Trục ha đồi tuyến yên tinh hoàn là một khâu rất quan trọng trong quá trình điều hòa sinh tinh trùng. Hiểu rõ về trục này giúp người bác sĩ lâm sàng chẩn đoán chính xác rất nhiều bệnh lý vô sinh nam để có hướng điều trị thích hợp.
GIẢI PHẨU CHỨC NĂNG CỦA TINH HOÀN
Tinh hoàn sản suất giao tử đực và hormon sinh dục nam (Androgen). Quá trình sinh tinh đòi hỏi đến nhiều tiến trình như sản sinh giao tử, sản xuất hormon steroid sinh dục nam. Quá trình sinh tinh và sản xuất steroid xảy ra ở 2 khoang có hình thái cấu trúc và chức năng hoàn toàn khác nhau: đó là khoang ống chứa các ống sinh tinh và khoang kẽ nằm ở giữa các ống sinh tinh. Mặc dù về mặt cấu trúc giải phẫu được phân chia rành rẽ như thế nhưng 2 khoang này lại liên hệ mật thiết với nhau. Sự toàn vẹn của cả 2 khoang này đảm bảo cho quá trình sinh tinh bình thường về số lượng và chất lượng tinh trùng. Chức năng tinh hoàn thông qua 2 khoang này chịu chi phối điều hoà nội tiết của hạ đồi và tuyến yên.
Khoang kẽỞ người khoang này chiếm khoảng 12% 15% thể tích tinh hoàn trong đó 10% 20% thể tích khoang là tế bào Leydig cho thấy số lượng tế bào này tương đối thấp. Ngoài tế bào Leydig khoang kẽ còn chứa mô liên kết tế bào của hệ miễn dịch, mạch máu, thần kinh và mạch bạch huyết. Tế bào Leydig là nơi sản xuất các hormon sinh dục nam Testosterone. Sự phát triển của tế bào Leydig ở người trưởng thành khá chậm và chịu ảnh hưởng bởi LH.
Ngoài tế bào Leydig khoang kẽ còn chứa các tế bào thuộc hệ miễn dịch là đại thực bào và lympho bào. Cứ 10 50 tế bào Leydig lại có 1 đại thực bào. Đại thực bào có lẽ ảnh hưởng đến chức năng của tế bào Leydig, đặc biệt là quá trình sản xuất và biệt hoá hormon Steroid thông qua sự bài tiết Cytokine.
Khoang ốngQuá trình sinh tinh xảy ra trong khoang ống, khoang này chiếm tới 60% 80% thể tích tinh hoàn. Khoang ống chứa tế bào mầm sinh dục và 2 loại tế bào sinh dưỡng, tế bào thành ống sinh tinh và tế bào Sertoli. Một tinh hoàn gồm 250 300 tiểu thuỳ, mỗi tiểu thuỳ có 1 3 ống sinh tinh xoắn. Đa số ở người có 600 ống sinh tinh. Chiều dài 1 ống sinh tinh khoảng 30 80cm, như vậy tổng chiều dài của tất cả ống sinh tinh của 1 tinh hoàn có thể đạt tới 360m.
Thành ống sinh tinh gồm 3 lớp: Màng đáy, lớp sợi và lớp cơ. Chính lớp cơ giúp ống sinh tinh co giãn giúp cho tinh trùng trưởng thành di chuyển ra khỏi lòng ống sinh tinh. Hormon Oxytocin của tuyến yên, Prostaglandin, Vasopressin và Androgen có vai trò ảnh hưởng lên sự co giãn của lớp cơ này.
Lớp cơ của biểu mô thành ống sinh tinh trước dậy thì không có sợi Actin. Tuy nhiên, testosterone kích thích sản xuất sợi Actin làm cho lớp cơ có thể co giãn được. Do đó testosterone là một yếu tố quan trọng biệt hoá lớp cơ thành ống sinh tinh. Rối loạn chức năng tinh hoàn hay sự suy giảm quá trình sinh tinh có thể là do xơ hoá biểu mô thành ống sinh tinh, làm cho thành ống dày lên, làm giảm sự trao đổi chất giữa ống sinh tinh và môi trường ngoài => tổn thương tế bào mầm.
