生殖内分泌学
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第七章 男性生殖内分泌

第一节 男性生殖系统的发育、结构和功能

男性生殖器官分为外生殖器和内生殖器。外生殖器包括阴茎和阴囊,内生殖器包括生殖腺(睾丸)、生殖管道(附睾、输精管、射精管、男性尿道)和附属腺体(精囊腺、前列腺、尿道球腺)(图7-1)。
图7-1 男性生殖系统示意图
(引自:狄文,李铮,张君慧.生殖系统.上海:上海交通大学出版社,2013)
一、睾丸
睾丸是男性的主要性器官,为椭圆体,表面光滑,前端游离,后面附有系膜,分别悬垂于两侧阴囊内(图7-2),左侧睾丸较右侧略低。成年人的睾丸平均长约4.3~5.1cm,宽2.6~3.1cm,前后直径2~3cm,其容积约15~25ml,每侧重约10~20g。如果在青春期前去除睾丸,青春期后将丧失性功能和生育能力。
图7-2 睾丸解剖特点
(引自:狄文,李铮,张君慧.生殖系统.上海:上海交通大学出版社,2013)
睾丸表面有两层鞘膜,脏层鞘膜覆盖于睾丸表面,壁层鞘膜贴附于阴囊内侧壁。两层鞘膜之间有一腔隙,称为鞘膜腔,内含少量液体,可以减少睾丸在阴囊内移动时的阻力。在脏层鞘膜之下,有一致密的纤维膜(即白膜)包围睾丸实质,睾丸门处白膜特别增厚。由此分出许多纤维组织伸入睾丸实质内,将睾丸分成200~250多个小叶,每个睾丸小叶由3~4条迂曲的睾丸生精小管和间质细胞组成(图7-3)。生精小管占睾丸总容积的60%~80%,人类睾丸约有600条生精小管,每个小管长约30~80cm,一侧睾丸的生精小管连接起来,其总长可达360m,即每个男性生精小管长度达720m。每个睾丸小叶的生精小管相互汇集而成一条直细精管,各小叶的直细精管汇合构成睾丸网。睾丸网发出10~15条睾丸输出小管,穿过白膜进入附睾头。生精小管分泌的液体为睾丸液,睾丸分泌睾丸液与脑脊液和房水的分泌相类似。睾丸液渗透压与血浆渗透压相等,睾丸液内含有精子,密度约1×10 8/ml。睾丸液的蛋白质主要由白蛋白组成,睾丸液中睾酮浓度明显高于其血中浓度,钾离子浓度比静脉血高3倍,肌醇为血浆中的100多倍。生精小管有生精细胞、支持细胞和管周细胞组成,在下丘脑-垂体-睾丸性腺轴的调控下,支持细胞为精子发生提供特殊内环境,生精细胞经有丝分裂、减数分裂等过程,最后形成精子。管周细胞与生精小管管壁纤维化改变相关。生精小管间的疏松结缔组织称为睾丸间质,约占睾丸总容积的12%~15%,其间含有间质细胞(Leydig cell),约占10%~20%。人类睾丸中包含大约200×10 6个间质细胞,在垂体促性腺激素的调控下,合成和分泌雄激素,是维持男性性功能的重要细胞。同时,睾丸间质细胞还可以分泌胰岛素样因子3(insulin-like factor 3,INSL3)。
图7-3 人类睾丸的整体横切面图,睾丸小叶结构明确可见
(引自:狄文,李铮,张君慧.生殖系统.上海:上海交通大学出版社,2013)
睾丸在胚胎发育期为腹膜后器官,起源于中胚层的生殖嵴,位于胚胎发育期的肾脏内侧,与中肾管分化而成的附睾管和输精管相连。睾丸在胚胎发育过程中逐渐下降。在胚胎第3个月,睾丸到达髂窝,第7个月睾丸通过腹股沟皮下环,第9个月降入阴囊,出生时睾丸已经腹股沟管下降至阴囊内。在下降过程中,前后两层腹膜形成睾丸鞘膜。出生后,若睾丸尚未降入阴囊,则为隐睾。因腹腔温度较高,隐睾会影响精子产生,甚至导致睾丸肿瘤。
