Ugrás a tartalomhoz

Az orvosi élettan tankönyve

Attila, Fonyó (2011)

Medicina Könyvkiadó Zrt.

31. fejezet - A férfi reproduktív működések neuroendokrin szabályozása

31. fejezet - A férfi reproduktív működések neuroendokrin szabályozása

A faj fennmaradását a férfi és a nő reproduktív funkciói szolgálják. Mindkét nem gonádjainak, férfiakban a heréknek, nőkben a petefészkeknek kettős funkciója van: egyrészt csírasejteket képeznek (gametogenezis, spermiumképzés a férfiban és petesejtképzés a nőben), másrészt hormonokat választanak el (endokrin szekréció), amelyek nélkülözhetetlenek a gametogenezishez, és mélyrehatóan befolyásolják a fejlődést, anyagcserét és a viselkedést is.

A genetikainem (kromoszomális nem) a fogamzás pillanatában eldől: a zigóta nemét az apától származó Y- vagy X-kromoszóma határozza meg: az anyai X-kromoszómával a zigóta vagy genetikailag hím- (XY) vagy genetikailag nőnemű (XX) lesz. Ahhoz azonban, hogy a kromoszomálisan meghatározott nem valóban érvényesüljön, a megfelelő gonád (here vagy petefészek) kialakulása is szükséges (gonadális nem). A fenotípusos nem, a férfire, ill. a nőre jellemző belső és külső nemi szervek a méhen belüli fejlődés során alakul ki. A méhen belüli szexuális differenciálódáshoz a nemi hormonok jelenléte szükséges.

A nemi hormonok a születés után is hatnak mind a szomatikus, mind a pszichés működésekre; a hatás férfiakban az egész életen keresztül, nőkben a reproduktív kor végéig tart. A nemiség centrális jelentőségű mind az állati, mind az emberi viselkedés meghatározásában. A férfi és a nő külső megjelenése, testi és lelki tulajdonságai közötti eltérés részben androgén- és ösztrogénhormonszintjeik közti különbségekre vezethető vissza. Mindkét nemben termelődnek androgén- és ösztrogénhormonok, de az egyes hormonok szintje férfiakban és nőkben különbözik: férfiakban az androgén-, nőkben a fogamzóképes korban pedig az ösztrogénhormonok dominálnak.

A jelen fejezet a hím gonád, a here endokrin funkciójával, annak a hypothalamus-adenohypophysis-here tengelyen keresztüli neuroendokrin szabályozásával, a here gametogenetikus funkciójával, végül a hím ivarsejtek női szervezetbe juttatásával (nemi aktus) foglalkozik.

A here endokrin funkciója

A herében a gametogenetikus és a hormonképző (endokrin) elemek elkülönültek. Míg a gametogenezis (spermatogenezis) a herecsatornácskákban (tubuli seminiferi), a szteroidhormonok szintézise a Leydig-féle interstitialis sejtekben folyik. A Leydig-sejtek fiatal felnőttekben a hereszövet állományának 5-12%-át teszik ki.

Androgénhormonok

Androgénbioszintézis

Az androgénhormonok C19-szteroidok, amelyek a többi szeroidhormonhoz hasonlóan koleszterinből keleteznek. A Leydig-sejt saját maga szintetizál, továbbá koleszterinészter alakjában raktároz koleszterint, ezen kívül receptorai közvetítésével (LDL- és HDL-receptorok) felveszi a vérplazma egyes lipoproteinjeit. A hormonszintézis kezdeti lépéseit a 28. fejezetben írtuk le. A here Leydig-sejtjeiben a C21-szteroidok C19-szteroidokká alakulnak (31-1. ábra). Az átalakítást a P-450 enzimek közé tartozó CYP17 végzi (funkciója szerint 17α-hidroxiláz/c17/20-liáz). A reakció során androszténdion keletkezik; a here Leydig-sejtjeiben jelen lévő 17HSD3 enzim az androsztédiont tesztoszteronná alakítja. A Leydig-sejtekből vagy ebben a formában, vagy – kisebb mértékben – az 5α-reduktáz enzim hatására 5α-dihidrotesztoszteronná alakulva kerül szekrécióra; ez utóbbi a leghatékonyabb androgén. Az 5α-dihidrotesztoszteronnagyobb része azonban a Leydig-sejtekben szintetizált tesztoszteronból az androgén célsejtekben képződik.

31-1. ábra. Az androgénhormonok szintézise

Az 5α-reduktáz enzimnek a perifériás szövetekben legalább két izoformája van. Az egyik izoforma állandó összetevője az androgén célsejteknek, a másik izoforma csak bizonyos androgénérzékeny sejtekben a pubertástól kezdve fejeződik ki.

A tesztoszteron nem feltétlenül végállomása a szteroidhormon-szintézisnek. Magában a herében (Sertoli-sejtek), ezen kívül egyes perifériás szövetekben a CYP19 – triviális nevén aromatáz – a szteroidmag A gyűrűjét aromatizálja (l. a 31-1. ábrát), miközben a C19-szteroid C18-szteroiddá, 17β-ösztradiollá (angol eredetű rövidítése E2) alakul át. A 17β-ösztradiolnak részben magában a herében (spermatogenezis), részben egyéb szervekben vannak hatásai. A 17β-ösztradiol tesztoszteronból keletkezik, az 5α-dihidrotesztoszteron valódi végtermék, nem aromatizálódik.

A Leydig-sejtekből kijutott tesztoszteron vagy a herén belül marad, és a Sertoli-féle sejtekben szintetizált androgénkötő fehérjéhez (ABP, androgen-binding protein) kötődik, így ott lokálisan a spermatogenezishez nélkülözhetetlen igen magas koncentrációt ér el, vagy az interstitiumból a véráramba kerül, és ott a szexuálhormon-kötő globulinhoz kötődve jut el a szervezet többi sejtjéhez.

A vérplazma tesztoszteronkötő globulinja (másik neve szexuálszteroidkötő globulin) nagy affinitással köti a tesztoszteront (és a 17ß-ösztradiolt is, l. a 32. fejezetet). A fehérje plazmakoncentrációja alacsony, ezért az elválasztott tesztoszteronnak csak mintegy felét köti meg. A plazma albuminfrakciója is képes tesztoszteront kötni, de affinitása a szexuálszteroidok iránt sokkal kisebb; az albumin plazmakoncentrációja azonban olyan nagy, hogy a plazma globulinjához nem kötött tesztoszteron jelentős része albuminhoz kötődik.

A tesztoszteron és a gyenge androgénaktivitású androszténdion a herén kívüli szövetekben aromatizálódhat, és ösztradiollá, ill. ösztronnáalakulhat. Az aromatizálódási folyamat fő színtere a zsírszövet; a további átalakulások már a célsejtekben történnek.

A mellékvesekéreg androgén szteroidjai szintén gyenge androgén prohormonok, amelyek csak átalakulásuk után válnak hatásossá. A szecernált androszténdionból vagy 5α-dihidrotesztoszteron, vagy ösztron és ösztradiol képződik. Szemben a nőkkel, férfiakban a mellékvesekéreg-eredetű szexuálszteroidok alárendelt fiziológiai jelentőségűek.

Az androgénhormonok hatásai

Az androgénhormonoknak androgén- és anabolikus (voltaképpen anyagcsere-) hatásai vannak. Androgénhatáson a férfi reproduktív szervek, anabolikus hatáson pedig az izomzat, a csontrendszer és néhány egyéb szövet fejlődésére és növekedésére gyakorolt hatását értjük. Az androgénhormonok szerepét a különböző életkorokban a 31-1. táblázatban foglaljuk össze. Az androgénhormonoknak a gametogenezisben betöltött szerepét a spermatogenezis leírásával együtt alább ismertetjük.