Tế bào Sertoli: là tế bào sinh dưỡng nằm trong biểu mô tinh. Biểu mô tinh tựa trên màng đáy của thành ống sinh tinh và hướng vào lòng ống. Biểu mô tinh gồm 2 loại tế bào: Tế bào Sertoli và tế bào mầm sinh dục.
Tế bào Sertoli có 3 chức năng:(1) nâng đỡ và bảo vệ các tế bào mầm sinh dục, tạo hàng rào máu tinh hoàn; (2) thực bào các phần bào tương dư thừa của tinh tử trong quá trình sinh tinh; (3) tiết chất dịch lỏng tạo thuận lợi cho sự di chuyển của tinh trùng về phía ống dẫn tinh, tiết Protein liên kết với Androgen, tiết Inhibin làm ức chế sự tổng hợp và giải phóng FSH. Ngoài ra, tế bào Sertoli còn có thể biến đổi Testosterone thành Estradiol.
Hàng rào máu tinh hoànlà một liên kết rất bền chặt giữa các tế bào Sertoli. Các ống sinh tinh do đó về bản chất là không có mạch máu và các hormon sinh dục vào ống sinh tinh bằng con đường khuyếch tán. Hàng rào này bảo vệ tế bào mầm sinh dục khỏi các kháng nguyên, kháng thể và chất độc. Bên cạnh đó, hàng rào máu tinh hoàn còn ngăn cản sự tái hấp thu dịch lỏng do các tế bào Sertoli tiết ra, duy trì áp lực lòng ống giúp đẩy tinh trùng ra ngoài.
Một chức năng quan trọng khác của tế bào Sertoli là tạo cho tinh hoàn có một kích thước cố định, ở người số lượng tế bào này sẽ gia tăng cho tới 15 tuổi thì dừng lại. Các thuốc chống quá trình gián phân như thuốc điều trị ung thư procarbazine làm giảm số lượng tế bào Sertoli đưa đến làm teo tinh hoàn và giảm sinh tinh. Ngoài ra, hàng rào máu tinh hoàn còn có tác dụng ngăn cản sự tái hấp thu dịch lỏng do các tế bào Sertoli tiết ra, duy trì áp lực của lòng ống đẩy tinh trùng từ lòng ống ra ngoài.
Tế bào mầm sinh dụcTế bào mầm sinh dục hay tinh nguyên bào nằm sát màng đáy của ống sinh tinh, có hai loại: tinh nguyên bào A và tinh nguyên bào B.
Tinh nguyên bào Ađược chia làm 2 loại dựa trên cơ sở tế bào học và sinh lý học: tinh nguyên bào A sẫm màu và tinh nguyên bào A nhạt màu. Tinh nguyên bào A sẫm màu trong điều kiện bình thường hầu như không có hoạt động sinh sản, nhưng khi số lượng tinh nguyên bào bị giảm hàng loạt (như khi cơ thể bị nhiễm xạ chẳng hạn) thì các tinh nguyên bào A này sẽ gia tăng số lượng bằng cách gián phân. Vì vậy tinh nguyên bào A sẫm màu được xem như là tế bào gốc (stem cell). Tinh nguyên bào A nhạt màu phân chia và biệt hóa thành tinh nguyên bào B.
Tinh nguyên bào Bphát triển thành tinh bào I. Tinh bào I giảm phân lần 1 thành tinh bào II rồi giảm phân lần 2 tạo tinh tử. Tinh tử biệt hóa qua 4 giai đoạn để tạo thành tinh trùng: giai đoạn bộ golgi, tạo mũ, thể cực đầu và trưởng thành. Tinh trùng trưởng thành được phóng thích vào lòng ống sinh tinh, giai đoạn này chịu ảnh hưởng bởi sự thay đổi nội tiết, nhiệt độ, độc chất, tuy nhiên vì sao có sự ảnh hưởng này thì chưa được biết. Tinh trùng không phóng thích vào lòng ống sinh tinh sẽ được tế bào Sertoli thực bào. Tinh tử đã đủ khả năng thụ tinh, ngày nay phương pháp ICSI có thể dùng tinh tử hoặc tinh trùng từ trong tinh hoàn để thụ tinh
VAI TRÒ CỦA HORMON TRONG ĐIỀU HÒA CHỨC NĂNG TINH HOÀN
Tuyến nội tiết điều hòa chức năng tinh hoàn, tức là điều hòa quá trình sinh tinh và sản xuất Androgen.
