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第二节 女性生殖系统生理
【女性一生各阶段的生理特点】
女性从胎儿形成到衰老是渐进的生理过程,也是下丘脑-垂体-卵巢轴功能发育、成熟和衰退的过程。根据妇女一生的特点,划分为胎儿期、新生儿期、儿童期、青春期、性成熟期、绝经过渡期和绝经后期7个阶段,但各阶段并非截然分开,可因遗传、环境、营养等条件不同而有个体差异。
(一)胎儿期(fetal period)
受精卵是由父系和母系来源的23对(46条)染色体组成的新个体,其中一对染色体在性发育中起决定性作用,称性染色体。性染色体x与y决定着胎儿的性别,xx合子发育为女性,xy合子发育为男性。胚胎6周后原始性腺开始分化。卵巢形成后,因无雄激素,无副中肾管抑制因子,所以中肾管退化,两条副中肾管发育成为女性生殖道。
(二)新生儿期(neonatal period)
出生后4周内称新生儿期。女性胎儿由于受母体内胎盘及卵巢产生的性激素的影响,出生时新生儿外阴较丰满,乳房略隆起或有少许泌乳,出生后新生儿血中女性激素水平因脱离母体迅速下降,可出现少量血性分泌物,即假月经,这些都是正常生理现象,可在短期内自然消退。
(三)儿童期(childhood)
从出生后4周到12岁左右称儿童期。在8岁之前,儿童体格持续增长和发育,但生殖器仍为幼稚型。约8岁后,卵巢内的卵泡受垂体促性腺激素的影响,有一定发育并分泌性激素,但达不到成熟阶段。
(四)青春期(adolescence)
从乳房发育等第二性征出现至生殖器官逐渐发育成熟,获得性生殖能力的一段生长发育期,称为青春期。世界卫生组织(WHO)规定青春期为10~19岁。这一时期的生理特点为:
1.生长加速
此期体格加速生长,月经初潮后增长速度减缓。
2.第一性征发育
即生殖器官发育卵巢增大,卵泡开始发育和分泌性激素,使内外生殖器官进一步发育。生殖器官从幼稚型变为成人型。阴阜隆起,大小阴唇变肥厚并有色素沉着;阴道长度及宽度增加,阴道黏膜变厚并出现皱襞;子宫增大,尤其子宫体明显增大,使宫体占子宫全长的2/3;输卵管变粗,卵巢增大,卵巢皮质内有不同发育阶段的卵泡,使卵巢表面出现凹凸不平。此时虽已初步具备生育能力,但整个生殖系统的功能尚未完善。
3.第二性征出现
包括音调变高,乳房发育,出现阴毛及腋毛,骨盆横径大于前后径,胸、肩及髋部皮下脂肪增多,形成女性特有的体态。
4.月经来潮
第一次月经来潮,称为月经初潮(menarche),是青春期开始的一个重要标志。此时卵巢功能尚不完善,月经周期常不规则。
(五)性成熟期(sexual maturity period)
又称为生育期,是卵巢生殖功能与内分泌功能最旺盛的时期。一般自18岁左右开始,历时约30年,此期妇女卵巢功能成熟,有规律地周期性排卵。生殖器官各部及乳房在卵巢分泌的性激素作用下发生周期性变化。
(六)绝经过渡期(menopausal transition period)
是指卵巢功能开始衰退直至最后一次月经的时期。一般从40岁开始,历时短则1~2年,长至10余年。妇女一生中最后一次月经称为绝经。世界卫生组织将卵巢功能开始衰退直至绝经后1年内称为围绝经期。由于卵巢功能逐渐衰退,卵泡不能成熟及排卵,因而常出现无排卵性“月经”;此期雌激素水平降低,可出现血管舒缩障碍和神经精神症状。
