mắt thứ ba ở trên đầu ở một số động vật bậc thấp. Một số nhà sinh lý cho rằng tuyến này chỉ là một phần thoái hóa không có chức năng, nhưng một số phát hiện trong những năm trở lại đây cho thấy nó đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát hoạt động sinh dục và sinh sản.

Hiện nay, sau nhiều năm nghiên cứu, xuất hiện ý kiến cho rằng tuyến tùng không đóng vai trò thực sự quan trọng trong kiểm soát hoạt động sinh dục và sinh sản. Ở những động vật có chu kì sinh sản theo mùa mà bị gỡ bỏ hoặc mạch máu đến tuyến tùng bị chặn lại, thì những giai đoạn của quá trình sinh sản không còn nữa. Ở những động vật này, việc sinh sản vào mùa nhất đinh trong năm ( thường vào mùa xuân hoặc mùa hè), mang lại cho con non khả năng sống sót cao nhất. Cơ chế của quá trình này không thật rõ ràng, nhưng nó có thể như sau:

Đầu tiên, tuyến tùng được điều khiển bởi ánh sáng, hay chính xá hơn là số lượng ánh sáng được mắt nhận thấy trong một ngày. Như ở chuột hamster, 13 giờ trong tối mỗi ngày sẽ kích hoạt tuyến tùng, trong khi thời gian ngắn hơn thế, tuyến tùng không bị kích hoạt, với một sự chuyển đổi cân bằng giữa hoạt động và không hoạt động.  Ánh sáng được dẫn truyền thần kinh từ mắt đến nhân suprachiasmatic của vùng dưới đồi, sau đó đến tuyến tùng, kích thích tuyến tùng.

Thứ hai, tuyến tùng tiết ra melatonin và một số chất tương tự khác. Melatonin hoặc chất khác, được cho rằng sẽ vào máu hoặc qua não thất ba, đến tuyến yên gây giảm tiết hormone gonadotropic.

Như vậy với sự xuất hiện của tuyến tùng, ức chế sự tiết gonadotropic ở một số loài động vật, dẫn đến ức chế các tuyến sinh dục, thậm trí là bất hoạt chúng. Đó có lẽ là những gì xảy ra trong những ngày mùa đông, khi cường độ ánh sáng yếu. Sau khoảng 4 tháng bị ức chế, sự ức chế tiết gonadotropic bị phá vỡ, tuyến sinh dục thoát ức chế, chuẩn bị cho một mùa xuân hoạt động.

Liệu tuyến tùng cũng có chức năng tương tự trong kiểm soát khả năng sinh dục ở người? Đáp án của câu hỏi này vẫn còn chưa được sáng tỏ. Tuy nhiên đôi khi có một khối u của tuyến tùng, dẫn đến tiết một lượng quá mức hormone tuyến tùng, trong khi một số loại khối u khác chèn lên phíc trên tuyến tùng, cả hai loại khối u làm tăng cường hay suy giảm chức năng sinh dục. Vì vậy có lẽ tuyến tùng cũng đóng một vai trò nhất định với kiểm soát chức năng sinh dục và khả năng sinh sản ở người.

Bài viết được dịch từ sách : ” Guyton and Hall textbook of Medical and Physiology “