Mužské pohlavní orgány Aleš Hampl Součásti & Anatomie Varlata = testes Vývodní pohlavní cesty Intratestikulární •Tubuli recti •Rete testis •Ductuli efferentes Extratestikulární •Epididymis •Ductus (vas) deferens •Ductus ejaculatorius •Močová trubice Přídatné žlázy •Glandula vesiculosa (párová) •Prostata •Glandula bulbourethralis (párová) Zevní pohlavní orgány •Šourek •Penis Varle - 1 Délka: 4 cm Šířka: 2-3 cm Tloušťka: 3 cm Tunica vaginalis • serózní, viscerální + parietální list peritonea Tunica albuginea - pouzdro • husté kolagenní vazivo + hladkosvalové buňky Mediastinum + Septula • dělí varle na lalůčky (250-300) Tunica vasculosa • zevnitř tunica albuginea Varle - 2 Mediastinum testis Septula testis Varle - 3 Tunica albuginea Septulum testis Intersticium • odvozeno z T. vasculosa • Leydigovy buňky (hnědé) Semenotvorné kanálky • 1 až 4 / lalůček • 1 tubulus – 30 až 70 cm • celkem tubulů cca 1000 • celková délka cca 500 m Varle – 4 Varle - 5 Varle – 6 – Intersticium – Leydigovy buňky Myofibroblasty Leydigovy buňky Kapiláry Intersticium • jemné vazivo • fenestrované kapiláry + lymfatické cévy + nervy • mastocyty + makrofágy + Lyedigovy buňky • kulovité • velké centrálně uložené jádro • eosinofilní cytoplasma • lipidové kapky • testosteron Varle – 7 – Intersticium – Leydigovy buňky Reinkeho krystaly Lipidové kapky Mitochondrie (tubulárního typu) Testosteron Hladké ER + Varle – 8 – Cévní zásobení– Plexus pampiniformis Semenný provazec Varle – 9 – Zárodečný (semenotvorný) epitel kapilára Leydigova buňka Sertoliho buňka bazální membrána Testis – 10 – Sertoliho buňky adluminální kompartment bazální kompartment Sertoli -Sertoli spojovací komplexy = bariéra krev-varle Morfologie: •vysoké, mnohotvaré •nepravidelně uspořádané membrány, těžce rozlišitelné membrány •obepínají 30 až 50 zárodečných buněk •hojné SER, minimum RER •početné mitochondrie + rozsáhlý Golgi aparát •hojné cytoskeletální elementy •zonulae occludentes (těsné spoje) + gap junctions Funkce: •podpora – fyzická + výživa •bariéra krev-varle (hematotestikulární) •fagocytóza •sekrece tekutiny – transport spermií + fruktóza •endokrinní: anti-Mullerian hormone + inhibin + androgen-binding protein Varle – 11 – Sertoliho buňky – Spojovací komplexy Sertoli-Sertoli Sertoli-Zárodečná buňka Spermatogeneze Před pubertou Mitotické dělení spermatogonií v zárodečných pruzích Po dosažení puberty ~0.25 mm ~0.5 km Lumen Spermatocytogeneze (mitotická f.) Meiotická fáze Spermiogeneze Spermatogeneneze A0 Spermatogonie – Kmenové b. A1 Spermatogonie A2 Spermatogonie A3 Spermatogonie B Spermatogonie • Mitotické dělení • Spojení s bazální membránou • 2N, 4C – primární sopermatocyty Primární spermatocyty Sekundární spermatocyty - 1N, 2C 1. Meiotické dělení 2. Meiotické dělení Spermatidy – 1N, 1C Spermiogenize • Bez dělení !!! • Diferenciace Spermatogeneze - Spermatogonie Tmavé Světlé Tmavé A Tmavé A Světlé A Světlé A B Světlé A B Spermatocyt Spermatocyt heterochromatin eurochromatin cca 12 mm Spermatogeneze - Spermatocyty Spermatocyty I (primární) • největší zárodečné buňky(16 mm) • různá stádia Mei 1 (~24 days) • přechod – bazální do adluminální • těsná spojení se Sertoliho buňkami Spermatocyty II (sekundární) • menší (12 mm) • „krátce žijící“ (~8 hrs) • zřídka viditelné Spermatids Spermatogeneze - Spermatocyty Spermatogeneze – Cytoplazmatické můstky