二、输精管道
(一)附睾
附睾位于睾丸的后上外方,长约4~6cm。附睾可分为三部分:上端膨大而钝圆的附睾头;中间的附睾体;下端细圆的附睾尾;其中,附睾体的外侧面与睾丸间的纵形浆膜腔隙,称附睾窦。附睾尾反折向上延续为输精管(图7-4)。除后缘外,附睾有三层被膜包绕:外面的睾丸固有鞘膜,中间为厚而坚韧的白膜和内部的血管膜。
图7-4 附睾的头、体、尾
(引自:狄文,李铮,张君慧.生殖系统.上海:上海交通大学出版社,2013)
附睾管始于睾丸网的输出小管,为不规则的迂曲小管。输出小管上皮为单层柱状上皮,由高、低柱状细胞组成。睾丸输出小管进入附睾后旋曲行走,扩张变大,形成附睾头部。附睾管管腔整齐,上皮较厚属假复层柱状纤毛上皮,纤毛长但不运动(又称静止纤毛)。附睾上皮由主细胞及基细胞组成。
附睾在男性生殖中有重要作用,其主要的生理功能是:睾丸生成的精子在附睾内成熟和贮存。附睾头、体部是精子发育成熟的部位,尾部为精子贮存的部位。附睾是精子成熟的关键环节,是精子受精能力形成与调控的中心。附睾分泌液供给精子营养、促进精子继续发育成熟,为精子的成熟、贮存、运送和处理等提供适宜的内环境。附睾上皮主要有吸收和分泌功能,可吸收浓缩睾丸液;可分泌多种物质,直接调控精子的成熟及其受精能力。附睾上皮分泌的甘油磷酸胆碱、肉碱、糖蛋白、酸性磷酸酶等,都具有促进精子成熟作用。附睾上皮分泌糖蛋白,附着在精子表面,抑制精子原有的抗原性,防止发生精子自身免疫反应,促进生殖免疫屏障的形成。同时,附睾管节律性的收缩功能可以输送精子到输精管。附睾β防御素家族中的重要成员Bin1B为附睾中的天然抗菌肽,性成熟后Bin1B表达明显增加,在附睾炎症时Bin1B表达显著上调,在宿主自主防御系统中发挥重要作用。
(二)输精管和射精管
输精管是附睾管的直接延续,约有2~3cm的弯曲。全长约32cm,直径0.2~0.3cm,管壁厚而坚韧,管腔细小。其行程长而复杂,可分为睾丸部、精索部和盆部三个部分。睾丸部:为输精管的起始部,从附睾尾到输精管的上端,此段最短,于附睾头的高度进入精索移行为精索段。精索部:输精管从睾丸上端至腹股沟管内环的一段。输精管在此构成精索的主要成分。腹股沟外环以外部分,位置最浅,处于精索内侧,通过阴囊壁易于触及。输精管结扎术即在此段进行。盆部:从腹股沟管的内环到输精管末端的一段,此段最长。经腹股沟管内环进入腹腔,再转向内下后方进入骨盆腔,再向内跨过输尿管的前上方,至膀胱底的后方,输精管略膨大,形成输精管壶腹。其末端与精囊腺的排泄管合并成射精管,穿过前列腺实质,开口于尿道的前列腺部。
输精管管壁肌肉很厚,具有很强的收缩能力,主要功能是运输和排泄精子。在射精时,交感神经末梢释放大量类肾上腺素物质,使输精管发生互相协调而有力的收缩,将精子迅速输往精囊排泄管、射精管和尿道中。当输精管发生炎症或堵塞时,精子就不能排出而造成男性不育症。同理,当男性节育时,亦可行输精管结扎术。