9.13. táblázat - 31-1. táblázat. A nemi fejlődés, nemi funkciók és az androgénhormonok kapcsolata

Életkori szakasz

Androgénszint

Az androgénhormonok szerepe

Méhen belüli 2. trimeszter

Magas

Ivarszervek kialakulása

Születés utáni év

Átmenetileg magas

? Az ivarszervek későbbi fejlődésének előkészítése

A 2. életévtől a pubertás kezdetéig

Nagyon alacsony

A gonadotropinszekréció visszaszorítása

A pubertás időszaka

Fokozatosan emelkedik

Spermatogenezis megindítása

Külső nemi szervek fejlődése

Másodlagos nemi jelleg kialakítása

Járulékos külső elválasztású mirigyek szekréciójának megindítása

A korai felnőttkortól az öregkorig

Tartósan magas

Spermatogenezis fenntartása

Járulékos mirigyek állományának fenntartása

Előrehaladott kor

Lassan csökken


A ? arra utal, hogy az androgének feltételezett funkciója nem bizonyított

Androgénreceptorok

A célsejtek androgénreceptorai mind a tesztoszteront, mind a dihidrotesztoszteront kötik, a két androgén iránti affinitásuk azonban különbözik. Az 5α-dihidrotesztoszteronnak egyes szövetekben sokkal nagyobb affinitása van a receptorhoz, mint a tesztoszteronnak, és az 5α-dihidrotesztoszteron–receptor komplex hatásosabban kötődik a célgén receptorkötő eleméhez (receptor-binding element, RBE), mint a tesztoszteron-receptor komplex, ezért emberben az 5α-dihidrotesztoszteronnak nagyobb jelentősége van az androgénhatásokban, mint a tesztoszteronnak. Ezt támasztják alá azok az esetek, amelyekben az 5α-reduktáz enzim genetikai okból hibás: minthogy nem keletkezik 5α-dihidrotesztoszteron, virilizációs defektus következik be.

Androgénhatások

Az első életévet követően, a pubertás előtt tesztoszteronelválasztás alig van (a nagyon alacsony tesztoszteronszint negatív visszacsatolással szabályozza a gonadotropinelválasztást, l. a továbbiakat). A pubertáskori fejlődésben viszont meghatározó jelentősége van az androgéneknek: a pubertás alatt a tesztoszteron és az 5α-dihidrotesztoszteron irányítják a férfi/hím nemi szervek és másodlagos nemi jelleg fejlődését. A nemi érés után az androgénhormonok tartják fent a spermatogenezist, a járulékos nemi mirigyek (prostata, ondóhólyagok) állapotát és a kialakult nemi jelleget. A tesztoszteronelválasztás életkori változásait a 31-2. ábrán mutatjuk be.

31-2. ábra . A tesztoszteronszekréció és a spermiumképződés változásai az intrauterin és a postnatalis életben . [Wilson J. D. és Foster D. W. szerk. (1992): Williams' Textbook of Endocrinology 8. Kiadás, W.B. Saunders, Philadelphia alapján]. A kihúzott vonal a tesztoszteronszint, a szaggatott vonal a spermiumprodukció változása

Az androgéneknek – és közülük valószínűleg elsősorban az 5α-dihidrotesztoszteronnak – különleges jelentősége van egy nagyon gyakori kóros állapot, a jóindulatú prostatahypertrophia, továbbá a prostata rosszindulatú daganatának kialakulásában. Az 50. életéven túl a férfiak gyakran szenvednek a prostata megnagyobbodásától, ami vizeletürítési nehézségekkel jár, és kezelés/műtét nélkül az életet is veszélyeztetheti. A prostatarák a férfiak második leggyakoribb rosszindulatú daganata. Az 5α-hidroxiláz gátlása egy szelektív gátlószerrel (finasterid) műtét nélkül is csökkenti a jóindulatú prostatahypertrophia tüneteit, és jelenleg (2011) kipróbálás alatt van a prostatarák kezelésében.

A pubertás során megnövekszik a here, a herezacskó, a penis, a herezacskó bőre redőzötté válik. Megindul a spermatogenezis: ennek jeléül a fiúk vizeletének centrifugált üledékében spermiumok jelennek meg. Kialakul a prostata, a mellékhere és az ondóhólyag végleges állománya, ezen mirigyek addig nyugvó hámja szecernáló hámmá alakul át.

Jellemző a pubertásra a nemi vágy (libido) megjelenése, továbbá a nemi aktusra (közösülésre) való képesség. A pubertással jelennek meg az éjszakai erekciók (l. alább).

A pubertás megváltoztatja a szőrzet jellegét. A hónalj- és szeméremszőrzet – amely az adrenarche alatt kezdett növekedni – jellege megváltozik: a szőrszálak göndörödnek, vastagodnak, a szőrzet sűrűbbé válik. A pubertás végére a szeméremszőrzet ék alakban felterjed a köldök felé (ez élesen különbözik a felfelé ívelt vonalban végződő női szeméremszőrzettől). Megjelenik a bajusz, a szakáll, a haj homlokvonala a férfire jellemzően visszahúzódik. A szőrzet a törzsön és a végtagokon is növekedésnek indul.

Anabolikus hatások

A pubertás előtt a hossznövekedés átlagosan 5 cm évenként; ez a pubertás alatt évi 8 cm körüli értéket ér el. A hossznövekedés felgyorsulásában valószínűleg szerepet játszik a tesztoszteron GH-szekréciót fokozó hatása. Az izomzat növekedésnek indul, a férfi izomzat fejlettsége az androgének anabolikus hatásának következménye. Az androgénhormonok szükségesek a normális csontsűrűség (csontdenzitás) kialakulásához. Megnövekedik a gége, megvastagodnak a hangszalagok, ezek következtében mélyül a hang.

Az androgénhormon-molekulákon véghezvitt kémiai módosításokkal olyan anyagokhoz kísérelnek meg eljutni, amelyeknek kicsiny az androgén, de kifejezett az anabolikus aktivitása, ezzel a versenysportokban illegális előny elérésére törekszenek („doppingszerek”). Indirekt módon hatnak doppingszerként a CYP19- (aromatáz-) gátlók: minthogy az endogén vagy exogén androgének a gátlószer jelenlétében nem alakulnak tovább ösztrogénekké – ami egyébként fiziológiásan bekövetkezik –, ténylegesen az androgénszint emelkedik.

Androgénhormon-hiány

Az orvosi gyakorlat esetenként kénytelen felnőttkorban elvégezni a gonadectomiát (ennek oka többnyire valamely rosszindulatú daganat). Ezt követően a prostata és az ondóhólyagok sorvadnak, szekréciójuk megszűnik. Androgénhiányban az izomzat visszafejlődik. Ezek a változások androgénhormonok adagolásával visszafordíthatók. Más pubertáskori változások viszont irreverzíbilisek, így pl. a kifejlődött gége androgénhormonok hiányában sem fejlődik vissza. A szakáll növekedése valamelyest lassul, de nem szűnik meg. A nemi vágy fokozatosan csökken, és a kasztrálás után néhány évvel teljesen meg is szűnhet. A nemi potenciát androgénhormonok adagolása helyreállíthatja.

A hypothalamus-adenohypophysis-here tengely

A Leydig-sejtek szteroidszintézisét az adenohypophysis luteinizáló hormonja (LH) szabályozza. LH-szekréció hiányában a Leydig-sejtek androgénszekréciója megszűnik.

