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编号:147108
生殖系统的形成
http://www.100md.com 2002年1月7日 中国心理热线
     正常的遗传发育

    一旦受孕,分别来自父母双亲的基因物质便组合在同一个受精卵内。因此,在受精的瞬间,由精子携带的X或Y性染色体和卵细胞内的X性染色体组合,从而决定了发育胎儿的基因性别。因为还有44条携带基因物质的常染色体,所以,46,XY表示男性;46,XX基因型表示女性。

    观察个体细胞有无染色体块或贝尔小体的存在也可以决定染色体基因的性别。约25%-50%的女性粘膜细胞中存有这类基因物质,而正常的男性粘膜细胞中则缺乏这类物质或仅极少数有这类物质。这种可被染色的染色质块一般是半圆形的,其中有一边位于核膜的内缘。此外,约有5%-10%的女性多边形核白细胞中也可观察到具有同样诊断意义的小体,即一种称为“鼓槌体”的致密的核染色质附属物。无论在哪一种个体细胞,贝尔小体或鼓槌体的最大观察量比X染色体的总量少一个。

    在正常的情况下,这种控制生物性别的基因谱能触发一系列的变化,并引起正常的男性或女性的性分化过程。然而有时候这种正常的分化过程却不能进行或者出现某种混乱。因此,控制性器官发育的基因谱并不是引起分化过程障碍的唯一因素。许多其他的因素,包括产前或产后的因素都能改变由基因决定的某些性状。例如,发育胎儿如果接触某些药物可引起四肢、心血管系统和神经系统的畸形,这种畸形和接触药物的种类、时间和剂量等因素有关。同样,象身高这样一类由基因决定的性状,即使到了儿童期以后,也可能由于慢性疾病、营养不良等非遗传性因素的影响而受到抑制。
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    在正常人的性器官分化过程中,无论是基因男性还是基因女性胎儿在开始发育的头几周内,其性器官在解剖上是毫无区别的。大约怀孕后第六周开始出现原始性腺。此时的原始性腺具有双向发育的趋势,既可能发育成睾丸又可能发育成卵巢,这取决于以后的发展。

    大约第八周,原始性腺分化成功能性睾丸,具备了分泌睾丸酮的能力。相反,如果向女性方向发育,则一直推迟到怀孕后大约第十二周才出现卵巢的分化。

    以后的性分化过程分别在外生殖器、内生殖器、和脑三个不同解剖部位进行。详尽的研究资料表明:性器官分化的方向取决于胎儿在发育过程中有无一定数量的睾丸酮水平。如果胎儿缺乏适量的睾丸酮水平,则不管何种基因性别,性器官均朝女性方向分化发育。

    在怀孕后第七周时,男女胚胎的内外生殖器是完全相同的。如向女性方向分化,原始苗勒氏管系统(Primitive Mullerian Duct System)分化发育成子宫、输卵管和阴道的内三分之一。这个分化过程并不依赖卵巢激素,即使没有卵巢激素,也照样能够出现上述分化过程。然而在正常的男性分化过程中,由于存在一种抑制苗勒氏管系统分化的抑制物质(Mullerian Duct-inhibiting Substance),它们局部作用于苗勒氏管系统抑制其分化;同时,体内的雄性激素刺激华非氏管系统(Wolffian Duct System)分化发育,从而形成输精管、精囊和射精管。大约第十四周,男女胎儿的内生殖器在解剖结构上可以出现明显的差异。
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    最近的材料证明胎儿睾丸在发育的早期阶段就具有代谢C21-类固醇前体(孕酮和孕烯醇酮)转化成睾丸酮的能力。这种分泌功能竟然极其准确地发生在胎儿睾丸出现显著组织学改变的时期。

    男女胎儿的外生殖器分化发育过程也是从一个相同的胚胎开始的。在怀孕的第八周后,如果缺乏适量的睾丸酮和双氧睾丸酮,外生殖器将分化形成阴蒂、阴唇和阴道。基因女性胎儿就表现这种正常的外生殖器女性分化过程,然而,在某些病理情况下,例如严重的雄性激素缺乏或雄性激素抵抗,基因男性的胎儿也可表现这种女性分化过程。反之,倘若有足量的雄性激素刺激,原先在女性胎儿身上分化形成小阴唇的尿道生殖皱折继续向前发育并在正中融合形成圆柱性的阴茎体和通过阴茎的尿道。在刚刚出生的男婴儿身上,仍可见到二侧残留的尿道生殖皱折的融合痕迹并可作为阴茎中缝保留终生。原先在女性胎儿身上分化成阴蒂的生殖结节,在男性胎儿身上,分化成阴茎头。阴唇阴囊突或分化成女性的大阴唇或继续向前生长并融合分化成男性的阴囊。睾丸的形成和腹腔内其他许多器官的形成过程相似,一般在第八至第九个月移至阴囊内。约有3%男性婴儿在出生时睾丸尚未完全移至阴囊,而往往在出生后1-2个月方可完全移至阴囊。
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    男性生殖系统的形成

