簡介
精子發生(spermatogenesis)是遺傳信息傳遞和物種延續的重要環節,受諸多因素的調控。精子發生作為組織胚胎學、分子生物學、遺傳學等多學科的交叉領域,是生殖生物學的研究熱點之一。
大劑量睾酮通過負反饋機制抑制促性腺激素的分泌,并導緻射精中的精子數量大量減少;即使使用FSH後精子生成數量也隻能達到正常數量的30%。
過程
全部精子發生過程可以被分為3個過程:
精原細胞位于生精上皮的基底部,分為A、B兩種類型。A型精原細胞進一步分為Ad型和Ap型精原細胞。在正常情況下,Ad型精原細胞不發生任何有絲分裂,應該被視為精子發生的精原幹細胞;Ap型精原細胞則通常分化增殖為兩個B型精原細胞。B型精原細胞分裂增殖為初級精母細胞,随後,初級精母細胞開始DNA合成過程。
精母細胞經曆了減數分裂的不同階段。粗線期時RNA的合成十分活躍。減數分裂的結果産生單倍體生精細胞,又稱精子細胞。在精子生發過程中,減數分裂是一個非常關鍵的過程,在這個階段,遺傳物質相互重組、染色體數目減少并最終形成精子細胞。
次級精母細胞産生于第一次減數分裂後。這些生精細胞含有雙份單倍體染色體。在第二次減數分裂精母細胞演變為單倍體的精子細胞。第一次減數分裂前期大概持續1~3周,而除此之外的第一次減數分裂的其他階段和第二次減數分裂在1~2天之内完成。
第二次減數分裂後形成精子細胞,是沒有減數分裂活性的圓形細胞。圓形的精子細胞經過複雜的顯着變化轉變為不同長度的精子細胞和精子。在第二次減數分裂中,細胞核發生的聚縮和塑性,同時鞭毛形成和胞漿明顯擴張。全部精子細胞變形的過程稱為精子形成。
分泌調控
睾丸的生精及合成雄激素兩項功能都通過負反饋受到下丘腦和腦垂體的調節。
睾酮可以抑制LH、FSH的分泌。對于FSH,抑制素B是更為重要的調節物質。LH促進睾丸間質細胞合成睾酮,FSH則控制支持細胞的調節精子生成作用。睾酮在睾丸間質中的作用對于精子發生過程也十分重要。
精子發生的初次生精過程一般在FSH和LH的影響下完成。但是高濃度的睾酮單一作用也可以誘導精子發生。在睾酮分泌型睾丸間質細胞瘤的腫瘤附近和LH受體激活性突變的患者體内,都可以見到完整的精子發生過程。非常關鍵的治療目的就是試圖在睾丸間質中聚集高濃度的睾酮。
臨床常用的辦法是使用hCG,它具有較高的LH和FSH活性。激素在生精維持、生精再激活中同樣有重要作用。大劑量睾酮通過負反饋機制抑制促性腺激素的分泌,并導緻射精中的精子數量大量減少;即使使用FSH後精子生成數量也隻能達到正常數量的30%。
與之相似,使用hCG後也可以造成生精數量減少,其機制是由于hCG刺激産生的睾酮發揮了負反饋抑制,但是其抑制生精的作用不如單獨使用睾酮的效果明顯。而且,hCG的生精抑制作用可以在使用FSH後完全恢複。hCG和睾酮抑制生精的效果差異是由于在睾丸間質中睾酮的濃度更高。
使用抗體免疫中和FSH可以明顯減少靈長類動物以及男子人類的精子發生。在抑制内生性促性腺激素分泌後,FSH可以持續地維持生精過程。最近的證據發現在腦垂體切除的患者中,在缺少LH、FSH受體激活性突變的情況下,生精功能可以正常存在。
盡管還不知道睾丸間質的睾酮濃度,但是這例患者提示FSH受體結構激活對于正常生精是十分必要的。推測睾酮的作用可能是激活FSH受體,使FSH與其結合後發揮作用。
LH、FSH以及睾酮的協同作用對維持正常生精和生精再激活必不可少。
基因調控
精子發生期間染色質濃縮,使DNA不能夠轉錄,這種情況在精子完全形成之前完成。各種動物在精子形成中轉錄停止的時刻不完全相同。
例如在果蠅,RNA合成在初級精母細胞期間停止,而在小鼠,在成熟分裂後不久的精子細胞中還在進行,要在細胞核開始伸長時才完全停止。



















