A hím h állatok szaporodásbiol sbiológiája Cseh SándorS Szülzeti Szaporodásbiológiai Tanszék Klinika Andrológiai Asszisztált Reprodukciós Laboratórium Hím állatok szaporodásbiol sbiológiája Andrológia: hímek (állat + ember) szaporodásbiológiájával foglalkozik élettani patológiás körülmények között (tudomány + klinikum) Nőgyógyászat: reprodukcióval kapcsolatos kérdek nőben Theriogenology: reprodukció/reprodukciós szervek - állat Szülzet: a szül/ell előtti alatti utáni fázissal foglalkozik (állat + ember) Az andrológia meghatároz rozása Andrológia = azon tudomány (biológia-, orvos-, stb.) területek összessége, amelyek a hím fiziológiai patológiás körülmények közötti reprodukciójával foglalkoznak Andrologia = a hím reprodukciós funkcióival, folyamataival azok zavaraival foglalkozó tudomány terület Andrologia (WHO) = a hím reprodukciós egzsége Néhány fogalom meghatároz rozása Fertilitás = képesség a vemhesség kialakulására, vagy vemhesség indukálására Termékenység = életképes utód születének valószínűsége egy adott ciklusból Meddőség = vemhesség / terhesség kialakulására / indukálására való képesség hiánya (emberben 1-2 év után) Sterilitás = Meddőség A meddőség okai azok egymáshoz viszonyított aránya Néhány fogalom meghatároz rozása Elsődleges meddőség = nem alakul ki vemhesség (nem lehet elérni vemhességet) Másodlagos meddőség = egy normális vemhesség után nem sikerül további vemhességet/vemhességeket elérni
Tartalomjegyzék Az andrológia rövid törtt rténete Rövid funkcionális anatómiai áttekint A hím h m nemi szervek működének m neuroendokrin irány nyítása A here citogenetkus s endokrin működem Az epididimisz s a járulj rulékos hím h m nemi mirigyek működem Az andrológia története Andrológia Amerikai Fiziológusok Sebzek Kongresszusa Andrológus Harald Siebke, 1951 Meddőség Büntet, Ókori Görögország Róma Hippokratz Az egz test termeli a spermát Galenus A here termeli a spermát/hőmérséklet Kína Elixirek bájitalok, here fontossága Talmud A nemzőképtelenség a nemi szervek károsodására vezethető vissza, Termzetes mesterséges nemzőképtelenség Klinikai tünetek (pl. gyér szőrzet) Az andrológia története Avicenna Az infertilitás egyszerűbb okai A here szerepe a spermatermelben Femel A nemző erő az agyhoz kötődik (XV-XVI sz) Sylvius Infertilitás: here betegségek, rossz (XV-XVI) táplálkozás helytelen életmód Leewenhook mikroszkóp, 500 db, 270 X (XVII sz) Johann Ham spermium felfedezője (1677) Spermium állatka teória + Graf elmélete Spallanzani előfeltétel a spermium a pete érintkeze Az andrológia története Wolf egyesül Kölliker spermiumok termékenyítben játszott (1841) szerepe Boerhave Bizonyította a spermium a petesejt (1875) fúzióját 1975: Német Andrológus Társaság 1969: Andrológia, nemzetközi szakfolyóirat 1978: International Society of Andrology 1993: European Academy of Andrology ICAR ESDAR ECAR működe A hím reprodukciós rendszer rzei: Here (ivarsejteket termelő gonadok) Epididymis, Ductus Defferens, stb. (ivarsejtek továbbitására szolgáló csatorna rendszer) Vesicula Seminalis, prostata, Glandula Bulbourethralis (Járulékos nemi mirigyek) Pénis (Kopulációs szerv) Húgycső A bika nemi szerveinek anatómi
A mén m n nemi szerveinek anatómi A kan sert s nemi szerveinek anatómi A kan kutya nemi szerveinek anatómi