    男性的生殖系统是男性机体的重要组成部分,它们的发生、形成与其他系统的功能相互联系,相互影响。男性生殖系统包括生殖腺、内生殖器和外生殖器三个部分,各部分起源不同,在胚胎期经过一系列的演变发育而形成。

    (1)生殖腺的形成:在男性生殖腺的形成方面,主要决定于原始生殖细胞上有Y染色体。当其到达生殖嵴后,经过约6~7周形成睾丸索,继而形成睾丸纵隔。睾丸纵隔的结缔组织向生殖细胞索之间延伸形成睾丸小隔,将睾丸分为约200个小叶,每叶内的生殖细胞索分化成数条曲细精管,再进一步分化为直细精管和睾丸网。

    生殖腺的位置原在腹腔后上方,在胚胎期生长迅速,生殖腺逐渐下降。到胚胎后期,18周时已移到骨盆边缘。到第6个月时睾丸已在腹股沟管上口,从第7个月开始,沿腹股沟管下降,到第8个月时降入阴囊。

    (2)内生殖器的形成:在胚胎早期,无论男女都有一对中肾管和副中肾管的发生。这两对管道分别发育成男女生殖道,又称原始生殖管道。两性生殖管道的发育,主要受雄激素的影响。如果睾丸间质细胞分泌足量雄激素,则中肾管分化为输精管。泌尿器官的发生都经过原肾、中肾、后肾三个阶段。原肾和中肾为原始泌尿器官,后肾是人类出生后的泌尿器官。胚胎发育中存留的中肾发育演变为附睾管、输精管、精囊腺和射精管。
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    (3)外生殖器的形成:男性外生殖器的发育中,生殖结节增长形成了阴茎,尿殖窦的下段伸入阴茎并开口于尿道沟,构成尿道海绵体部的大部分。继而,尿道沟两侧的尿道襞由尿道沟的后端逐渐向阴茎头端融合,形成阴茎缝。生殖窦原在生殖结节两旁,以后移向尾侧互相合并形成阴囊,合并后留有的痕迹叫阴囊缝。胚胎发育中泌尿系统的器官如中肾管,可演变成生殖系统的附睾体、附睾尾、输精管和射精管。因此,这两个系统在发生上互有密切的关系,这两个系统的典型畸形,往往同时发生。

    胎儿体内的激素水平对于胎儿内外生殖器在解剖结构上的分化发育是至关重要的,同样,它们对于胎儿的大脑和垂体前叶的发育也有重要的影响。

    生殖道的发育

    新创造的妊娠物是男性或是女性,从遗传学上取决于受精时卵子由一个含x或含Y染色体的精子受精。染色体可通过使用分子生物学技术来检查。这些技术已用于对调节特殊功能的特异性基因定位。现已知Y染色体含有一个决定发育中胚胎的原始性腺向睾丸分化的基因。特异性的Y染色体短臂的IA区含有睾丸决定因子(TDF)。目前对如何通过该基因发挥作用的机制尚为未知。TDF基因与熟悉的HY抗原基因编码不同。虽然该抗原在胚胎发育早期已出现,并存在于男性泌尿生殖系统组织的细胞膜上,但其表达不一致,其在正常性发育的确切作用,如果存在的话,也尚未肯定。控制卵巢分化的基因位于X染色体双臂上。原始性腺分化为正常卵巢仅在两个完整的x染色体存在时才能发生。有意义的是在卵巢早衰的家族病例中发现,X染色体长臂的中段有染色体物质的缺失。男性胚胎睾丸分化开始于约妊娠45天。相反,卵巢则直到3个月才开始分化。
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    约在胚胎4~5周时形成生殖峪,位于中肾或胚胎肾上。该峪由增厚的腹腔上皮组成,在该时期两性相同。原始性腺在胚胎第5~7周间形成,该时期末分化的生殖细胞通过阿米巴形运动从卵黄囊游走至生殖嵴区。原始性腺的皮质与髓质区是能看清的,如发育为睾丸,它将从髓质发生而皮质萎缩;如果发育为卵巢,皮质成分将分化而髓质部分退化萎缩。