Az androgénelválasztás szabályozásában három egymás alá rendelt szint szerepel: a hypothalamus hypophyseotrop sejtjei, az adenohypophysis gonadotrop sejtjei és a here endokrin sejtjei (31-3. ábra). Az alacsonyabb szint hormonelválasztása a magasabb szint hormonelválasztásától függ, a hypothalamus GnRH-szekréciója irányítja a gonadotrop sejtek LH-szekrécióját, az LH határozza meg a Leydig-sejtek androgénszekrécióját. A három szint visszacsatolt rendszert képez, a herehormonok gátolják a felsőbb szintek hormonszekrécióját (l. alább).

31-3. ábra . A hypothalamus-adenohypophysis-here tengely kapcsolatai

A GnRH-LH-tesztoszteron tengely

Az LH-szekréciót a dekapeptid GnRH (más néven LHRH) szabályozza: a GnRH-szekréció főbb vonásait a 28. fejezetben ismertettük. A GnRH-t szecernáló sejtek egyrészt az említett visszacsatolási hurok részei, másrészt egy sor, a hypothalamust érő központi idegrendszeri információt is kapnak. A GnRH-sejteken konvergálnak többek között a limbicus rendszerből (amygdala és hippocampus), de a szagló és a vizuális rendszerből származó információk is.

A GnRH szekréciója epizodikus. A GnRH-pulzusok hatására mind a két gonadotrop hormon, az LH és az FSH szekréciója fokozódik; mind az FSH, mind az LH szekréciója pontosan követi a GnRH-pulzusokat.

Emberben a GnRH-szekréciós epizódok ugyan közvetlenül nem vizsgálhatók, de az LH-pulzusok megfelelő indikátorai a GnRH-szekréciós epizódoknak. Fiatal férfiakban az LH-pulzusok 2-3 óránként ismétlődnek, vagyis naponta 8-12 GnRH-/LH-pulzus következik be. Az adenohypophysis gonadotrop sejtjei csak rövid ideig vannak kitéve a magas koncentrációjú GnRH hatásának. Ez a rövid expozíció a gonadotropinok szekréciója szempontjából esszenciális: amennyiben a GnRH szintje tartósan magas, a gonadotrop sejtek deszenzitizálódnak, a gonadotropinszekréció megszűnik.

A gonadotrop sejtek GnRH-val szembeni válaszkészségének fenntartásához tartós pulzáló „GnRH-háttér” szükséges. Ha ez a háttér hiányzik – ez fordul elő hypothalamuseredetű GnRH-hiányban – az adenohypophysis gonadotrop sejtjei GnRH egyszeri adására nem válaszolnak gonadotropinszekrécióval, a gonadotrop sejtek GnRH-érzékenységét csak hosszabb ideig tartó pulzáló GnRH-kezelés állítja helyre.

A Leydig-sejtek működése (és androgénhormon-termelése) LH-függő. Az LH-receptor Gs-fehérjéhez kapcsolt 7-TM receptor. Az LH megkötésére akutan azoknak a fehérjéknek az expressziója fokozódik, amelyek a hormonszintézishez szükségesek: ilyenek a lipoproteinreceptorok és a StAR-fehérje (l. a 28. fejezetet). Az LH tartós hatásai közé tartozik a Leydig-sejtek növekedése és proliferációja. LH hiányában a Leydig-sejtek atrophizálnak, androgénszekréciójuk csökken, ill. megszűnik.

Az androgénhormonok gátolják a gonadotrop sejtek gonadotropinszekrécióját. Emberben a here sebészi eltávolítását (kasztrálás) a negatív visszacsatolás elmaradása miatt az LH-szint emelkedése követi. Az emelkedés mintegy 2 hónapon keresztül folyamatos, ezt követően stabilizálódik az LH-szint a maximális értéken. A negatív visszacsatolásért nagyrészt a tesztoszteron felelős, de a gátlásban szerepe lehet más androgéneknek és az androgénekből keletkező ösztrogéneknek is.

Egyes kóros esetekben szükségessé válhat a magas LH- vagy tesztoszteronszekréció visszaszorítása. Az LH-, ezzel együtt a tesztoszteronszekréció mérséklésére tartós hatású GnRH-analógokat (GnRH-szuperagonisták) alkalmaznak.

Az FSH-inhibin tengely

A herék eltávolítását követően az FSH-szint is emelkedik: ezért azonban nem a szteroidhormonok hiánya felelős, hanem egy másik visszacsatolási hurok, amely szelektíven szabályozza az adenohypophysis FSH-elválasztását. Az FSH stimulálja a here Sertoli-sejtjeiben (l. a továbbiakat) az inhibin szintézisét. Az inhibin gátolja az adenohypophysis gonadotrop sejtjeiben az FSH szekrécióját. A visszacsatolt kör fiziológiás jelentőségét mutatja, hogy az inhibin in vivo semlegesítése specifikus antitesttel az FSH plazmaszintjének emelkedéséhez vezet.

A hormonelválasztás szabályozásában bekövetkező változások a pubertás alatt

Miután az első életévben a postnatalis androgénszekréciós csúcs lezajlott (l. a továbbiakat és a 31-2. ábrát), a gonadotrop hormonok és az androgének szekréciója nagyon alacsony szintre áll be. Ennek hátterében valószínűleg két mechanizmus szerepel. Az egyik ezek közül, hogy az első életévtől kezdve a GnRH-szekréció központi idegrendszeri gátlás alá kerül. A másik tény, hogy ebben a korai életszakaszban mind a hypothalamus, mind az adenohypophysis gonadotrop sejtjei különlegesen érzékenyek az androgénhormonok iránt, és még a nagyon alacsony tesztoszteron-/5α-dihidrotesztoszteronszintek is hatásosan gátolják a GnRH és az LH szekrécióját. Ezt a második mechanizmust támasztja alá, hogy fiúkban a pubertás előtt kényszerűségből elvégzett gonádeltávolítás (kasztrálás) után a gonadotrop hormonok szintje a plazmában ugyanolyan mértékben emelkedik, mint felnőttkorban elvégzett gonadectomia után.

A 6-7. életév körül, azaz évekkel a voltaképpeni nemi érés megkezdődése előtt, a mellékvesekéreg androgénszekréciója fokozódik (adrenarche, l. a 30. fejezetet), amelynek oka ismeretlen. Ebben az időszakban azonban a gonadotrop hormonok és a hereeredetű androgének szekréciója még alacsony szintű.

A pubertás megkezdődésének első jele a GnRH-epizódok változása: ebben az időben szűnik meg a GnRH-neuronok gátolt állapota. Mindkét gonadotrop hormon szekréciós epizódjainak amplitúdója az éjszaka folyamán mérhetően (és jelentősen) megemelkedik (az LH-epizódok kifejezettebbek, mint az FSH-epizódok). A pubertás egy későbbi szakaszában az éjszakai és a nappali szekréciós epizódok kiegyenlítődnek. A 12. életév után követi a gonadotrop hormonok szekrécióját a here androgénszekréciója. Ettől az időszaktól kezdve a vérplazma tesztoszteron- és 5α-dihidrotesztoszteronszintje fokozatosan a felnőttkori értékre emelkedik.

A pubertás alatt törvényszerűen érzelmi és hangulati változások lépnek fel. A serdülők érzékenyek minden külső behatásra: nem tisztázott, hogy a pszichológiai változások hátterében az idegrendszer működésének megváltozása, vagy a teljesen új szociális helyzethez való alkalmazkodás nehézségei, vagy mindkettő együttesen szerepel.