Spermatogeneza – Spermiogeneze Spermatidy • malé buňky (6-8 mm) • cytoplazmatické můstky Spermatozoamorfogeneze Hlavní prvky 1. Tvorba akrosomu 2. Tvorba bičíku 3. Kondenzace (protaminy) 4. Uspořádání mitochondrií 5. Redukce cytoplazmy Spermatogeneze – Spermiogeneze centrioly akrosomální váček (granulum vTEM) Golgi • rozsáhlý Golgiho komplex • četné mitochondrie • pár centriol • transgolgi dráha produkuje granula • granula formují akrosomální váček Acrosomální enzymy • hyaluronidáza • akrozin • kyselá fosfatáza • neuraminidáza akrosomální čepička manžeta • akrosom. váček se oplošťuje - čepička • mikrotubuly tvoří manžetu • chromozomy kondenzují Spermatida jádro centrioly axonema SCHÉMA Spermatogeneze – Spermiogeneze bičík manžeta Spermatogeneze – Spermiogeneze Spermatogeneze – „Spermiace“ = finální stádium spermiogeneze Spermatidy (synticium) Residuální tělíska Spermatozoa pohlcena Sertoliho b. uvolněníspermiíze zárodečnéhoepitelu Spermatozoon krček střední úsek hlavní úsek koncový úsek Hlavička Bičík 45 mm Celková délka = 65 mm anulus mitochondriální pochva zevní fibrily (9) cytoplasmatická membrána axonema cytoplasmatická membrána axonema axonema zevní fibrily (7) podélné provazce FP podélné provazce FPcytoplasmatická membrána zevní fibrily (7) fibrózní pochva (FP) v místě anulu Spermatozoon akrosom krček střední úsek jádro Spermatogeneze – Hormonální regulace Dihydro- testosterone (DHT) • Samčí vzor vývoje (před narozením) • Růst mužských pohlavních orgánů a vytvoření druhotných pohlavních znaků (začátek v pubertě) • Anabolismus (syntéza proteinů) Spermatozoa + Ejakulát Vlastnosti spermií • délka života: 2 až 3 dny v ženském pohlavním traktu několik týdnů v epidydimis • fertilizační schopnost: max. 3 hodiny • pohyb: 3-5 mm/min. • 2 typy spermatozoí: s X a Y chromosomem Složení ejakulátu Korpuskulární složka: • spermatozoa (40-100 mil./1ml) • odloučené epitelie vývodných cest + leukocyty • residuální tělíska • prostatické konkrementy Tekutá složka - semenná plazma: • sekret semenných váčků, prostaty, gl. Bulbourethralis a Littréových žlázek • testikulární tekutina • sekrety výstelky vývodních cest Normozoospermie – WHO standardy • objem ejalulátu: 2,0 ml a více • pH ejakulátu: 7,2-7,8 • koncentrace spermií: min. 20 mil. spermatozoa/1ml, celkem alespoň 40 mil./ejakulát • pohyblivost: min. 50 % pohyblivých; alespoň 25 % rychle a progresivně • morfologie: min. 30 % spermií s normální morfologií • živá spermatozoa: min. 50 % Spermatozoa + Ejakulát Abnormální spermiogram - Nomeklatura • Astheno-zoospermie: snížená motilita spermií • Oligo-zoospermie: nízký počet spermií v ejakulátu • Terato-zoospermie: nedměrně velký počet morfologicky abnormálních spermií • Oligo-asteno-terato-spermie: kombinovaná abnormalita v počtech, motilitě a morfologii spermií • A-zoospermie: úplná absence spermií v ejakulátu • Necro-zoospermie: vysoké procento mrtvých spermií v ejakulátu (norm. = max. 50%) • Pyospermie: neobvykle vysoký počet lekocytů v ejakulátu (norm. = max. 1 million) Vývodní pohalvní cesty = Pohlavní vývody Vývodní pohlavní cesty Intratestikulární •Tubuli recti •Rete testis •Ductuli efferentes Extratestikulární •Ductus epididymis (Vývod nadvarlete) •Ductus (vas) deferens (Chámovod) •Ductus ejaculatorius (ejakulační vývod) •Urethra (Močová trubice) Intratestikulární vývodní cesty – Tubuli recti • krátké – cca 1 mm • v „septula“ • proximální část: Sertoliho buňky • distální část: jednovrstevný kubický epitel (mikroklky + cilium) Rete testis Tubuli recti Ductuli efferentesDuctus deferens Ductus epididymis Intratestikulární vývodní cesty – Rete testis • labyrint + anastomózy • v mediastinu • jednovrstevný kubický epitel (jako vTubuli recti) (mikroklky + cilium) Rete testis Tubuli recti Ductuli efferentesDuctus deferens Ductus epididymis Intratestikulární vývodní cesty – Ductuli efferentes • 10 to 20 • penetrují tunica albuginea • kubické + cylindrické buňky (okrsky) • bez cilií + s ciliemi – posun spermií • mikroklky + lysosomy (absorpce seminální tekutiny) • hladkosvalové buňky – posun spermií Rete testis Tubuli recti Ductuli efferentesDuctus deferens Ductus epididymis Extratestikulární vývodní cesty – Ductus epididymis 1 • délka cca 5 metrů • hustě stočené (hlava + tělo) • ocas (cauda) přímější – skladování + maturace spermií (hormonálně řízeno) • víceřadý epitel: bazální buňky (kubické) + hlavní buňky (cylindrické) • hlavní buňky - stereocilie • ve stěně cirkulárně uspořádané hladkosvalové buňky (peristaltika) Rete testis Tubuli recti Ductuli efferentesDuctus deferens Ductus epididymis HEAD TAIL BODY Extratestikulární vývodní cesty – Ductus epididymis 2 bazální buňky hlavní buňky (sekrece + absorpce) hladkosvalové buňky Sterocilie (nepohyblivé mikroklky – 10-20 mm) Rete testis Tubuli recti Ductuli efferentesDuctus deferens Ductus epididymis Extratestikulární vývodní cesty – Ductus deferens 1 Chámovod • silnostěnný + zřasený lumen • epitel podobný D. epididymis – víceřadý (bazální buňky + hlavní buňky - sterocilie) • zdánlivé tři vrstvy hladkosvalových buněk (cirk+podél+cirk) • bohatá inervace sympatikem (nutnost rychlého transportu spermií do močové trubice) Fibroelastické vazivo Hladká svalovina ductus deferens tepna žíla žíla m. cremaster Funiculus spermaticus = Semenný provazec Extratestikulární vývodní cesty – Ductus deferens 2 Chámovod Extratestikulární vývodní cesty – Ductus ejaculatorius • krátký + přímý • od spojení D. deferens a vývodu Gl. Vesiculosa (chámovod-semenné váčky) • probíhá prostatou • ústí do uretry na colliculus seminalis (verumontanum) • jednovrstevný cylindrický epitel • chybí hladkosvalová vrstva Zadní pohled Laterální pohled Přídatné pohlavní žlázy – Gl. vesiculosa Gl. vesiculosa • vyvinuta z ductus deferens • délka cca 15 cm; klikatá chodbička • hluboce zřasená sliznice – na řezech se jeví jako labyrint • víceřadý epitel – bazální buňky + hlavní buňky (mikroklky + cilium) • fibroelastická submukóza + hladkosvalová vrstva • sekret – cca 70 % ejakulátu (bohatý na fruktózu) Gl. vesiculosa Přídatné pohlavní žlázy – Prostata 1 • velikost a tvar ořechu (největší přídatná žláza) • stroma (souvislé s pouzdrem): fibroelastické elementy, hojné hladkosvalové buňky • prostatic secretion: lipids, acid phosphatase, proteolytic enzymes, citric acid, fibrinolysin (liquifies semen) Koncentricy uspořádaný parenchym Pouzdro • fibromuskulární • hladkosvalové buňky • vaskularizované 30-50 tubuloalveolárních žlázek Periuretrální • nejblíže moč. trubici = nejkratší Centrální • delší Periferní (70%) • nejdelší • nejhojnější • dvojřadý epitel (bazální a hlavní buňky) • hojné drsné ER + Golgi + sekreční granula GLANDS Přídatné pohlavní žlázy – Prostata 2 Corpora amylacea = konkrementy • častější