射精管起始于输精管,左右各一,汇合精囊管后从斜后方穿过前列腺,开口于精阜附近的尿道嵴(图7-5)。射精管管壁肌肉较丰富,具有较强的收缩力。泌尿生殖道炎症或先天性射精管囊肿形成可导致射精管梗阻。先天性输精管、射精管缺如的患者,射精时只有前列腺液射出,而无精囊液和睾丸附睾液射出。
图7-5 射精管、精囊与输精管壶腹部
(引自:狄文,李铮,张君慧.生殖系统.上海:上海交通大学出版社,2013)
三、睾丸、附睾的血管、淋巴管和神经
睾丸及附睾的营养动脉有三条:精索内动脉(睾丸动脉)、精索外动脉(提睾肌动脉)及输精管动脉。精索内动脉为睾丸的主要营养动脉,起自腹主动脉肾动脉起始处下方,偶有起自附近其他动脉如肾动脉、肠系膜上动脉等。精索内动脉穿出腹股沟管内环(深环)后,伴随精索进入阴囊。首先发出一分支至附睾头,然后穿过睾丸纵隔,分成许多小支进入睾丸。精索外动脉来自腹壁下动脉,是髂外动脉的分支,主要营养提睾肌及其筋膜,在外环水平与输精管动脉吻合,共同供应睾丸下部及附睾尾。输精管动脉起于髂内动脉前干,也可与膀胱上动脉或膀胱下动脉共干发出。该动脉发出后走向内下方至膀胱底,分升降两支,沿输精管行走而分布。升支随输精管经腹股沟管到睾丸上端,有分支与睾丸动脉吻合,其主干到睾丸下端进入附睾;下支下行至输精管壶腹及精囊。有时膀胱下动脉和附近的动脉也有分支到输精管。
睾丸静脉和附睾静脉分别离开睾丸和附睾,在精索合成蔓状静脉丛,包绕睾丸动脉和输精管。蔓状静脉丛可分为三群:前群由精索内静脉组成,在腹股沟管内逐渐形成一条主干达后腹壁。左侧精索内静脉绝大多数注入左肾静脉,常与肾静脉形成直角;右侧则注入下腔静脉,因此临床上精索静脉曲张多见于左侧。中群为输精管静脉,回流至膀胱静脉丛。后群为精索外静脉,在腹股沟管外环口处离开精索回流到腹壁下静脉。上述静脉与动脉不同,相互之间有广泛的吻合支,甚至与对侧静脉也有吻合。因此,一侧精索静脉曲张,往往两侧的睾丸同时受损。
睾丸和附睾的淋巴管形成深、浅两丛。浅淋巴管丛位于睾丸鞘膜脏层的内面,深丛位于睾丸和附睾的实质内,集合成4~6条淋巴管,在精索与血管伴行,通过腹股沟管进入腹膜后间隙,上升进入肾动脉平面的主动脉旁淋巴结和主动脉前淋巴结。两侧淋巴管间吻合丰富,与胸腔内的纵隔淋巴结、颈部的淋巴结也有吻合。
睾丸、附睾和输精管的神经,由精索内神经丛支配。此丛由三组神经组成,即精索上神经、精索中神经和精索下神经,这些神经又来源于肾神经丛、肠系膜神经丛、上腹下神经丛和下腹下神经丛。其传入神经经交感神经进入脊髓第10~12胸节。此外,生殖股神经的生殖支支配提睾肌及睾丸的被膜。
四、附属性腺
(一)精囊
精囊腺是输精管外翻形成,位于腹膜外侧,位于膀胱底的后面,前列腺的后上方,输精管壶腹的外侧,膀胱底与直肠之间,左右各一,为椭圆形的肌性囊,长约3~5cm。主要由迂曲的小管构成,表面凹凸不平,呈钩回状,切面内袋形或憩室样管状结构,黏膜皱襞高而细,多分支并连接成网;其末端排泄管与输精管汇合成射精管,在尿道前列腺部开口于尿道精阜(见图7-4)。精囊与直肠之间有Denovilliers筋膜分隔,Denovilliers筋膜前层与精囊及前列腺附着处极易分离,而后层与直肠前壁附着较紧。在直肠手术分离直肠前面时,可利用这一解剖特点,将其自精囊前列腺附着处分离或在Denovilliers筋膜2层之间分离,将可避免撕破直肠肠壁。