Cấu tạo chức năng của hệ hạ đồi tuyến yên
Các hormon hướng sinh dục LH và FSH được sản xuất và bài tiết bởi các tế bào hướng sinh dục ở thùy trước tuyến yên. Các hormon này điều khiển quá trình sản xuất hormon steroid sinh dục và sinh tinh ở tinh hoàn. Tuyến yên là trung tâm điều khiển chức năng tuyến sinh dục, chịu sự điều hòa bởi GnRH tiết ra từ hạ đồi. Bởi vì GnRH được tiết ra theo nhịp nên Gonadotropin cũng được tạo ra theo những đỉnh rời rạc, điều này thấy rõ hơn ở sự tiết LH do thời gian bán hủy của LH ngắn hơn FSH. Chức năng của tuyến yên cũng chịu sự kiểm soát của các hormon Steroid sinh dục thông qua hạ đồi.
Các tế bào chế tiết Gonadotropin có ảnh hưởng qua lại với tế bào chế tiết prolactin cũng ở tuyến yên bằng mối liên hệ cận tiết.
Sự bài tiết GnRHGnRH là decapeptide do hạ đồi sản xuất. GnRH được tiết vào hệ cửa đồi yên theo nhịp. Sự phát nhịp này chịu sự kiểm soát của các Steroid ngoại biên, đó là một sự ức chế có lợi và liên tục. Các trường hợp bị cắt tinh hoàn đều làm tăng tức thì Gonadotropin rất cao vì khi đó testosterone ngoại biên không còn nên GnRH liên tục được tiết ra kích thích tuyến yên sản xuất Gonadotropin một cách ồ ạt.
Dihydro testosterone (DHT) và Estradiol. Người ta nhận thấy testosterone và DHT ức chế chủ yếu lên hạ đồi bằng cách làm giảm tần số tiết GnRH trong khi estrogen ức chế sự chế tiết Gonadotropin bằng cách làm giảm biên độ đỉnh LH và FSH ở tuyến yên.aỞ nam giới, testosterone là hormon chính kiểm soát sự chế tiết GnRH, ức chế sự chế tiết của cả hạ đồi và tuyến yên thông qua phản hồi âm. Testosterone có thể hoạt động ở dạng tự do hay ở dạng chuyển hoá 5.
Ngoài con đường phản hồi dài, còn có con đường phản hồi ngắn từ tuyến yên lên hạ đồi cũng được thiết lập một cách liên tục. Nhưng những dữ liệu thu được ở cừu cho thấy sự tiết GnRH vào hệ cửa không đổi khi ta bổ sung GnRH đồng vận hoặc đối vận. Điều này đã loại trừ sự kiểm soát trực tiếp của tuyến yên lên vùng hạ đồi.
Trong số các chất dẫn truyền thần kinh ảnh hưởng lên sự chế tiết GnRH thì Noradrenalin có tác dụng kích thích trong khi Dopamin, Serotonin và GABA lại có tác dụng ức chế sự chế tiết GnRH.
Sự chế tiết GonadotropinLH và FSH là những hormon Glycoprotein do tuyến yên tiết ra có tác dụng điều khiển sự trưởng thành về mặt chức năng của tuyến sinh dục. Sau khi được tổng hợp, FSH và LH sẵn sàng được bài tiết dưới tác dụng kích thích của GnRH. Tuy nhiên GnRH sẽ ưu tiên kích thích tiết FSH trong trường hợp GnRH giảm.
Về sự điều hòa phản hồi âm thì ngày nay người ta nhận thấy các hormon steroid sinh dục phản hồi âm gián tiếp lên tuyến yên bằng cách làm ức chế sự tiết GnRH từ hạ đồi. Testosterone được sản xuất tại tinh hoàn là chất có tác dụng chủ yếu ức chế FSH. Sự tiết FSH ngoài Testosterone còn được kiểm soát bởi một vài nhân tố khác liên quan đến quá trình sinh tinh. Điều này được thấy rõ qua các trường hợp thiểu tinh nặng hoặc vô tinh thường kèm theo tăng FSH một cách chọn lọc trong khi Testosterone ở mức bình thường. Đó là do sự hiện diện của Inhibin, một Glycoprotein do tế bào Sertoli sản xuất ra vào máu có vai trò ức chế sự bài tiết FSH từ tuyến yên. Inhibin A không có trong máu của nam giới. Sự tiết Inhibin B còn được điều chỉnh từ xa bởi LH, hCG và Testosterone.