(七)绝经后期(postmenopausal period)
指绝经后的生命时期。妇女60岁以后称为老年期。此期卵巢间质的内分泌功能逐渐消退,体内雌激素明显下降,整个机体发生衰老改变,生殖器官进一步萎缩。
【卵巢的功能与周期性变化】
(一)卵巢的功能
卵巢为女性的性腺,其主要功能是产生卵子和分泌女性激素,因此,卵巢具有生殖功能和内分泌功能。
(二)卵巢的周期性变化
从青春期开始至绝经前,卵巢在形态和功能上发生周期性变化,成为卵巢周期(ovarian cycle)(图 2-13)。
按卵泡的发育及成熟、排卵、黄体形成与退化分述如下:
1.卵泡的发育与成熟
新生儿出生时卵巢约有100万~200万个始基卵泡,经历儿童期直至青春期,卵泡数下降只剩下30万~40万个。进入青春期后,卵泡发育成熟的过程则依赖于促性腺激素的刺激。生育期每月发育一批卵泡,其中一般只有1个优势卵泡可以完全成熟并排出卵子,其余的卵泡在发育不同阶段自行退化,称为卵泡闭锁。成熟卵泡或格拉芙卵泡(Graafian follicle)直径可达18~23mm,其结构从外向内依次为卵泡外膜、卵泡内膜、颗粒细胞、卵泡腔、卵丘、放射冠、透明带(图2-14)。妇女一生中仅有400~500个卵泡发育成熟并排卵。
图2-13 卵巢的生命周期
图2-14 排卵期卵泡示意图
2.排卵
随着卵泡的发育成熟,卵泡逐渐向卵巢表面移行向外突出,接近卵巢表面时,表面细胞变薄、破裂,出现排卵(ovulation)。排卵多发生在两次月经中间,一般在下次月经来潮前14天左右。两侧卵巢交替排卵,也可由一侧卵巢连续排卵。
3.黄体形成与退化
排卵后,卵泡壁塌陷,卵泡膜血管破裂,血液流入腔内形成血体,继而卵泡的破口由纤维蛋白封闭,残留的颗粒细胞变大,胞浆中出现黄色的类脂质颗粒而成为黄体。排卵后7~8天(相当于月经周期第22~23天),黄体体积和功能达高峰,直径约1~2cm,外观色黄。若卵子未受精,黄体在排卵后9~10天开始退化,黄体细胞逐渐萎缩变小,逐渐由结缔组织所代替,组织纤维化,外观色白称白体。排卵日至月经来潮为黄体期,一般14天。黄体功能衰退后月经来潮,此时卵巢中又有新的卵泡发育,开始新的周期。若排出的卵子受精,则黄体在胚胎滋养细胞分泌的人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin HCG)作用下增大,转变为妊娠黄体,至妊娠3个月末退化。
(三)卵巢分泌的激素与功能
1.雌激素(estrogen)
在卵泡开始发育时,雌激素分泌量很少,随着卵泡渐趋成熟,雌激素分泌也逐渐增加,于排卵前形成一高峰,排卵后分泌量稍减少。约在排卵后7~8日黄体成熟时,形成又一高峰,第二高峰较平坦,峰值低于第一高峰。随着黄体的萎缩退化,雌激素水平迅速下降,在月经前达最低水平。卵巢主要合成雌二醇(E 2)及雌酮(E 1),雌二醇是妇女体内生物活性最强的雌激素。体内尚有雌三醇(E 3),是E 2及E 1的降解产物。
雌激素的主要生理作用:
(1)子宫:
促进子宫肌细胞增生和肥大,使肌层增厚;增进血运,促使和维持子宫发育;提高子宫平滑肌对催产物质的敏感性;使子宫内膜腺体和间质增殖、修复;使宫颈口松弛,宫颈黏液分泌增加,质变稀薄可拉成丝状,有利于精子的通过。