A kan macska nemi szerveinek anatómi A járulj rulékos nemi mirigyek mérete m s jelentősége a különbk nböző háziállat fajokban működe A hím nemi szervek legfontosabb feladatai: Spermiumok termele Spermiumok ére, tárolása transzportja A sperma eljuttatása a női nemi szervbe A hím h m reprodukciós s rendszer egy ipari gyárt rtó rendszerhez hasonlíthat tható A hím nemi hormon feladatai: A spermatermel fenntartása A hím állatokra jellemző viselkedforma kialakítása A hím állatokra jellemző testforma/alkat kialakítása
mükőde A herék fejlőde: 1. A herék kialakulásáért felelős gén/faktor (SRY) 2. Sertoli sejtek Támogatja a herék kialakulását a Müller vezeték kifejlődét gátló faktor termele révén Meiozis beindulását gátló faktor termele 3. Leydig sejtek Tesztoszteron termel A tubuláris szakasz kialakulásának támogatása 4. Spermatogenetikus gén A herék k leszáll llásának időpontja a különbk nböző fajokban A bika nemi szerveinek anatómi A here s a herezacskó struktúrája A herezacskó nyakának nak anatómi működe 1. A here belső állományát alkotó szövetek 1. Tubuláris kompartment, here-csatornácskák Bazális membrán + peritubuláris sejtek (szomatikus sejtek) Sertoli sejtek (szomatikus sejtek) Spermiumokat előállító sejtek/germinális sejtek 2. Intertubuláris kompartment, interstitialis szövet Leydig sejtek, vér- nyirokerek, lymfociták, makrofagok Ideg sejtek, fibroblasztok, laza kötöszövet 12-15%/here; Leydig sejt = 10-20%; 200X10 6
A hím h állatok reprodukciós s anatómi reprodukciós élettana A here működének élettana, a herében található sejtes elemek: A herének 85-90%-át parenchyma teszi ki, aminek 70%-át a herecsatornák alkotják 250-300 lebeny, 1-3 herecs/lebeny,30-80 cm/csatorna, 360 m/here A herecsatornák Sertoli sejtekből germinális sejtekből állnak Az interstitiális terület Leydig sejtekből myoid sejtekből áll a parenchyma 12-15%-át teszi ki A herének endokrin exokrin funkciói vannak A spermatermelben sben rztvevr sztvevő szervek működe 1. A here belső állományát alkotó szövetek 1. Tubuláris kompartment, here-csatornácskák Bazális membrán + peritubuláris sejtek (szomatikus sejtek) Sertoli sejtek (szomatikus sejtek) Spermiumokat előállító sejtek/germinális sejtek 2. Intertubuláris kompartment, interstitialis szövet Leydig sejtek, vér- nyirokerek, lymfociták, makrofagok Ideg sejtek, fibroblasztok, laza kötöszövet 12-15%/here; Leydig sejt = 10-20%; 200X10 6 Intertubuláris kompartment, interstitiális szövet Leydig sejtek: Franz Leydig (1821-1908), 1850-ben fedezte fel tesztoszteron termel éretlen felnőtt (endoplazmatikus retikulum, mitokondrium, lipid cseppek > szteroid produkció) típust különböztetnek meg Keletkez: mesenchymális sejtekből, fibroblasztokból, LH, alacsony ütem Makrofagok limfociták 1 / 10-50 Leydig sejt Támogatja a Leydig sejtek szteroid termelét proliferációját Tubuláris kompartment, herecsatorna Bazális membrán (kollagén) + peritubuláris sejtek (myofibroblaszt sejtek) Kontraktilitás + kontraktilitást elősegítő faktorok termele (aktin, myosin, stb.) Perisztaltikus összehúzódások Oxytocin, prosztaglandin Tesztoszteron támogatja az aktin termelődt
Tubuláris kompartment, herecsatorna Sertoli sejtek Enrico Sertoli (1842-1910), 1865-ben írta le ezeket a sejteket A germinális sejtek támogató strukturája A herecsatorna hámjának 35-40%-a Sertoli sejt 800-1200X10 6 Sertoli sejt/here Termel: fehérje, cytokines, növekedi faktorok, opioidok, szteroidok, prosztaglandin Endoplazmatikus retikulum (fehérje szteroid produkció) Tubuláris kompartment, herecsatorna Sertoli sejtek Fejlett Golgi apparátus (termék szállítás) Lysosoma szemcsék (fagocitozis) Mikrotubulusok filamentumok (adaptáció) Meghatározza a here térfogatát, hogy mennyi spermiumot termel (különbség a fajok között) Tight