精囊的解剖位置与前列腺、输精管、输尿管、膀胱及直肠接近,所以精囊炎的发生,常常继发于泌尿生殖系统其他器官的炎症,且常与前列腺炎同时发生。精囊炎可分为急性与慢性两种。多发于中老年,偶尔也发于青年。
精囊腺具有分泌的功能,其分泌物为黏稠的蛋白质,液体状,呈碱性,淡黄色,约占精液的70%。其主要成分有果糖、多种氨基酸、纤维蛋白原、前列腺素和枸橼酸。精液中的大部分果糖就是由精囊腺分泌,有营养精子和增强精子活力的功能。精液中如缺乏果糖,可影响精子的活动能力。精囊腺的分泌功能受雄激素的调节,切除睾丸可见精囊上皮萎缩,分泌停止。精囊腺的分泌可稀释精液,并对阴道和子宫处的酸性物质起中和作用,维持精子在阴道与子宫内的活力。精囊一般不具备贮存精子的功能。
精囊的血供来自膀胱下动脉、输精管动脉、直肠下动脉等的分支,它们之间在精囊壁内互相吻合。精囊静脉先形成精囊静脉丛,再至膀胱静脉丛,然后汇入髂内静脉。精囊的淋巴管也很丰富,汇成数条集合淋巴管,沿输精管动脉及膀胱下动脉走行,注入髂内或髂外淋巴结。
(二)前列腺
前列腺是不成对的实质器官,是男性生殖器官中最大的腺体,由腺组织和肌组织构成。前列腺呈栗子样大小,质地坚实,其上端宽大为前列腺底,下端细小为前列腺尖,底与尖之间为前列腺体。体的后面正中有一纵行的浅沟,为前列腺沟,将前列腺分为左右两侧。直肠指检时易触及此沟。当患良性前列腺增生肥大时,此沟变浅或消失。同时增生的腺组织可压迫尿道,引起排尿困难。
前列腺表面包有筋膜鞘,称前列腺囊,对腺体有保持和支持作用,使穿过前列腺腺体中间的尿道保持通畅。在男性盆腔正中矢状切面,可见前列腺位于膀胱颈与尿生殖膈之间,尿道穿过前列腺,形成尿道的前列腺部;前列腺底部向上与膀胱颈相接,尖向下与尿生殖膈上筋膜接触;前面与耻骨联合相对,其间为耻骨后间隙,有阴部静脉丛和脂肪垫;后面接直肠前壁,在腺体与直肠之间有直肠膀胱筋膜相隔,两外侧面靠在肛提肌筋膜上,其间有前列腺静脉丛(图7-6)。
前列腺过去分为5叶,即前叶、中叶、后叶和两个侧叶。现在一般将其分为外周带、中央带、移行带和尿道周围腺体。良性前列腺增生好发于移行带,而前列腺癌好发于外周带。前列腺的发育与性激素有密切关系。在幼年时前列腺不发育,随性成熟而迅速生长,24岁左右达高峰,50岁以后前列腺的腺组织开始退化、萎缩,分泌减少。但部分男性前列腺移行带腺体和间质结缔组织增生,可发生良性前列腺增生肥大。
前列腺由膀胱下动脉、直肠下动脉、膀胱中动脉以及阴部内动脉的一些分支供血。主要的供血动脉为膀胱下动脉,该动脉来自髂内动脉的前支,在膀胱的两侧面,经膀胱与前列腺的交界处,分为前列腺被膜动脉和尿道前列腺动脉。前列腺被膜动脉供应前列腺被膜和腺体外侧部的大部分;尿道前列腺动脉则供应深部前列腺和尿道周围的腺组织。前列腺静脉在前列腺的前面和两侧的固有囊与筋膜鞘之间,形成前列腺丛,此丛接受阴茎背深静脉的汇合,并与阴部静脉丛和膀胱静脉丛有交通,最后经膀胱下静脉汇入髂内静脉或髂内静脉的其他属支。前列腺静脉丛无静脉瓣膜。
图7-6 前列腺膀胱尿道示意图
(引自:狄文,李铮,张君慧.生殖系统.上海:上海交通大学出版社,2013)
前列腺的植物性神经由盆丛的下部发出,形成前列腺丛,随前列腺的动脉进入前列腺。