Időskori tesztoszteronszekréció

Ellentétben a női nemi hormonok szekréciójával, a pubertást követően a here hormontermelése az élet végéig tart. A férfi klimaktérium, az androgénszekréció mérsékelt csökkenése az egyébként egészséges férfiakban csak lassan következik be. A plazma tesztoszteronszintjének statisztikai átlaga alacsonyabb idős-, mint fiatalkorban, de fiatal egészséges férfiakban is találunk olyan alacsony tesztoszteronszinteket, mint időskorúakban. A tesztoszteronszekréció csökkenésének hátterében a Leydig-sejtek fokozatos eltűnése áll. A szexuális aktivitás és az androgénhormonok plazmaszintje között nincs kimutatható összefüggés.

Az alacsonyabb tesztoszteronszint következtében az LH szekréciója és plazmaszintje emelkedik. Ebből arra következtethetünk, hogy a GnRH-gonadotropin tengely érzékenysége időskorban is normális.

Hyperprolactinaemia és androgénszekréció

A prolaktin képes gátolni az androgénszekréciót. Ma is nyitott kérdés, hogy fiziológiás koncentrációban van-e a prolaktinnak valamilyen szerepe a hypothalamus-adenohypophysis-here tengely szabályozásában. Kóros körülmények között azonban, az adenohypophysis lactotrop sejtjeinek (micro)adenomája következtében fellépő hyperprolactinaemiában a prolaktin szekréciós többlete gátolja az LH- és az androgénszekréciót. Minthogy a nagymértékben csökkent tesztoszteronszint ellenére az LH-szint alacsony, a prolaktintöbblet valószínűleg a hypothalamus GnRH-szekréciójának gátlásán keresztül hat. Emellett szól, hogy GnRH adására helyreáll mind az LH, mind pedig a tesztoszteron szekréciója. A prolaktinszekréció gyógyszeres gátlása (pl. a dopaminagonista bromokriptinnel) stimulálja az LH és a tesztoszteron szekrécióját.

A hím fenotípus méhen belüli kialakulása

Bár a genetikai nemet az apai Y- vagy X-kromoszóma jelenléte egyértelműen és véglegesen meghatározza, a férfi fenotípus kialakulásához és fejlődéséhez a gonád – azaz a here – kialakulása szükséges. Here hiányában – függetlenül a kromoszomális nemtől – női fenotípus fejlődik ki. Normálisan azonban a genetikai (kromoszomális), a gonadális és a fenotípusos nem egybehangzó: ennek feltétele fiúmagzatban a here intrauterin androgénelválasztása.

Amikor a herében már működőképesek a Leydig-sejtek, az anyai hCG-szint növekedését a tesztoszteronszint fokozódása követi. A méhen belüli élet 13. hete után a magzatban mind az FSH-, mind az LH-szint magas, és ez is felelős a tesztoszteronelválasztás fokozódásáért (l. a 32. fejezetet). A tesztoszteronszint csúcsértéke a terhesség félideje táján alakul ki (l. a 31-2. ábrát). A hypothalamus ebben az időszakban még nagyon kevéssé érzékeny az androgénekre, ezért ebben a korban kevésbé érvényesül a negatív visszacsatolás. Az intrauterin élet második felében fokozódik a hypothalamus tesztoszteronérzékenysége, ezért az LH- és a Leydig-sejtek hormonszekréciója jelentősen csökken.

A magzati tesztoszteronszekréció a fenotípusos nem kialakulásában nélkülözhetetlen. A korai embrió nemileg differenciálatlan stádiumában a későbbi urogenitalis rendszer mindkét nemben ugyanazokból a szervtelepekből fejlődik ki. Tesztoszteron jelenlétében a differenciálódás során hím/férfi fenotípus alakul ki, kifejlődik a mellékhere, ondóvezeték, prostata, penis, scrotum stb. (A „tesztoszteron” kifejezés itt a tesztoszteront és a belőle képződött 5α-dihidrotesztoszteront együttesen jelenti.) Amennyiben nincs jelen tesztoszteron, a differenciálódás során női fenotípus alakul ki. A differenciálódáshoz szükséges egy eddig nem említett magzati eredetű fehérjehormon, amelyet a here választ el, ez az ún. „antimüller hormon”. (angolul müllerian-inhibiting factor). A hormon hatására a magzat Müller-vezetéke, amelyből a további fejlődés során a női fenotípusra jellemző egyes szervek (méhkürtök, méh) keletkeznének, elsorvad.

Születéskor az FSH-, az LH- és a tesztoszteronszint alacsony. A megszületést követő néhány hónap során ismét növekszik a plazmában a gonadotropinok, valamint a tesztoszteron koncentrációja (postnatalis androgénhormoncsúcs, surge); a postnatalis hormonszint-növekedés keletkezési mechanizmusa még nem ismert.

Az androgénhormonok jelenléte a központi idegrendszer androgénérzékeny sejtjeiben a férfire jellemző változásokat indukál („defeminizálás”). A változásokat morfológiai módszerekkel is ki lehet mutatni (sejtek nagysága és száma, neuronok közötti összeköttetések). Az androgénhormonok a későbbi életkorban is képesek morfológiailag kimutatható változásokat létrehozni a központi idegrendszer androgénhormonokat akkumuláló területein. A szteroidhormonok átszervezhetik egyes neuronláncok összeköttetéseit, aminek viselkedésbeli következményei lehetnek.

A here gametogenetikai funkciója (spermatogenezis)

A gametogenezis stratégiájában és életkori időzítésében jelentős különbség van a két nem között. Férfiakban az őssejtek mitotikus fázisa a pubertást követően – bár változó intenzitással – az egész élet során fennáll. Ezzel ellentétben nőkben a mitotikus fázis a méhen belüli életben befejeződik (l. a 32. fejezetet).

A spermatogenezis a herecsatornácskákban (tubuli seminiferi contorti) folyik. A herecsatornácskák a rete testisen, majd a ductuli efferentes testisen keresztül a mellékhere vezetékében egyesülnek, és ezen utóbbi folytatódik az ondóvezetékben, a ductus deferensben (más néven vas deferens, 31-4. ábra).

A spermatogenezis folyamatában a primitív csírasejtekből (őssejtek, spermatogoniumok) kialakulnak a haploid (1n DNS-tartalmú), önálló mozgásra és megtermékenyítésre képes, érett spermiumok (spermatozoonok). Az őssejtek önreprodukcióra képesek, ezek oszlásai tartják fent a spermatogoniumállományt. A differenciálódási folyamatba lépő sejtek oszlásakor a leánysejtek szétválása nem teljes, a keletkező sejteket (spermatocyták) vékony sejtplazmahidak kötik össze. A további oszlások során így összefüggő sejtekből álló „csapatok” („cohorsok”) keletkeznek. A további érési folyamatokon már a „csapat” együttesen megy keresztül.

A spermatogenezis meiotikus fázisa végén keletkező haploid sejtek a spermatidák. Az utolsó fázisban alakulnak át a kerek spermatidák érett spermiumokká. Az érett spermiumok teljes kialakulása a spermatogoniumokból emberben mintegy 70 napot vesz igénybe.

A spermatogenezisnek az A-vitamin nélkülözhetetlen tényezője. Az A-vitamin a fejlődő csírasejtek magjában lévő retinoidreceptorhoz kötődik, és a génexpressziót szabályozza. Hiányában a spermatogenezis károsodik, a herecsatornácskák degenerálódnak.

A spermatogenezis intenzitása a 20. és a 60. életévek között keveset változik. Időskorban azonban a napi spermiumképzés, valamint a spermiumok motilitása csökken, ezenkívül megnövekszik a rendellenes spermiumok aránya.