junctions/vér-here barrier (bazális adluminális kompartment) Fejlődő spermiumok elzárása az immunrendszertől + speciális környezet biztosítása a meiotikus osztódáshoz Folyadék szekréció (nyomás fenntartás, spermiumok transzportja) Tubuláris kompartment, herecsatorna Germinális sejtek A (sötét-stem sejt világos) B típusú spermatogonium Spermatocita (1) Spermatocita (2, első meiotikus osztódás) (haploid kromoszóma, de duplikát formában) Spermatida (második meiotikus osztódás, haploid) Spermium (spermiogenezis/transzformáció) A here szöveti szerkezete
működe 2. Vas efferentia 3. Epididymis Head/Caput Body/Corpus Tail/Cauda 4. Vas defferens A here vér idegellátása Az aortából érkező a. spermatica Pampiniform plexus Az a. spermatica körbeveszi a P. plexus-t Szerteágazó hálózat Hőleadás Anyagáramlás (pl. tesztoszteron) Ondóvezet vezeték Izomszövetet is tartalmazó, vastag fal Sperma tárolás Összeköttet a mellékhere a pénisz között Ondózsin zsinór Ondóvezeték Artéria Véna Idegpálya Hashártyával fedve
Légkondiciónálás A hím h m nemi szervek működének neuro-endokrin endokrin szabályoz lyozása A hím h m nemi működ m neuroendokrin szabályoz lyozása A szabályozásban rztvevő legfontosabb szervek: Hypothalamusz (GnRH) + Adenohypophysis (LH, FSH, prolaktin) = neuro-endokrin szabályozás Herék (E2, tesztoszteron, inhibin) = lokális kontroll mechanizmus (paracrine autocrine tényezők) (Tobozmirigy)
A here működének m endokrin irány nyítása működe 1. Endokrinológia LH pulzáció Leydig sejtek tesztoszteron termel a spermatogónia sejtek osztódására befolyást gyakorol Tesztoszteron szükséges: Spermatermel Spermiumok ére Járulákos nemi szervek működe Hím nemi jelleg viselked Negatív feedback az LH szekrécióra A tesztoszteron átalakulása DHT működe 1. Endokrinológia FSH Sertoli sejtek ABP tesztoszteron átalakítása E2-vé A spermatogenezis támogatása (pyruvát laktát termele) Spermatogóniumok osztódása, meiotikus osztódás Az ABP szerepe: Tesztoszteron DHT megköte Androgén koncentráció biztosítása a herecsatornákban az epididimiszben Az LH s a tesztoszteron szekréci ció kapcsolata
Biological actions of androgens (T/DHT) During the embryonal stage determines the differentiation of the sexual organs During puberty supports the development, then maintenance of the adult male phenotype + growth of penis + anabolic functions Main target organs: epididymis, vas deferens, seminal vesicles, prostate, Supports the development/growth of muscles, bones and bone density, hair Central nervous systems: close relationship between androgen millieu and normal actvity, good general mood and self-confidence (frequency of sexual activity is strictly related to blood T concentrations); androgen deficiency often accompanied by loss of libido/sexual activity, depressive mood Hematopoietic system: stimulates red cell and hemoglobin production Blood circulationsuppression of T conc. in serum leads to an increase in high density lipoprotein conc. A here citogenetikus működe Spermatocitogenezis Spermatomorfogenezis Spermiáci ció működe A spermiumok képzk pződe 2. Spermatogenezis A spermato(cito)genezis 3 fő fázisból áll: Mitotikus osztódás Meiotikus osztódás Morfológiai átalakulás Primordiális sejtek Gonocyták spermatógoniumok A,B,intermedier osztályok A 1,2,3, intermedier B 1,2 spermatógoniumok elsődleges spermatocyta Másodlagos spermatocyta spermatida - spermium A germinális s a Sertolli sejtek kapcsolata a spermatogenezis alatt (I) A germinális s a Sertolli sejtek kapcsolata a spermatogenezis alatt (II)