    在男性决定因子存在时,生殖峪上某些增殖细胞形成索状,从未来的睾丸门部呈放射状向外,这些将变为睾丸小管的Sertoli细胞。位于生殖索之间的生殖峪增殖细胞将成为性腺间质细胞或Leydig间质细胞。这些细胞在发育60天时首先见到。分化中的翠丸开始产生男性激素睾酮。脱氢表雄酮及苗勒氏管抑制物质(MIS)。间质细胞在约9周时分泌晕酮。睾酮及其衍生物双氢晕酮刺激副性结构午非氏管。泌尿生殖窦及外生殖器的分化。在发育早期睾酮产生是受绒毛膜促性腺激素(hCG)的刺激,后者由胎盘大量产生。随胎儿下丘脑-垂体轴的发育,在胎儿LH与FSH影响下,胎儿间质细胞的发育,在胎儿LH与FSH影响下,胎儿间质细胞产生睾酮。在约16~20周达到最高晕酮水平,正好与胎儿LH与FSH最大分泌量一致。睾酮。 LH与FSH的血浆浓度在妊娠后半期下降,出生时很低。充分发育的睾丸主要由大量卷曲的曲细精管组成。这些代表一个连续的管样结构,其功能是制造精子。曲细精管在晕丸基底部融合,该处4~10个一组形成睾丸网,睾丸网构成细的管道网络引流入输出管。再进入男性的主要附属生殖器官附睾头。这些输出管道在精子的储存及成熟过程中起作用 。
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    在缺乏男性决定因子时,原始性腺的皮质部分发展为卵巢。被认为来自增殖的体腔上皮细胞的颗粒细胞,向生殖细胞游走并围绕,从而形成原始卵泡。在胚胎13至14周时,始基卵泡很明显,每一个由一个卵母细胞外围单层颗粒细胞组成。在此发育期间,亦形成了卵泡膜细胞。这些细胞同样被认为是体腔上皮增殖的产物,并且是卵巢间质主要产生激素的细胞。它们与颗粒细胞层以基底膜分隔而围绕卵泡。在妊娠20周时,始基卵泡达最大数量,可有6~7百万。此后其数目通过称为闭锁的过程而逐渐减少,等出生时仅有1~2百万始基卵泡存在。该过程与激素变化无关,在幼儿期继续减少,到青春期卵巢内还有30~40万个始基卵泡,其中,约300~400个在妇女从初潮至绝经期的生育年龄将会排卵而其余的闭锁。很重要的应注意始基卵泡的卵母细胞发育停止于第一次减数分裂前期,并维持于该阶段直至它或是闭锁退化或是在排卵前短期迅速再次进入减数分裂。因之,一个特定卵母细胞可能停止于该发育阶段短至12~14年或长达45~50年。出生时卵巢约1cm直径。构成卵巢主体的皮质由生殖上皮。间质及卵泡复合物组成。间质含有卵泡膜细胞、收缩细胞及结缔组织,卵泡复合物由颗粒细胞围绕卵母细胞组成。卵巢的皮质区主要是卵细胞发生及产生卵巢舀体激素,而卵巢的髓质对营养物与代谢物的流入及输出十分重要。
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    胚胎第7周,胎儿含有男、女性生殖道的始基。男性中,中肾管或午非氏管将分化为附睾。输精管,精囊及射精管。女性中副中肾管或苗、勒氏管将发育为子官,输卵管及阴道上部。向任一方向的发育均在第3月末完成。如果因为发育异常缺乏性腺或如果性腺是卵巢,则生殖道向女性方向发育。然而,如果一侧缺乏中肾,肾发育不全将导致通常伴有的子宫输卵管发育不良或缺如。这些提示在两个管道系统发育中的相互关系,这一关系目前了解得还不够。睾丸的影响是积极的。胎儿睾丸内的特异性Sertoli细胞产生苗勒氏管抑制物质(MIS)。如其名称所包含的它抑制苗勒氏系统的进一步发展,因此即使在晕丸完全分化以前,男性已可通过苗勒氏管的萎缩而辨认,后者发生于胚胎约43~50天。这种抑制作用不能通过给雄激素即使是大剂量的雄激素产生。MIS的基因现已克隆化,已可得到该糖蛋白物质以供进一步研究。刺激午非氏管并分化为附晕。输精管及精囊,需要有胎儿晕丸分泌的睾酮及这些器官中雄激素受体的存在。与睾丸在男性生殖道形态发育方面起积极作用的男性系统相比,女性系统的发育为被动性的。缺乏雄激素及MIS时,副中肾(苗勒氏)管正常发育为输卵管、子宫、宫颈及阴道上部而中肾(午非氏)管退化。
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    在第8周以前,两性的外生殖器相同。到第8周时他们仍有能力向男性或女性方向分化。未分化的生殖器含有阴唇阴囊皱劈,位于泌尿生殖沟两侧的尿道旁皱劈的外侧。在女性中,尿道旁皱劈保持分开而变为小阴唇,男性中他们融合而形成尿道海绵体包括了男性尿道。女性中阴唇阴囊皱壁保持分离形成大阴唇。在男性中它们在中线融合形成阴囊。至12~14周,尿道旁皱蔡亦融合形成男性尿道及尿道海绵体。在该时期,男女性胎儿可以通过外生殖器检查而区别。与生殖道分化类似,女性外生殖器的分化发生于缺乏雄性激素的条件下。相比来说向男性外生殖器方向的分化,仅发生于能分泌睾酮的睾丸存在时。睾酮本身负责生殖道的发育,而男性外生殖器取决于双氢晕酮。泌尿生殖窦及生殖结节的发育需要5a-还原酶,甚至在晕丸发育具有合成睾酮的能力以前。该酶使睾酮转变为双氢睾酮。