前列腺分泌前列腺液,是一种含较多草酸盐和酸性磷酸酶的乳状弱酸性液体。前列腺液可促使精液迅速液化,从而保证精子的活动和受精能力。前列腺液是精浆的重要组成成分,约占精浆的20%~30%。前列腺还可以分泌激素,如前列腺素等,具有促进精子运动、影响子宫收缩等功能。
(三)尿道球腺
尿道球腺是一对豌豆大小、黄褐色的球形器官,左右各一,由具有分泌功能的腺泡构成。直径0.5~0.8cm,位于尿道球的后上方,尿道膜部的后外侧,包埋在尿生殖膈和尿道膜部括约肌肌束之中,腺体有一细长的排泄管,长约3cm,开口于尿道球部。它是3个附属性腺中最小的腺体。尿道球腺除非有病变,一般不能摸到。尿道球腺分泌一种碱性黏蛋白,排入尿道球部,可润滑尿道,中和尿道内残存的酸性尿液,有利于精子的生存。
五、外生殖器
(一)阴茎
阴茎(penis)由阴茎海绵体和尿道海绵体组成,为重要的男性性征器官。前方有尿道外口,排尿和射精时尿液或精液由此排出体外。阴茎海绵体充血后,可坚硬勃起完成性生活。阴茎的长度在不同的种族和不同的个体之间有较大的差异。根据1412例成人阴茎测量发现,常态下阴茎长度平均为8.08cm(最小值4.0cm,最大值14.5cm),周径为8.11cm(最小值4.5cm,最大值12.0cm),勃起时阴茎的长度可增加一倍以上。
阴茎可分为阴茎根部、体部和头部。阴茎根部附着于骨盆,由两侧的海绵体脚和尿道球部组成(图7-7)。左右海绵体脚为圆柱形结构,附着于耻骨联合与耻骨支,逐渐在中线汇合形成阴茎海绵体。阴茎体部分别为两侧的阴茎海绵体和下方的尿道海绵体。尿道海绵体向前延伸逐渐变为膨大的阴茎头部。阴茎皮肤在阴茎头部向内反折,形成一个筒状的双层皮肤皱襞,包在阴茎头上,称为包皮。内外层皮肤游离缘围成的外口称为包皮口。包皮内层与阴茎头之间的腔隙,称包皮腔。包皮内层薄而光滑,形似黏膜,具有高度分化的小皮脂腺即包皮腺。其分泌物与脱落上皮细胞的混合物为包皮垢。包皮的长度个体差异很大,幼儿的包皮较长,包裹整个阴茎头,包皮口亦较小。随着年龄的增大,包皮逐渐向后退缩,包皮口扩大,阴茎头即露出于外。成年人阴茎头完全被包皮包裹时称为包皮过长,包皮过长且不能向上翻转时则称为包茎。包皮过长,尤其是包茎,可致包皮垢不易排出而形成长期刺激,易引起包皮炎、尖锐湿疣等,甚至可诱发包皮结石或阴茎癌。近年有研究发现,包皮环切术后可降低性传播疾病的发生,故包皮过长或包茎患者应及时清洗包皮垢或尽早行包皮环切术。
图7-7 阴茎海绵体与尿道海绵体示意图
(引自:狄文,李铮,张君慧.生殖系统.上海:上海交通大学出版社,2013)
阴茎背侧为阴茎的神经血管束,中间为阴茎背深静脉,两侧为阴茎背动脉和阴茎背神经。阴茎海绵体为勃起的主体,是典型的血管结构。海绵体平滑肌围成海绵窦,窦状隙内面衬以内皮,当勃起时血液充盈于海绵窦内。海绵体由白膜所包绕,两侧的白膜在阴茎的中线相汇合,形成梳状的阴茎纵隔。中远端的两海绵体互相贯通,使两侧海绵体成为一个功能性的主体。
阴茎的动脉是髂内动脉的分支,其阴部内动脉分支从盆腔发出,到达会阴部,分别分出球动脉、海绵体动脉和阴茎背动脉。海绵体动脉(深动脉)为阴茎海绵体的主要供血动脉,其终末支分为两类:第一类为阴茎的螺旋动脉,直接向阴茎海绵窦供血;第二类为穿行于海绵体小梁的小动脉。螺旋动脉为主要的阻力血管,可控制进出海绵窦的血流量与速度。当阴茎松弛萎软时,螺旋动脉盘绕弯曲,处于关闭状态。少量血流通过小梁间的动脉为海绵体供血,为其营养血管。阴茎背动脉与深动脉之间有大量的交通支。