A germinális s a Sertolli sejtek kapcsolata a spermatogenezis alatt (III)( II) A spermatidák differenciálódása (Golgi fázisa) működe Sertoli sejtek Az FSH-t a felületen megköti támogatja a Spermatogenezist Inhibin termel, negatív feedback az FSH termelre E2, ABP, laktát, pyruvát váladék termel A bazális membránhoz kötődik, nagy nukleusz Kiterjedt endoplazmatikus retikulum Speciálisan kapcsolódnak egymáshoz (vér here barrier) A speciális kapcsolódás révén a SE-t 2 rzre tagolják bazalis kompartment (spermatogóniumok) adluminal kompartment (kőbbi stádiumok)
működe Leydig sejtek Endoplazmatikus retikulum Mitokondrium Androgén termel LH receptorok a sejtek felületén Tesztoszteron termel Negatív feedback A spermatogenezis teljes időtartama fajonként nt működe 2. Spermatogenezis Időtartam: 40-60±4-5 nap (ember 75±4-5 nap) Transzport az E-ben: 8-14 nap Spermium termel: tubuláris kompartment, seminipherus epithelium spermatogenetikus sejtek Sertoli sejtek Androgen termel: intertubuláris kompartment, interstitiális sejtek, vérerek, fehérvérsejtek, fibroblaszt sejtek, makrofágok Apoptozis spermiogenezis Apoptozis = programozott sejt halál; öngyilkosság Spontán indukált apoptozis Spermatogónia, spermatocyta spermatida Apoptozis blokkolása > spermatogogóniumok felszapórodása > infertilitás Apoptozis = szükséges élettani folyamat Mellékhere (Epididymis)
működe Mellékhere működe Nagymértékben androgén függő Protoplazma vándorlás Spermium ére Megváltozik a membrán Akroszóma stabilizálódik Immunogenitás csökken A ZP-ra való felkapcsolódási képesség nő A mellékher khere rzei A mellékhere szerkezete működe Járulékos nemi szervek/mirigyek működe Ampulla: tárolás kutya, bika, kos: kismértékben termel váladékot mén: fontos Ondóhólyag: mén, kan: zsákszerű kos, bika: lebenyes, tömött citrát, fruktóz (kérődző) Prosztata: kutya: fontos, vízszerű, magas CL ion, citrát, fruktóz Cowper mirigy mén, bika, kos: kicsi, vízszerű, tisztítás kan: viszkózus, összekeveredik az ondóhólyag váladékával A járulj rulékos nemi mirigyek mérete m s jelentősége a különbk nböző háziállat fajokban működe Az ondóplazma feladata: Energia forrás Ozmotikus nyomás Szabad Ca leköt Pufferolás Immunoszupresszió A motilitás szabályozása Spermicid faktor
A spermium morfológi giája működe A spermium morfológiája Ostor Minimális citoplazma tartalom Független Fej Középső rz Farok
működe A pénisz Húgycső Duzzadó szövet CSP Corpus spongiosum penis CCP Corpus cavernosum penis Vérellátás: a. pudendalis CCP-ből v. pudendalis CSP-ből a pénisz dorsalis vénája m. Ischiocavernosus Ejakulációs reflex: glans penis nyomás, érint, hőm. gerincvelő Erekció ejakuláció: gerincvelői reflexek, lumbaris/sacralis Bika/kecske: a pénisz vége (makk) csavarodott Kos: féregnyúlványszerű képlet Mén/kan: szoros kapcsolat a hímvessző a cervix között Kutya: os penis, összeragadás Az ejakuláci ciós s reflex
Ejakuláci ciós s reflex Glans penis > továbbítja az ingert a gerincvelői központba Erekció ejakuláció gerincvelő reflexek Az ejakuláció kiváltásában szerepet játszó inger típusok: nyomás, érint hőmérséklet Bika/kecske > glans penis csavarodottá válik Kos > féregszerű nyúlvány Mén/kan >glans penis szoros kapcsolatba kerül a nyakcsatornával > ejakuláció a méhbe Ejakuláci ciós s reflex Kan > spirális pénisz Mén > kifejezett megnagyobbodás az ejakuláció alatt Kutya > os penis, összeragadás (a pénisz a hüvelyen belül rögzítve van), nagy mennyiségben termelődik prosztata váladék Sperma transzport a húgycsőben > izom kontrakciók