31-4. ábra . A here vázlatos makroszkópos szerkezete

A spermatogenezis optimális hőmérséklete

A herezacskóban elhelyezkedő here hőmérséklete néhány fokkal alacsonyabb, mint a rectalis hőmérséklet. Az alacsonyabb hőmérséklet a spermatogenezis szempontjából esszenciális; a szervezet átlagos maghőmérsékletén (37,5 °C-on) a spermatogenezis jelentősen károsodik. Ilyen következménnyel jár, ha a herék fejlődésük során nem szállnak le a herezacskóba (kryptorchismus). Az alacsonyabb herehőmérséklet egyik oka, hogy a scrotumban elhelyezkedő heréket a környezet hűti. Egy további ok a hőkicserélés a herébe áramló és az onnan eláramló vér között (ellenáramlásos hőkicserélés): az arteria spermatica és a venae spermaticae egymás szomszédságában futnak, és a heréből elfolyó vénás vér hűti az artériás vért.

A Sertoli-sejtek szerepe a spermatogenezisben

A herecsatornácskákat lamina basalis veszi körül, amely elválasztja azokat a peritubularis struktúráktól. A lamina basalisra támaszkodnak, és egészen a lumenig érnek a spermatogenezis kulcsfontosságú elemei, a Sertoli-sejtek, amelyek voltaképpen a herecsatornácskákat bélelő specializált hámsejtek.

A spermatogenezis során a spermatogoniumokból fejlődő csírasejtek a lamina basalis felől, két Sertoli-sejt között, azok membránjával sorozatos kölcsönhatásokat kialakítva egyre közelebb kerülnek a herecsatornácskák lumenéhez (31-5. ábra). A fejlődési alakok egyre inkább a lumen felé sodródnak. Mozgatásukban a Sertoli-sejt alakváltozása szerepel, amelyet a cytoskeleton működtet. Az érett spermiumok ezt követően leválnak a Sertoli-sejtekről (spermiatio) és tovasodródnak a lumenben.

A Sertoli-sejtek közötti junkcionális komplexek szorosan zárnak (zonula occludens), a junkcionális kapcsolat impermeábilis. A zonula occludens távol a lumentől, a sejt bázisánál van, ezek az összeköttetések permeabilitási barrierrel elválasztott kompartmenteket alakítanak ki. A permeabilitási barriert Sertoli-sejt barrierkéntismerjük, említik vér-here gátként is. A junkcionális komplex alatti (a membrana basalis felé eső) kompartment a basalis, a junkcionális kompartment feletti (a lumen felé eső) az adluminalis kompartment. A peptidhormonok és a növekedési faktorok szabadon hozzáférnek a Sertoli-sejt basalis kompartmentben elhelyezkedő pólusához, az adluminalis kompartmentben elhelyezkedő pólushoz viszont nem jutnak el a barrieren kívüli (a vérből és az interstitiumból származó) peptidek és immunglobulinok, de a szteroidhormonok igen. Az adluminalis kompartmentben elhelyezkedő fejlődő csírasejtek „védett környezet”-ben foglalnak helyet.

31-5. ábra . A Sertoli-sejtek, a bazális és az adluminalis kompartmentek vázlata . Az ábrán a membrana basalis felett három szomszédos Sertoli-sejtet tüntettünk fel. Az egymással érintkező Sertoli-sejtek közötti junkciók a fejlődő csírasejtek és a vér között impermeábilis gátat képeznek (Sertoli-sejt-barrier). A barrieren kívül (az ábra alsó részén) a bazális, a barrieren belül (az ábra felső része) az adluminalis kompartment helyezkedik el. A bazális és az adluminalis kompartmentek közötti barriert szaggatott vonal jelzi.

A Sertoli-sejt és a fejlődő csírasejtek közötti kapcsolatok

Két szomszédos Sertoli-sejt összekapcsolódása elválasztja egymástól a bazális kompartmentben lévő spermatogoniumokat az adluminalis kompartmentben elhelyezkedő differenciáltabb sejtektől. A spermatogenezis során a fejlődő csírasejtek a bazális kompartmentből a Sertoli-sejt barrieren keresztül átjutnak az adluminalis kompartmentbe. Ebbe a „védett környezet”-be való kerülés a meiosis teljessé válásának feltétele.

A fejlődő csírasejtek a Sertoli-sejtek mély recessusaiban helyezkednek el, és minden szükséges anyagot, valamint információt a hozzájuk csatlakozó, velük sejt-sejt kapcsolatban álló Sertoli-sejtből kapnak meg. A Sertoli-sejteknek parakrin szekréciós működése van, amit a tesztoszteron irányít. A fehérjetermészetű faktorok a környezetükben lévő csírasejt működését szabályozzák, és nélkülözhetetlenek a spermatogenezis érési folyamataiban. A fejlődő és az érett csírasejteken nincsenek sem androgén-, sem FSH-receptorok: ezek a hormonok közvetlenül a Sertoli-sejtekre hatnak, és a csírasejtek csak a velük kapcsolatban álló Sertoli-sejten keresztül kapnak „instrukciók”-at.

Az egyes herecsatornákat körülvevő többrétegű peritubularis struktúra képezi az interstitiumot. A Sertoli-sejtek funkcióját és következésképpen a spermatogenezis teljes folyamatát a peritubularis struktúrából jövő kémiai információ is szabályozza. Az elválasztott fehérjék részt vesznek a spermatogenezis fentartásában és irányításában.

A spermatogenezishez szükséges hormonok

A pubertás alatt meginduló spermatogenezishez magas herén belüli androgén- és normális gonadotrophormon- (FSH- és LH-) koncentráció szükséges. A herén belüli androgénkoncentráció mintegy százszorosa a vér androgénkoncentrációjának; ezt a Leydig-sejtek közelsége („parakrin androgénszekréció”) és a Sertoli-sejtek által elválasztott androgénkötő fehérje (ABP) teszi lehetővé. Alacsony androgénkoncentráció mellett nem működik a spermatogenezis. (Egyébként, amint említettük, az androgénhormon csak az androgénreceptorral bíró Sertoli-sejteken keresztül hat a spermatogenezisre.)

Az adenohypophysis pubertás előtti eltávolítását követően, vagy az adenohypophysis gonadotrop funkciójának hiányában (hypogonadotrop hypogonadismus) nem indul meg a spermatogenezis. Ebben az állapotban a tesztoszteronszubsztitúció önmagában hatástalan; FSH és tesztoszteron együttes adagolása azonban létrehozza a normális gametogenezist. Ha azonban a gonadotrop hormonok szekréciója a pubertás után válik elégtelenné (azaz ha egyszer már működött a gametogenezis), közvetlenül a hypophysectomia után a csírasejtek degenerálódnak, a meiosis vagy a postmeiosis állapotában lévő csírasejtek eltűnnek.

A spermatogenezis végső eseményei

A spermatogenezis végső szakaszában a spermiumok kikerülnek a Sertoli-sejt mély recesszusaiból és „önállósodnak”. A herecsatornácskákban a Sertoli-sejtek folyadékot is elválasztanak, a szekrétum lassan továbbmossa a spermiumokat a rete testis csatornáiba. A továbbítást a herecsatornácskákat körülvevő myoid sejtek periodikus összehúzódása, valamint a herét burkoló simaizomzat kontrakciója segíti elő.