(2)输卵管:
促进输卵管发育,加强输卵管节律性收缩。
(3)阴道上皮:
促进阴道上皮细胞增生和角化,使黏膜变厚并增加细胞内糖原含量,使阴道维持酸性环境。
(4)外生殖器:
使阴唇发育丰满,色素加深。
(5)卵巢:
协同促卵泡激素促进卵泡发育。
(6)下丘脑、垂体:
通过对下丘脑和垂体的正负反馈调节,控制促性腺激素的分泌。
(7)乳房及第二性征:
促进乳腺腺管增生,乳头、乳晕着色;促进第二性征发育:使脂肪沉积于乳房、肩部、臀部等,音调较高,毛发分布呈女性特征。
(8)代谢作用:
促进钠与水的潴留;促进肝脏高密度脂蛋白的合成,抑制低密度脂蛋白合成,降低循环中胆固醇水平;促进钙盐及磷盐在骨质中沉积,以维持正常骨质。
2.孕激素(progesterone)
孕酮是卵巢分泌的重要孕激素。排卵前,成熟卵泡分泌少量的孕酮。排卵后卵巢黄体分泌孕酮,孕激素分泌量开始增多,在排卵后7~8日黄体成熟时,分泌量达最高峰,以后逐渐下降,到月经来潮时恢复到排卵前水平。
孕激素的主要生理作用:孕激素一般在雌激素作用的基础上发挥效应。
(1)子宫:
使子宫平滑肌松弛,兴奋性降低,同时降低妊娠子宫对催产物质的敏感性,抑制子宫收缩,有利于受精卵在子宫腔内生长发育;使增生期子宫内膜转化为分泌期内膜,为受精卵着床做好准备;使宫颈口闭合,黏液变稠、量少,拉丝度减少,阻止细菌和精子进入宫腔。
(2)输卵管:
使输卵管收缩减弱,蠕动减慢,并调节受精卵的运行。
(3)阴道上皮:
使阴道上皮细胞脱落加快。
(4)下丘脑、垂体:
孕激素通过对下丘脑的负反馈作用,影响腺垂体促性腺激素的分泌。
(5)乳房:
促进乳腺腺泡发育。
(6)体温:
有升高体温作用,使基础体温在排卵后上升0.3~0.5℃。
(7)代谢作用:
促进水与钠的排泄。
雌激素与孕激素既有协同作用又有拮抗作用。协同作用表现为孕激素在雌激素作用基础上,进一步促使女性生殖器官和乳房的发育;拮抗作用表现在雌激素促进子宫内膜增生及修复,孕激素则限制子宫内膜增生,使子宫内膜发生分泌期变化。其拮抗作用还表现为子宫收缩、输卵管蠕动、宫颈黏液变化、阴道上皮变化及钠水潴留与排泄方面。
3.雄激素(androgen)
女性的雄激素主要为睾酮和雄烯二酮,大部分来自肾上腺,小部分来自卵巢。
雄激素的主要生理作用:
(1)拮抗雌激素,若雄激素过多则可拮抗雌激素,表现为减缓子宫及其内膜的生长及增殖,抑制阴道上皮的增生和角化。长期使用可出现男性化。
(2)促进阴蒂、阴唇和阴阜的发育,促进阴毛和腋毛的生长。
(3)促进蛋白质的合成,促进肌肉的生长,并刺激骨髓中红细胞的增生。
(4)在性成熟期前,促使长骨骨基质生长和钙的保留。
(5)性成熟后可导致骨骺的关闭,使生长停止。
(四)其他生殖器官的周期性变化
卵巢主要分泌雌激素和孕激素。其分泌量对下丘脑、垂体产生反馈作用。性激素作用于子宫内膜及其他生殖器官使其发生周期性变化(图2-15),其中,子宫内膜的周期性变化最显著。
1.子宫内膜的周期性变化
子宫内膜分为基底层和功能层。基底层不受卵巢激素周期性变化的影响,在月经期不发生脱落。功能层由基底层再生而来,受卵巢激素的影响而出现周期性变化,若未受孕功能层则坏死脱落,形成月经。一个正常月经周期以28日为例,其组织形态改变可分为3期:
(1)增殖期:
月经周期第5~14天,相当于卵泡发育成熟阶段。月经期功能层子宫内膜脱落,随月经血排出,仅留下基底层。在雌激素作用下,子宫内膜逐渐增厚至3~5mm,腺体增多,间质致密,间质内小动脉增生延长呈螺旋状卷曲,宫腔增大。
(2)分泌期:
月经周期第15~28天,相当于黄体期。雌激素的存在使内膜继续增厚;在孕激素作用下,子宫内膜呈分泌反应。排卵后1~10天,子宫内膜增厚,腺体增大,血管迅速增加,更加弯曲,间质疏松水肿。此时内膜厚且松软,含丰富的营养物质,有利于受精卵着床。至月经的第24~28天,子宫内膜厚达10mm,呈海绵状。
(3)月经期:
月经周期第1~4天。由于卵子未受精,黄体功能衰退,雌、孕激素水平骤降,子宫内膜螺旋小动脉开始节段性和阵发性收缩、痉挛,血管远端的管壁及所供应的组织缺血、缺氧,组织变性、坏死,血管壁通透性增加,使血管破裂导致内膜底部血肿形成,促使组织坏死脱落。变性、坏死的内膜与血液相混排出,形成月经血。
2.生殖器其他部位的周期性变化
(1)阴道黏膜的周期性变化:
阴道上皮为复层扁平上皮,分为底层、中层和表层。排卵前,阴道上皮在雌激素的作用下,底层细胞增生,逐渐演变为中层与表层细胞,使阴道上皮增厚,表层细胞角化,其程度在排卵期最明显。阴道上皮细胞内富含糖原,在阴道杆菌的作用下分解为乳酸,使阴道内保持一定酸度,可以抑制致病菌的繁殖。排卵后,在孕激素的作用下,表层细胞脱落。阴道上段黏膜对性激素最敏感,临床上检查阴道上1/3段阴道侧壁脱落细胞的变化,了解卵巢的功能。
(2)宫颈黏液的周期性变化:
在卵巢性激素的影响下,宫颈腺细胞分泌黏液,其物理、化学性质及其分泌量均有明显的周期性改变。月经来潮后,体内雌激素水平低,宫颈管分泌的黏液量很少。随着雌激素水平不断提高,宫颈黏液分泌量不断增多,至排卵期变得稀薄、透明,拉丝度可达10cm以上。若将黏液行涂片检查,干燥后镜下可见羊齿植物叶状结晶,这种结晶在月经周期第6~7天开始出现,到排卵期最为典型。排卵后,受孕激素影响,黏液分泌量逐渐减少,质地变黏稠而混浊,拉丝度差,易断裂。涂片检查发现结晶逐步模糊,至月经周期第22天左右结晶完全消失,代之以排列成行的椭圆体。临床上检查宫颈黏液可以了解卵巢功能状态。
(3)输卵管的周期性变化:
在雌、孕激素的影响下,输卵管黏膜也发生周期性的改变,但不如子宫内膜明显。
图2-15 月经周期中激素、卵巢、子宫内膜、阴道涂片、宫颈黏液及基础体温的周期性变化
【月经及月经周期的调节】
(一)月经及其相关概念
1.月经(menstruation)
是指伴随卵巢周期性排卵而出现的子宫内膜周期性脱落及出血。规律月经的出现是生殖功能成熟的标志之一。月经第一次来潮称为月经初潮,月经初潮早晚受遗传、营养、气候、环境等因素影响。月经初潮年龄多在13~15岁,可早至11~12岁,或迟至15~16岁,16岁以后月经尚未来潮者应当引起重视。近年月经初潮年龄有提前趋势。
2.月经血的特征
月经血呈暗红色,除血液外,还有子宫内膜碎片、宫颈黏液及脱落的阴道上皮细胞。月经血中含有前列腺素及来自子宫内膜的大量纤溶酶。由于纤溶酶对纤维蛋白的溶解作用,月经血不凝,出血多时可出现血凝块。