Điều hòa nội tiết tinh hoàn và mối liên hệ của LH và FSH trong quá trình sinh tinh
Cả hai chức năng sinh lý của tinh hoàn: sản xuất Testosterone và sinh giao tử, được điều hòa bởi hạ đồi và tuyến yên thông qua cơ chế phản hồi âm tính. Testosterone ức chế tiết FSH và LH. LH kích thích tế bào Leydig tổng hợp Testosterone (510 mg/ngày).
Ngoài ra LH sẽ được kích thích bởi FSH khi FSH gắn lên tế bào Leydig làm gia tăng số thụ thể của LH trên tế bào Leydig. Khi nồng độ Testosterone tăng sẽ ức chế tiết LH ngay lập tức thông qua phản hồi âm lên hạ đồi và lâu dài lên tuyến yên. FSH điều khiển quá trình sinh tinh thông qua tế bào Sertoli. Ngoài ra, FSH gắn lên tế bào Sertoli kích thích sản xuất vài Protein trong đó có ABP (protein chuyên chở androgen).
Cùng với FSH, testosterone trong lòng ống sinh tinh do tế bào Leydig tổng hợp vừa có tác dụng kích thích tạo tinh trùng vừa có vai trò điều hòa quá trình sinh tinh thông qua cơ chế phản hồi âm như đã nói ở trên.
Quá trình sinh tinh đòi hỏi nồng độ testosterone và DHT tại tinh hoàn rất cao, gấp 50 lần nồng độ trong máu. ABP được tiết vào trong lòng ống sinh tinh có tác dụng gắn với testosterone và DHT khi chúng khuếch tán vào trong lòng ống. Nồng độ androgen tập trung tại biểu mô ống sinh tinh (giúp cho quá trình sinh tinh) và trong mào tinh (giúp cho tinh trùng trưởng thành). Quá trình sinh tinh có thể xảy ra ở những người bị đột biến gen gây bất hoạt thụ thể FSH, điều này chứng tỏ Testosterone có thể bù trừ cho sự thiếu hụt FSH tại tinh hoàn.
Tế bào Leydig còn chứa các thụ thể của Prolactin. Prolactin ở mức bình thường kích thích bài tiết Testosterone nhưng ở nồng độ cao sẽ ức chế tiết Testosterone. Mặc dù nhiều nghiên cứu cho thấy Prolactin có vai trò đồng vận với LH và Testosterone nhưng vai trò của Prolactin vẫn chưa được khẳng định trong chức năng bình thường của tinh hoàn.
Quá trình sinh tinh hoàn tất trong khoảng 74 ngày, trong đó 50 ngày tinh trùng ở trong ống sinh tinh. Sau khi ra khỏi tinh hoàn, tinh trùng phải mất 12 21 ngày để qua mào tinh (mào tinh dài 5 6 mét) rồi phóng tinh ra ngoài. Ống dẫn tinh dài 30 35 cm bắt đầu từ đuôi mào tinh và kết thúc ở ống phóng tinh gần tiền liệt tuyến.
Tóm lại, trục ha đồi tuyến yên tinh hoàn là một khâu rất quan trọng trong quá trình điều hòa sinh tinh trùng. Hiểu rõ về trục này giúp người bác sĩ lâm sàng chẩn đoán chính xác rất nhiều bệnh lý vô sinh nam để có hướng điều trị thích hợp.
Tài liệu tham khảo1.Leon speroff 1999 “Male Infertility” Clinical Gynecologic Endocrinology and Infertility, Lippincott Williams & Wilkins.
2.G.F Weinbauter, J. Gromoll, M. Simoni, E. Nieschlag 2000 “Physicology of Testicular Funtion” E. Nieschlag and H.M. Behre, Andrology, Springer.
3.Rebecca Z .Sokol,1997, Endocrine assessment and hormone tretment of the infertile male .GraceM .Centola,Evalution and treatment of the infertile male. Cambridge University press.