A fejlődés végső szakaszában a spermatida sejtplazmájának nagy része eltűnik, fagocitózisnak esik áldozatul – a fagocitózist is a sokoldalú Sertoli-sejtek végzik el –, az eredetileg kerek sejt egyre elnyújtottabbá válik, a kicsinnyé váló mag a sejt egyik végére („fej”) húzódik (31-6. ábra). Ezen a póluson alakul ki a megtermékenyítésben alapvető szerepet játszó acrosoma („acrosoma sapka”), amely lysosomaekvivalens sejtorganellum; ez tartalmazza azokat az enzimeket és proenzimeket, amelyek segítségével a spermium átjut a petesejtet körülvevő rétegeken (l. a 32. fejezetet.) A fejjel ellentétes póluson alakul ki a mozgást létrehozó flagellum („farok”). A fej és a farki rész között egy mitochondriumokból álló hüvely („köztes darab”, mid-piece) szedődik össze. (A mitochondriumok biztosítják a sejt mozgásához szükséges energiát).

31-6. ábra. Az érett spermium

A mellékhere szerepe

A rete testisben összeszedődött herecsatornácskák a ductuli efferentes testisen keresztül a mellékhere (epididymis) csatornarendszerében folytatódnak. A hámsejtek folyadékot szecernálnak. A mellékhere androgénhormon-dependens szerv, tesztoszteron hiányában sorvad. A vezetéket proximalisan (a here felől) inkább kontraktilis myoid sejtek, distalisabban, a ductus deferens felé haladva egyre differenciáltabb és nagyobb méretű simaizomsejtek veszik körül. A vezetékben jutnak el a spermiumok és az elválasztott folyadék a ductus deferensbe. Emberben a spermiumok 12 napig tartózkodnak a mellékhere feji részében és farkában; innen ürülnek ki az ondósejtek a szexuális aktus során. A mellékherében való tartózkodás időtartama a szexuális aktivitás frekvenciájától függ, de független az életkortól.

A mellékhere fejéhez érkező spermiumok még mind saját mozgásra, mind megtermékenyítésre képtelenek (a termékenyítőképesség a petesejtbe való behatolás képessége). A mellékherében töltött idő alatt jelenik meg saját, továbbító jellegű mozgásuk, a mellékhere testében lévő spermiumoknak egyre nagyobb hányada mozgásképes; az éréshez szükséges a Leydig-sejtekből a tubululusfolyadékba jutott ösztradiol. A mellékherében válnak képessé a spermiumok a petesejttel való interakcióra. Az önálló mozgásképesség és a termékenyítőképesség egymástól függetlenül megjelenő tulajdonságok.

A férfi nemi aktus élettana

A nemi aktusnak két fő szakasza van: az első szakasz a nemi érintkezést megelőző és kísérő merevedés, erekció, amely lehetővé teszi a hímvessző (penis) behatolását a hüvelybe (vagina). A nemi érintkezés alatt következik be a második szakasz, az ondó (semen) ürítése (ejekció), amely két fázisban zajlik, az első az emisszió, a második az ejakuláció. (Az emisszió során a spermiumok és a mirigyek szekréciós termékei bekerülnek a proximalis urethrába; az ejakuláció az ondó kilövellése az urethrából.) Az ondóürítés pszichés izgalom vagy a penis mechanikus ingerlésének hatására a hüvelybe való behatolás nélkül is létrejöhet.

Az erekció

Az erekció során a penis vértartalma megnövekszik. Ezzel a penis térfogata a petyhüdt (flaccid) állapothoz viszonyítva sokszorosára nő, a belső nyomás fokozódása következtében a penis merev lesz, ezáltal alkalmassá válik a hüvelybe való behatolásra.

Az erekctióban három erektilis struktúra játszik szerepet: a dorsalisan elhelyezkedő páros corpus cavernosum és a ventralis corpus spongiosum urethrae, amely utóbbi körülfogja az urethrát, és a glans penisben végződik. A szerkezet átmetszeti képét a 31-7. ábra mutatja. A két corpus cavernosumot vastag kötőszöveti lemez, a tunica albuginea veszi körül, amelynek vastagsága a penis elernyedt állapotában 2-3 mm. A tunica albugineát felépítő kollagén- és rugalmas rostok hullámos lefutásúak, ennek következtében a tunica hosszúsága és felszíne az erekció alkalmával jelentősen megnövekszik. A corpus spongiosumot körülvevő kötőszöveti lemez ennél sokkal vékonyabb, a glanst pedig nem is borítja be. Az erektilis struktúrák proximalisan, a penis eredésénél a medencecsonthoz rögzülnek, és az ott lévő harántcsíkolt izmokhoz is kapcsolódnak. A corpus spongiosum urethrae proximalis végét, a bulbust a m. bulbocavernosus veszi körül, a két corpus cavernosum proximalis vége a m. ischiocavernosushoz rögzül.

Az erektilis szöveteken belül sinusoidok, endothelsejtekkel bélelt, vérrel telt üregek vannak: ezek térfogata nő meg az erekció során. A szivacsos erektilis szövetek trabecularis szerkezetűek, a trabeculákat rostos kötőszövet és simaizomzat képezi. A trabecularis simaizmok összehúzódási, illetve elernyedési foka szabja meg, hogy az üregek mennyi vért fogadnak be. A vértartalom növekedésének feltétele a corpusok simaizomzatának neurogen ellazulása: a vasodilatator impulzusok nagyobb jelentőségre tesznek szert, mint a vasoconstrictor impulzusok.

Nemi izgalom hiányában az arteriolák simaizmai kontraháltak, a véráramlás minimális, csak nutritív célt szolgál. A vénákon keresztüli eláramlás teljesen szabad. Ebben az állapotban a trabecularis simaizmok csak részlegesen összehúzódott állapotban vannak: ezt mutatja, hogy különböző kellemetlen ingerek, pl. hideg víz vagy nagyobb izgalom hatására a penis térfogata a nyugalminál is kisebb lesz. A simaizmok összehúzódását szimpatikus noradrenerg impulzusok α1-receptorokon keresztül közvetítik.

Az erektilis szövetek vértartalmát az artériás vérbeáramlás és a vénás elfolyás pillanatnyi egyenlege határozza meg. Az erekció létrejöttében mind az artériás beáramlás fokozódása, mind a vénás eláramlás csökkenése szerepet játszik. A két tényező azonban az erekció egyes fázisaiban eltérő jelentőségű (31-2. táblázat), és a két corpus cavernosum és a corpus spongiosum véráramlása a közöttük lévő anatómiai eltérések miatt szintén különbözik.

31-7. ábra . A penis átmetszeti képe, az erektilis szövetek elhelyezkedése

9.14. táblázat - 31-2. táblázat . Az erekció egyes szakaszai

Szakasz

Elnevezés

Jellemzői

„0”

Petyhüdt (flaccid)

Összehúzódott trabecularis simaizomzat

Kontrahált artériák és arteriolák

Szabad vénás elfolyás

Alacsony szintű véráramlás

1

Latens erekció (telődési szak)

Megnövekedett be- és eláramlás

Változatlan intracavernosus nyomás

A penis meghosszabbodása

2

Növekedés (tumescentia szakasz)