ve vyšším věku • kalcifikace • velikost až 1 mm corpora amylacea Přídatné pohlavní žlázy – Prostata 3 Přídatné pohlavní žlázy – Gl. bulbourethralis Boční pohled Gl. bulbourethralis • malá – 3 až 5 mm • při kořeni penisu • lobulární struktura (septa) • vlákna příčně pruhované svaloviny (diaphragma urogenitale) • jednovrstevný kubický epitel • mucinózní sekret (sialová kyselina + galaktóza) Penis - 1 V. dorsalis profunda penis V. dorsalis superficialis penis Art. dorsalis penis Nervus dorsalis penis Kůže Urethra Art. profunda penis Corpus cavernosum (2x) Corpus spongiosum Erektilní tkáň Tunica albuginea Septum (neúplné) Penis - 2 Tunica albuginea Corpus cavernosum Corpus cavernosum Kaverny Trámečky • vystlány endotelem • fibroelastické vazivo • hladkosvalové buňky Kapilární pleteně + Aa. helicinae Aa profundae penis + Aa. dorsales penis Pohlavní systém - Vývoj Pohlavní dimorfismus – jedinec má pouze jeden typ pohlavních orgánů Genetické určení pohlaví: • Heterogametické (XY) – muž • Homogametické (XX) - žena Indiferentní st. Diferenciace do jednotlivých pohlaví 7. týdenOplození = Ustaveno genetické pohlaví (Barrovo tělíso) Pohlavní systém – 7 týdnů indeferentního stavu Gonády Externí genitál Sertoli cells Leydig cells NE: anti-Mul h. NE: Testosteron Determinace pohlaví Pohlavní rozdílnost Sry gen – Sox rodina TF – krátké raménko Y chromozomu Default pathway Y chromozom rozhoduje XXY – muž X0 - žena Pohlavní systém – Sry gen Pohlavní systém – Sry gen Pairing of X and Y chromosomes in pseudoautosomal region during meiosis Rare crossing-over causes translocation of SRY to X chromosome: XY females or XX males Pohlavní systém – Primordiální germinální buňky = prvopohlavní buňky PGC - large spherical cells Prvopohlavní buňky • first recognizable at day 24 • vznikají z extraembryonálního mezodermu • několik buněk mezi buňkami ektodermu žloutkového váčku • they migrate through the dorsal mesentery of the hindgut • migrují směrem k pohlavním lištám (plicae genitales) • proliferate during migration • reach (1-2 thousands) genital ridges on week 6 of gestation Males PGC stop dividing Females PGC enter meiosisX rozhodují somatické buňky pohlavních lišt Pohlavní lišta Urogenitální lišta Pohlavní lišta Pohlavní systém – migrace PGC do základů gonád Pohlavní systém – základ gonád Steroidogennní mesoderm along the ventromedial border of the mesonephros Kaudální oblast = Pohlavní lišty Kraniální oblast = Primordium nadledvin cells of coelomic epithelium + cells from mesonephric ridge Week 4 – Th6 to S2 cranial + caudal parts involute Week 6 – L3 to L5 v 6-tém týdnu je kolonizován PGC Pohlavní systém – indiferentní gonáda (týden 6) Medulární provazce Pohlavní systém – Diferenciace varlat Konec 6-tého týdne Buňky medulárních provazců dávají vznik Sertoliho buňkám (meiosis-inhibiting factor, anti-mullerian substance, androgen binding factor) Vyvíji se tunica albuginea (sets barrier between coelomic epithelium and testis cords) Provazce – semenotvorné kanálky, přímé kanálky, rete testis Rete testis se spojuje s odvodnými kanálky (z mesonephros) (5th to 12th) 8 až 18 týden Vyvíji se Leydigovy buňky • from coelomic epithelia and mesonphros • produce testosteron • support development of Wolfian (mesonephric) duct • support development of external genitalia Pohlavní systém – Vývodné cesty – Indiferentní stádium