阴茎的静脉系统尤其独特。来自海绵窦的静脉血流在白膜下汇合成静脉丛,形成穿通支穿过白膜,分别流入阴茎白膜表面的环静脉或背侧的背深静脉。勃起越坚硬,则白膜对静脉丛的压力越大,静脉的回流越少,有助于海绵体的充盈。螺旋动脉直接供血至海绵体窦状隙,海绵窦血液充盈后,压力增加,压迫静脉丛至坚硬的白膜下,限制血液的回流,又增加了阴茎勃起的硬度,这构成了阴茎血流的重要特点。根部的血流经阴茎脚静脉回流。阴茎的静脉回流经阴茎门汇入前列腺静脉丛,由髂内静脉回流至下腔静脉。
阴茎的神经支配由体神经和自主神经所组成。其副交感神经为主要的勃起神经,起源于骶髓的灰质侧脚(S 2~4),经神经根至盆丛,汇合成海绵体神经到达阴茎海绵体。在海绵体内,神经走行于海绵窦小梁之间,既直接支配海绵体平滑肌,又直接作用于内皮组织,以诱导勃起。阴茎的交感神经来源于胸腰干的神经支(T 11~L 2),经交感干至下腹下神经丛,形成下腹下神经至盆丛,其交感支参与海绵体神经的组成。由于海绵体神经走行于前列腺的侧后方,前列腺的开放手术或腔内手术有可能对其造成损伤,从而导致勃起障碍的产生。
(二)阴囊
阴囊为囊袋样结构(图7-8),位于阴茎的后下方。阴囊皮肤很薄,呈暗褐色,成人生有少量阴毛。皮肤的深面为肉膜,是阴囊的浅筋膜,肉膜在正中线向深部发出阴囊中隔,将阴囊腔分隔为左右两部,分别容纳两侧的睾丸与附睾。肉膜缺乏脂肪,含有平滑肌纤维,能随外界温度的变化而舒缩。生精细胞对温度比较敏感,所以当体温升高时,阴囊舒张,便于降低阴囊内的温度;当体温降低时,阴囊收缩,以保存阴囊内的温度。阴囊内温度低于体温,对精子发育和生存有重要意义。
六、男性尿道
男性尿道兼有排尿和排精功能,起于膀胱的尿道口,止于尿道外口。成人男性尿道长度约为16~22cm,管径平均为5~7mm。全长可分为前列腺部、膜部、球部和海绵体部。临床上把尿道前列腺部和膜部称为后尿道,球部和海绵体部称为前尿道。
图7-8 阴囊结构示意图
(引自:狄文,李铮,张君慧.生殖系统.上海:上海交通大学出版社,2013)
尿道前列腺部为尿道穿过前列腺的部分,长约2.5cm。后壁上有一纵行隆起,称尿道嵴,嵴中部隆起的部分称精阜。精阜中央有一小凹陷,称前列腺小囊,其两侧有一对细小的射精管开口。精阜附近的尿道黏膜上有许多前列腺排泄管的开口。膜部为尿道穿过尿生殖膈的部分,周围有尿道膜部括约肌环绕,管腔狭窄,长约1.2cm。球部为尿道球内的尿道,男性尿道海绵体后端的膨大部分,位于两侧阴茎脚之间,固定在尿生殖膈的下面。经过此部的尿道称为尿道球部,为尿道全长最宽的部分,并有尿道球腺开口于此。在阴茎头处的尿道扩大成尿道舟状窝。尿道黏膜下层有许多黏液腺称尿道腺,其排泄管开口于黏膜。
男性尿道在行程中粗细不一,有3个狭窄、3个扩大和2个弯曲。3个狭窄分别在尿道内口、膜部和尿道外口。3个扩大在前列腺部、尿道球部和尿道舟状窝。一个弯曲为耻骨下弯,在耻骨联合下方2cm处,凹向上,包括前列腺部、膜部和海绵体部的起始段。另一弯曲为耻骨前弯,在耻骨联合前下方,凹向下,在阴茎根与体之间。如将阴茎向上提起,此弯曲即可变直。
(李 铮)