    在发育中任何时点,上述过程均可能发生不足。辜丸不能产生足量的睾酮能引起内生殖器发育的失败。男性中,由于遗传性缺陷,发育的内生殖器缺乏受体,导致这些器官对睾酮不能起反应。此外,晕丸SertOli细胞产生的MIS引起苗勒氏管完全退化,因之这些个体无输卵管。子官。宫颈或阴道上部。其净效应是内生殖器完全缺如而外生殖器发育为女性方向,该情况即为睾丸女性化。出生后晕丸保留于腹腔内并继续分泌发育年龄的适量宰酮,然而在青春期即发生女性化。在受体缺如的情况下,睾酮不能作用于靶器官。并且,雌激素也由晕丸正常产生,并通过睾酮的性腺外转化。苗勒氏系统不能融合可造成内生殖器官的多种先天异常。这些异常的范围可以从子官。宫颈的完全复制至单侧缺乏时的一个宫角缺如。胎儿的此类先天异常能对将来的生殖功能有显著影响。
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    从胚胎发育的简述中,可见男女性腺均有双重功能:他们产生能决定及维持个体性特征的激素,并且他们提供生殖细胞构成产生下一代新个体的生物学基础。 我们将见到成人性腺的很多成分能产生舀体激素。这些包括睾丸的Leydig细胞,卵巢的卵泡膜细胞与颗粒细胞及黄体的黄体细胞。他们产生的三种主要激素棗雌激素、孕激素与雄激素将深入讨论。

    一旦开始初潮,随着一个完整并精细调控的下丘脑-垂体-卵巢轴,卵巢开始有周期性的功能,卵巢的卵泡膜细胞与颗粒细胞开始产生雌激素。孕激素及雄激素。在每个月经周期中,数个卵泡被募集,并对促性腺激素起反应而进一步发育。颗粒细胞成倍增加并且在卵泡内液体积聚。充满液体的腔称为窦腔。通常选出一个卵泡完全成熟及排卵。当卵泡液进一步积聚,大量复制的卵泡细胞被推向边缘。卵母细胞由液体及一些颗粒细胞所包围,并以颗粒细胞形成细颈悬于卵泡边缘。该结构称为Graafian卵泡,根据1672年荷兰医生De Graaf首次描述而命名。随Graafian卵泡体积增大,它突向卵巢表面,形成可见的突起。在一定时间卵泡包囊变薄,卵泡破裂释放卵母细胞。发生卵母细胞释放的确切机制,虽经大量研究目前尚未充分了解,但很多相互有关的形态学与生化过程已被确定。
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    一旦始基卵泡被募集并开始成熟变化,围绕卵母细胞的单层颗粒细胞开始从鳞形变为方形。卵母细胞大小增加并且有透明带包裹,透明带是由颗粒细胞分泌的一种无细胞结构的糖蛋白基质构成。此时为初级卵泡。继之颗粒细胞迅速进行有丝增殖,从初级卵泡转变为次级卵泡。纺锤形间质细胞与颗粒细胞的基底膜接近成为卵泡膜细胞,最靠近基底膜的称为卵泡内膜细胞。这两类细胞的疏松排列为他们之间密切的激素相互作用创造条件。

    如上所述,在一定时间颗粒细胞含有丰富的LH受体,从而能对排卵前LH峰起反应。 LH的释放引起颗粒细胞分化为黄体细胞。卵泡排卵后形成黄体,毛细血管与结缔组织穿透基底膜板并渗人黄素化颗粒细胞中。成熟黄体由那些大而扁,染色浅的黄体细胞巢组成,它被结缔组织的血管隔所分离。在黄体的边缘,可见一层黄素化卵泡膜细胞。

    相关参考:女性生殖器官的畸形是怎样形成的

    性心理的形成和发展:, http://www.100md.com