Ductus paramesonephricus Develops at days 44 to 48 Cranially opens to coelomic cavity 7. týden Wolffian Mullerian Pohlavní systém – Vývodné cesty – Muži Ductus mesonephricus (Wolfův) • Ductus epididymis (nadvarle) • Ductus deferens (chámovod) • Ductus ejaculatorius • Semenné váčky Ductus paramesonephricus (Mullerův) Zaniká v 8. týdnu (anti-M hormone) • Appendix testis (cranial part) • Utriculus prostaticus (caudal part) Mesonephros • Ductuli efferentes (odvodné kanálky) • Paradidymis (under the testis, nonfunctional) Pohlavní systém – Sestup varlat Gubernaculum – originates from caudal portion of genital ridge „Prerequisites + driving forces“ for the descent of testes: • testes enlargement • atrophy of mesonphros – allows for caudal movement • tension of gubernaculum • atrophy of paramesonephric ducts – move to unquinal canal • enlargement of processus vaginalis peritonei (6th month) • increased intraabdominal pressure ? By 26 weeks • the testes have descended retroperitoneally to the deep inguinal rings During 26th week • final descent through the inguinal canals into the scrotum – 2 to 3 days NOTES More than 97% of full-term newborn males have both testes in the scrotum During the first 3 months after birth, most undescended testes descend into the scrotum Spontaneous testicular descent does not occur after the age of one year Processus vaginalis Processus vaginalis Processus vaginalis obliterated NORMAL Remaing cyst = Hydrocele ABNORMAL Remanining connection ABNORMAL Pohlavní systém – Sestup varlat They are derived from a complex mesodermal tissue located around cloaca. Week 8 Week 6 to 8 Genitální výběžek – Phallus Uretrální řasy – Plicae urogenitales Genitální valy – Tori genitales Orificium urogenitale primitivum ohraničeno: HORMONE-INDEPENDENT Pohlavní systém – Zevní pohl. orgány – Indiferentní stádium 9. až 13- týden Weeks 12 + 13 are particularly critical = fůze uretrálních řas Genitální valy Genitální výběžek Uretrální řasy Clitoris Labia minora Labia majora Penis Urethra Scrotum MUŽ ŽENA Pohlavní systém – Zevní pohl. orgány – dimorfismus Influenced by dihydrotestosterone Influenced by testosterone Pohlavní systém – Zevní pohl. orgány – Muži Genitální výběžek se prodlužuje – penis Genitální valy – scrotum Uretrální řasy – laterální stěny uretrální rýhy Ventrální epitel uretrálních řas – vlastní uretra Corpora cavernosa se vyvíjí z mezenchymu Scrotal raphe (šev) Urethral raphe (šev) Anus Scrotum Uretrální ploténka Fůze uretrálních řas + lumen – uretra vytvořena Uretrální rýha Pohlavní systém – Zevní pohl. orgány – Muži • ectodermal ingrowth forms a cellular ectodermal cord Penis body Ektodermální čep Glans penis Spongy urethra Coronary groove Surface ectoderm Spongy urethra Spongy urethra Developing septum Vyůstění močové trubice Distal part of spongy urethra Předkožka Pars glandis urethrae • the cord grows towards the root of the penis to meet the spongy urethra • the cord canalizes • circular ingrowth of ectoderm occurs at the periphery of the glans penis (week 12) • circular ingrowth breaks down forming prepuce (for some time adherent to the glans penis, hard to retract at birth) Pohlavní systém – Zevní pohl. orgány – Ústí uretry Normal midline raphe Raphe off center Pohlavní systém – Zevní pohl. orgány – Hypospadie Děkuji za pozornost ! Otázky a komentáře na: ahampl@med.muni.cz