Jelentős beáramlásfokozódás

Intracavernosus nyomás nő

Erekció

3

Teljes erekció

A trabecularis izomzat teljesen ellazul

A corpora cavernosából megszűnik a vénás eláramlás

Az intracavernosus nyomás megközelíti a szisztolés nyomást

4

Rigid erekció

Bulbo- és ischiocavernosus izmok kontrakciója

Az intracavernosus nyomás a szisztolés nyomás fölé emelkedik


Az erekció fázisai

Az erekció kezdeti, latens fázisában az arteriolák és a trabecularis simaizmok ellazulnak. Az ellazulás csökkenti az ellenállást, a vér beáramlása fokozódik, de a vénás eláramlás ezzel nagyrészt lépést tud tartani. A penis meghosszabbodik, de belső nyomása még nem emelkedik. Az erekció további fázisaiban a corpus cavernosumok az arteriolák ellenállásának további csökkenése, a trabecularis simaizomzat folytatódó ellazulása következtében gyorsan telődnek. A tunica albuginea megfeszül, az intracavernosus nyomás megközelíti az artériás nyomás értékét. A megnövekedett térfogat a venulákat a megfeszült tunica albugineához nyomja: a vénás eláramlás a két corpus cavernosumból akadályozott. Ebben az állapotban a m. ischiocavernosus és bulbocavernosus (harántcsíkolt izmok) akaratlagosan vagy reflexesen összehúzódnak, és az összehúzódás tovább fokozza, esetenként az artériás nyomás fölé emeli a penisen belüli nyomást: ez a rigid erekció szakasza; a két corpus cavernosumban az áramlás megszűnik, áramlás nélküli kvázi zárt rendszer jön létre. A corpus cavernosumokkal ellentétben a glans megduzzadása magas áramlási érték mellett következik be, minthogy az elfolyás nem akadályozott. A teljes erekció állapotában a penis tengelye a hasfal síkjával hegyesszöget zár be.

Az erekció kiváltásának efferens idegi mechanizmusai

Az arteriolákat és a trabecularis simaizmokat sacralis paraszimpatikus (S.2.S.4.) és szimpatikus (Th.10–Th.12.) idegrostok idegzik be; a lumbosacralis régió vázizmai szomatomotor beidegzést (S.2–S.4. szegmentumokban elhelyezkedő motoros neuronokból, Onuf-féle mag) kapnak. Az erekció létrejöttében a főszerepet a sacralis paraszimpatikus beidegzés játssza: emberben az S.2–S.4. elülső gyökök elektromos ingerlése erekciót vált ki. Valamennyi efferens axon a nervus pudendusban már összekeveredve halad a penis felé. Az erektilis mechanizmusok kutatása során „tisztán” szimpatikus és paraszimpatikus hatásokat csak az axonoknak a plexusokba való belépése előtti ingerlésével lehet kiváltani.

Az erekció kiváltásának legfontosabb tényezője

Az erekció létrejöttében a legjelentősebb tényező a nitrogén-monoxid (NO)felszabadulása és hatása. A NO a nitroxiderg paraszimpatikus axonvégződésekből és – feltehetően a paraszimpatikus kolinerg rostokból felszabadult ACh hatására – az endothelsejtekből szabadul fel. A nitrogén-monoxid-szintetáz mind a paraszimpatikus idegvégződésekben, mind az endotheliumban kimutatható. A szintetáz farmakológiai gátlása megakadályozza a paraszimpatikus idegek elektromos ingerlésével kiváltható merevedést.

A 7. fejezetben leírtuk, hogy a NO a simaizomsejteken belül fokozza a cGMP-szintet, és ezen utóbbi izomellazító hatású. A cGMP hatásának a cGMP-foszfodiészteráz enzim vet véget. Az elmúlt évtizedben bizonyos eredetű impotenciák kezelésében áttörés következett be: a cGMP-foszfodiészteráz hatását bénító szintetikus vegyületek (az 5. típusú enzimet közel szelektíven gátló sildenafil) meghosszabbítják a cGMP hatását, simaizom-ellazulást váltanak ki, ezáltal elősegítik, ill. megnyújtják az erekciót.

Az erekció kiváltódásának járulékos tényezői

A paraszimpatikus végződésekben vazoaktív neuropeptidek is kimutathatók. Ezek közül a vazoaktív intestinalis peptid (VIP)értágító hatásának szerepe lehet az erekcióban: a VIP mind a trabecularis simaizmokat, mind az arteriolákat ellazítja.

A paraszimpatikus axon terminalisokban ACh-tartalmú vesiculák és kolin-acetiláz mutatható ki; a beidegzett szövetben acetil-kolin-észteráz és m-ACh-receptorok vannak jelen. Kísérletes körülmények között intracavernosusan adott ACh erekciót képes kiváltani. A kolinerg hatásnak két mechanizmusa lehet. Az egyik lehetőség, hogy ACh hatására az endothelsejtekből NO szabadulna fel (l. előbb). A másik lehetőség, hogy az ACh a szimpatikus noradrenerg idegvégződéseken lévő m-ACh-receptorokra hatva gátolja a noradrenalin felszabadulását, ezzel csökkenti az erekciót ellensúlyozó tónusos noradrenerg ingerületeket. Fiziológiás körülmények között azonban atropin nem befolyásolja az erekciót; a kolinerg mechanizmus részleges szerepet játszhat, de nem lehet kizárólagos.

Erekciót kiváltó afferens ingerek

Ébrenlét állapotában az ingerek két, egymást megerősítő fajtája válthat ki erekciót. Ezek közül az első, valószínűleg fontosabb ingerfajta a központi idegrendszer magasabb régióit veszi igénybe. Emberben az ingereket a különböző erotikus látványok, hallási ingerek, írott vagy elhangzott szöveg képezik. Emberben ezek mellett jelentős tényező a képzelet, a tisztán pszichés, gondolati indítás. Az állatvilágban az erekciót első helyen a specifikus szagingerek, a szaglórendszer ingerülete váltja ki, ezek az ingerek emberben is szerepelhetnek, kisebb a jelentőségük, mint az állatvilágban (bár a különböző illatszereket a nemi vágy felkeltésére az ókortól kezdve alkalmazzák).

Az erekció kiváltásának második lehetősége a külső nemi szervek (vagy alkalmanként más testtájékok) idegvégződéseinek taktilis ingerlése, amely reflexfolyamatot vált ki; a reflexív a sacralis gerincvelőben csatolódik át. A reflex a pszichés ingerektől függetlenül is kiváltható. A reflex akkor is működőképes, ha sérülés következtében a sacralis gerincvelő összeköttetése a felsőbb szintekkel megszakadt. Normális körülmények között a két mechanizmus – a nemi aktus előtt és alatt – együttesen működik.

Az alvás alatti erekciók a pubertás kezdetén jelennek meg (valójában a férfi pubertás első jelei közé tartoznak), és ettől kezdve az egész élet során megmaradnak. Az éjjeli erekciók az alvás REM-fázisát kísérik (REM az angol rapid eye movement, a gyors szemmozgások rövidítése, l. a 41. fejezetet), egyéb jellemző autonóm reakciókkal esnek egybe, és gyakran társulnak erotikus álmokkal. Az impotenciák okának tisztázásában támpontot szolgáltat az éjjeli erekciók megléte vagy hiánya: az első esetben az impotencia pszichés, az utóbbi esetben valószínűleg organikus eredetű.

Az androgének szerepe az erekcióban

Az alvás alatti spontán erekciók teljes mértékben androgénhormon-függőek: androgénhiányban nem jönnek létre, és androgénekkel való kezelés helyreállítja azokat. Ezzel szemben a vizuális ingerekre létrejövő erekció az androgénhormonok jelenlététől független. Ez annyit jelent, hogy az agyban különböző struktúrák irányítják az erekció kiváltásának alsóbb centrumait, ezek közül vannak androgénérzékeny és -érzéketlen struktúrák.

A köztudatban úgy rögzült, hogy a kasztrálás, az androgénhormonok hiánya az erekciós képesség elvesztésével jár. Ez azonban nem teljesen igaz. Kasztrálást követően, amikor is a vér androgénkoncentrációja a normális érték tizedére csökken, a nemi vágy (libido) általában csökken, és teljesen meg is szűnhet, de egyes esetekben az erekciós képesség és a szexuális aktivitás megtartott lehet.