3.正常月经的临床表现
正常月经具有周期性。月经的第1日为月经周期的开始,相邻两次月经第1日的间隔时间,称为月经周期(menstrual cycle),一般为21~35天,平均28天。每次月经持续的时间为经期,一般为2~8天,平均4~6天。一次月经的总失血量为经量,正常经量为20~60ml,超过80ml称为月经过多。一般月经期无特殊症状,但经期由于盆腔充血以及前列腺素的作用,有些妇女会出现腹部及腰骶部下坠不适或子宫收缩痛,并可出现腹泻等胃肠道功能紊乱症状。少数妇女可有头痛及轻度神经系统不稳定症状。故在月经期可参加一般劳动,但不宜进行剧烈运动。
(二)月经周期的调节
月经周期的调节是个复杂的过程,主要涉及下丘脑、垂体和卵巢。下丘脑、垂体与卵巢之间相互调节、相互影响,形成完整而又协调的神经内分泌系统,称为下丘脑-垂体-卵巢轴(hypothalamus pituitary ovarian axis,HPOA),又称性腺轴(图2-16)。控制性腺发育和性激素的分泌。下丘脑-垂体-卵巢轴的神经内分泌活动受到大脑高级中枢的影响,因此,大脑皮层功能变化对月经也会产生影响。
图2-16 下丘脑-垂体-卵巢之间的相互关系示意图
1.下丘脑分泌的调节激素及其功能
下丘脑是下丘脑-垂体-卵巢轴的启动中心。下丘脑的神经内分泌细胞分泌促性腺激素释放激素(gonadotropin releasing hormone,GnRH),直接通过垂体门脉系统进入腺垂体。促性腺激素释放激素包括促卵泡激素释放激素和黄体生成激素释放激素,其作用是促进垂体合成、释放促卵泡激素(follicle stimulating hormone,FSH)和黄体生成素(luteinizing hormone,LH)。促性腺激素释放激素的分泌,受垂体促性腺激素和卵巢分泌的性激素的反馈调节。
2.腺垂体分泌的调节激素及其功能
腺垂体接受促性腺激素释放激素的调节,合成并释放促卵泡素和黄体生成素,两者共同作用促使卵泡发育成熟和排卵,促进排卵后的卵泡变成黄体,并使卵巢分泌性激素。
3.下丘脑-垂体-卵巢轴之间的相互调节
下丘脑、垂体与卵巢激素彼此相互依存,又相互制约,调节着正常的月经周期。月经的黄体萎缩后,雌、孕激素水平降至最低,对下丘脑和垂体的抑制解除,下丘脑又开始分泌GnRH,使垂体FSH分泌增加,促进卵泡发育,分泌雌激素,子宫内膜发生增生期变化。随着雌激素逐渐增加,其对下丘脑的负反馈增加,抑制下丘脑GnRH的分泌,使垂体FSH分泌减少。随着卵泡逐渐发育,接近成熟时卵泡分泌的雌激素达到200pg/ml以上,并持续48小时,即对下丘脑和垂体产生正反馈的作用,形成LH和FSH峰,两者协同作用,促使成熟卵泡排卵。
排卵后,LH和FSH水平均急剧下降,黄体形成并逐渐发育成熟。黄体主要分泌孕激素和少量的雌二醇,使子宫内膜发生分泌期变化。排卵后第7~8日孕激素达到高峰,雌激素亦达到又一高峰。由于大量孕激素和雌激素共同负反馈作用,使垂体LH和FSH分泌相应减少,黄体开始萎缩,雌、孕激素分泌减少,子宫内膜失去性激素支持,发生剥脱而月经来潮。雌、孕激素减少解除了对下丘脑和垂体的负反馈抑制,FSH分泌增加,卵泡开始发育,下一个月经周期重新开始,如此周而复始。
(周广华)