Az emisszió és az ejakuláció

A nervus pudendus a benne futó efferens autonóm és szomatomotoros rostok mellett afferens axonokat is tartalmaz. A nemi aktus során a penis ritmikus mozgatása, súrlódása a hüvelyben egyre nagyobb intenzitással ingerli a penis mechanoreceptorait, és a befutó crescendo jellegű ingerületek részben tudatosuló érzeteket, részben reflexválaszokat váltanak ki. A mechanoreceptorokból kiinduló impulzusokat támogatják a szomatoszenzoros rendszerből származó további taktilis, látási és hallási ingerületek, továbbá a pszichés izgalom, de a nemi aktusban aktívan részt vevő vázizmokból származó afferens ingerületek is.

A mechanoreceptorok ingerlésének vezető szerepe van mind a bekövetkező reflexek, mind a tudatosuló érzetek kiváltásában: az emisszió és az ejakuláció reflexfolyamatok, a tudatosuló érzetek az orgazmusnak nevezett emocionális tetőpontban teljesednek ki.

Amikor az izgalmi állapot elért egy bizonyos intenzitást (ennek küszöbértéke egyénenként változó, és ugyanabban a személyben is változhat), motoros válasz, emisszió jön létre: a spermiumok és a mellékhere-szekrétum a proximalis urethrába továbbítódik. Az emisszió a ductus (vagy vas) deferens simaizomzata ritmikus összehúzódási hullámainak következménye. Az összehúzódásokat szimpatikus idegi impulzusok váltják ki: úgy tűnik, hogy az idegvégződésekből felszabadult ATP által ingerelt purinerg receptorok fontosabb szerepet játszanak, mint a noradrenalin egyidejű felszabadulása által stimulált α1-receptorok. Ezt követően a prostatában és a vesicula seminalisokban lévő simaizomelemek szintén összehúzódnak, és ezen utóbbi mirigyek szekrétuma is hozzáadódik a végső ejaculatumhoz, az ondóhoz (semen).

A további reflexet az urethrában lévő folyadék váltja ki; ennek ingerlő hatása összehangolódik a folyamatos taktilis és egyéb ingerekkel. A folyamat meghatározó része a ductus deferens simaizomzatának összehúzódása, amelyhez hozzáadódnak egyes vázizmok (m. ischiocavernosus, m. bulbocavernosus) ritmikus kontrakciói. A ritmikus nyomáshullámok kilövellik az urethrából az ondót: ez az ejakuláció folyamata. Normális körülmények között az emissziót és az ejakulációt emocionális klimax, az orgazmus szubjektív érzete kíséri.

A reflexív átcsatolódási helye a sacralis gerincvelő, de a gerincvelői reflexet mélyrehatóan ellenőrzik a központi idegrendszer magasabb szintjei. Ezek a szintek módosítják a spinalis reflexet, késleltetik az emissziót és az ejakulációt. Az orgazmus időzítését a partner szükséglete szerint lehet adaptálni (a férfi orgazmus általában előbb váltódik ki, mint a női orgazmus, l. a 32. fejezetet, amelyben ismertetjük a női szexuális reakciót).

A sacralis szint feletti gerincvelői harántlaesio esetében, ha a felszálló pályák megszakadtak, a penis mechanoreceptoraiból jövő afferens impulzusok képesek a reflex kiváltására, anélkül azonban, hogy tudatosulás, orgazmus jönne létre.

A nemi aktust a keringési és a légzési rendszer crescendo típusú változásai kísérik. Nő a szívfrekvencia és az artériás vérnyomás, a bőr kipirul, a légzés szaporább lesz (hyperpnoe). Az orgazmus tetőfokán a vázizmok egyes csoportjai is összehúzódnak.

A nemi aktus befejezését követően a férfi – szemben a nővel – egy időre nem képes újabb orgazmus elérésére. Ez a refrakter szakasz azonban nagyon széles egyedi változatosságot mutat: fiatalkorban általában sokkal rövidebb, mint időskorban.

Egy-egy nemi aktus során mintegy 3 ml ondó ürül, ami mintegy 200 millió spermiumot jelent. Amennyiben az ürített spermiumok száma ennél jelentősen kevesebb (oligospermia), ennek terméketlenség (infertilitas) a következménye. Paradoxonnak hat, hogy bár a megtermékenyítést egyetlen spermium végzi el, ekkora spermiumfelesleg szükséges a megtermékenyítéshez. A magyarázat abban van, hogy a hüvelytől a méhkürtig terjedő hosszú útszakaszon a bejutott spermiumok legnagyobb része elvész.

Az erekció oldódása

Az erekció befejezésekor (akár mert a nemi aktus sikeresen befejeződött, akár annak sikertelensége esetén) először az arteriolák és a trabecularis simaizmok tónusa növekszik meg: ebben szimpatikus impulzusok játsszák a főszerepet. Minthogy a vénák elzáródása egy ideig még fennáll, a penis térfogata rövid ideig változatlan. Ezt követően nyílnak meg az addig elzárt vénák, és a penis térfogata csökkenni kezd (detumescentia szakasza). Az arteriolák és a trabecularis simaizok eredeti tónusa helyreáll, a vénás elfolyás egy ideig felülmúlja az artériás beáramlást, a penis ismét petyhüdt lesz.

Mérföldkövek

A here endokrin szerepének felismerése

1771: J. Hunter kakasherét ültet át tyúkokba, és megfigyeli a kakasokra jellemző jelleg kialakulását.

1848: A. A. Berthold kakasokban megfigyeli a gonadectomia (kasztrálás) után bekövetkező változásokat; a keletkező kappanokba herét ültetve a másodlagos nemi jelleg (taréjnövekedés, kakasmagatartás) helyreáll.

1889: Ch. E. Brown-Sequard 72 éves korában glicerines herekivonatot készít, és ezt saját magának beadva a Francia Tudományos Akadémia ülésén beszámol az észlelt „megfiatalító hatás”-ról. A leírás alapján ma már tudjuk, hogy a kivonat nyomokban sem tartalmazhatott androgéneket, a hatás önszuggesztión alapult; mindazonáltal valóban ez volt az első kísérlet valamely biológiai hatás létrehozására szervkivonattal. Egyes szerzők ezt a „felfedezést” az endokrinológia megszületéseként tartják nyilván.

1918: A. Pézard kappanok taréjának növekedését használja a herekivonatok hatásosságának mérésére. (Vizsgálataiban olyan sertések heréjéből készített kivonatot, melyekben a herék nem szálltak le a herezacskóba: ezekben a herecsatornácskák tönkrementek, de a Leydig-sejtek megmaradtak.) A kivonat olyan anyagot tartalmazott, amely a kappanok taréját növelte („kappantaréjteszt”, amely évtizedekig szolgált a biológiai hatásosság mérésére).

A hím nemi hormonok

1927: L. C. McGee első ízben alkalmaz herekivonatok előállítására lipidoldószereket.

1931: A. Butenand emberi vizeletből izolálja az androszteront.

1935: L. Ruzicka és Wettstein heréből izolálja a tesztoszteront és megállapítja szerkezetét.

Inhibin

1932: E. P. McCullagh felfedezi, hogy a heréből előállított vizes kivonat (amely nem tartalmazott androgén szteroidokat) megakadályozza az adenohypophysis gonadectomia után bekövetkező hypertrophiáját. Az anyagot inhibinnek nevezi el.