Fisiologia testicolare

I testicoli (o testicoli) di un adulto sano sono pari, ovoidali, lunghi 3,6-5,5 cm e larghi 2,1-3,2 cm. Ciascuno pesa circa 20 g. Grazie alla loro posizione nello scroto, queste ghiandole hanno una temperatura inferiore di 2-2,5 °C rispetto a quella della cavità addominale, il che favorisce lo scambio termico del sangue tra la vena spermatica e il sistema venoso superficiale. Il deflusso venoso dai testicoli e dai loro annessi forma un plesso, il cui sangue entra nella vena renale a sinistra e nella vena genitale inferiore a destra. Il testicolo è circondato da una spessa capsula composta da 3 strati: tunica viscerale, tunica vaginale, tunica proteica e tunica interna, tunica vasculosa. La tunica proteica ha una struttura fibrosa. Le membrane contengono fibre muscolari lisce, la cui contrazione favorisce il movimento degli spermatozoi nell'epididimo. Sotto la capsula si trovano circa 250 lobuli piramidali separati l'uno dall'altro da setti fibrosi. Ogni lobulo contiene diversi tubuli seminiferi contorti lunghi 30-60 cm. Questi tubuli rappresentano oltre l'85% del volume del testicolo. Brevi tubi rettilinei collegano i tubuli direttamente alla rete testis, da cui gli spermatozoi entrano nel dotto dell'epididimo. Quest'ultimo, quando è raddrizzato, raggiunge i 4-5 m di lunghezza e, quando è avvolto, forma la testa, il corpo e la coda dell'epididimo. Cellule del Sertoli e spermatociti si trovano nell'epitelio che circonda il lume del tubulo. Cellule di Leydig, macrofagi, vasi sanguigni e vasi linfatici si trovano nel tessuto interstiziale tra i tubuli.

Le cellule cilindriche del Sertoli svolgono numerose funzioni: barriera (grazie allo stretto contatto tra loro), fagocitaria, di trasporto (partecipano allo spostamento degli spermatociti verso il lume del tubulo) e, infine, endocrina (sintesi e secrezione di proteina legante gli androgeni e inibina). Le cellule di Leydig poligonali presentano un'ultrastruttura (pronunciata reticolo endoplasmatico liscio) e enzimi caratteristici delle cellule che producono steroidi.

I testicoli svolgono un ruolo fondamentale nella fisiologia della riproduzione maschile. Pertanto, l'acquisizione del fenotipo maschile da parte del feto è in gran parte determinata dalla produzione di sostanza inibitoria mülleriana e di testosterone da parte dei testicoli embrionali, mentre la comparsa dei caratteri sessuali secondari durante la pubertà e la capacità riproduttiva sono determinate dalle attività steroidogeniche e spermatogeniche dei testicoli.

Sintesi, secrezione e metabolismo degli androgeni. Nella loro produzione, i testicoli svolgono un ruolo più importante della corteccia surrenale. Basti pensare che solo il 5% del T viene prodotto al di fuori dei testicoli. Le cellule di Leydig sono in grado di sintetizzarlo a partire da acetato e colesterolo. La sintesi di quest'ultimo nei testicoli probabilmente non è diversa dal processo che avviene nella corteccia surrenale. La fase chiave nella biosintesi degli ormoni steroidei è la conversione del colesterolo in pregnenolone, che comporta la scissione della catena laterale in presenza di NADH e ossigeno molecolare. L'ulteriore conversione del pregnenolone in progesterone può avvenire in vari modi. Nell'uomo, la via predominante è apparentemente la via D ⁵, durante la quale il pregnenolone viene convertito in 1 7α-idrossipregnenolone e poi in deidroepiandrosterone (DHEA) e T. Tuttavia, è possibile anche la via D ⁴ attraverso 17-idrossiprogesterone e androstenedione. Gli enzimi coinvolti in tali trasformazioni sono la 3β-ossisteroide deidrogenasi, la 17α-idrossilasi, ecc. Nei testicoli, come nelle ghiandole surrenali, vengono prodotti anche coniugati steroidei (principalmente solfati). Gli enzimi che scindono la catena laterale del colesterolo sono localizzati nei mitocondri, mentre gli enzimi che sintetizzano il colesterolo dall'acetato e il testosterone dal pregnenolone si trovano nei microsomi. La regolazione substrato-enzimatica avviene nei testicoli. Pertanto, nell'uomo, l'idrossilazione degli steroidi in posizione 20 è piuttosto attiva e i 20α-ossimetaboliti del progesterone e del pregnenolone inibiscono la 17α-idrossilazione di questi composti. Inoltre, il testosterone può stimolare la propria formazione, influenzando la conversione dell'androstenedione.

I testicoli adulti producono da 5 a 12 mg di testosterone al giorno, oltre agli androgeni deboli deidroepiandrosterone, androstenedione e androstene-3β,17β-diolo. Il tessuto testicolare produce anche piccole quantità di diidrotestosterone e sono presenti enzimi di aromatizzazione, che determinano l'ingresso di piccole quantità di estradiolo ed estrone nel sangue e nel liquido seminale. Sebbene le cellule di Leydig siano la principale fonte di testosterone testicolare, gli enzimi della steroidogenesi sono presenti anche in altre cellule del testicolo (epitelio tubulare). Potrebbero essere coinvolti nella creazione degli elevati livelli locali di testosterone necessari per la normale spermatogenesi.

I testicoli secernono testosterone episodicamente piuttosto che in modo continuo, il che è uno dei motivi delle ampie fluttuazioni del livello di questo ormone nel sangue (3-12 ng/ml in un giovane uomo sano). Il ritmo circadiano della secrezione di testosterone ne garantisce il massimo contenuto nel sangue nelle prime ore del mattino (verso le 7:00) e il minimo nel pomeriggio (verso le 13:00). Il testosterone è presente nel sangue principalmente come complesso con la globulina legante gli ormoni sessuali (SHBG), che lega T e DHT con maggiore affinità rispetto all'estradiolo. La concentrazione di SHBG diminuisce sotto l'influenza di T e ormone della crescita e aumenta sotto l'influenza di estrogeni e ormoni tiroidei. L'albumina lega gli androgeni meno fortemente degli estrogeni. In una persona sana, circa il 2% del testosterone sierico è libero, il 60% è legato a SHBG e il 38% ad albumina. Sia il testosterone libero che quello legato all'albumina (ma non a SHBG) subiscono trasformazioni metaboliche. Queste trasformazioni sono principalmente limitate alla riduzione del gruppo D4 ^- chetonico con la formazione di derivati 3α-OH o 3β-OH (nel fegato). Inoltre, il gruppo 17β-ossi viene ossidato nella forma 17β-chetonica. Circa metà del testosterone prodotto viene escreto dall'organismo sotto forma di androsterone, etiocolanolone e (in misura molto minore) epiandrosterone. Il livello di tutti questi 17-chetosteroidi nelle urine non consente di valutare la produzione di testosterone, poiché anche gli androgeni surrenalici deboli subiscono trasformazioni metaboliche simili. Altri metaboliti escreti del testosterone sono il suo glucuronide (il cui livello nelle urine di una persona sana è ben correlato alla produzione di testosterone), così come 5α- e 5β-androstano-Zalfa, 17β-dioli.

Effetti fisiologici degli androgeni e loro meccanismo d'azione. Il meccanismo d'azione fisiologica degli androgeni presenta caratteristiche che li distinguono dagli altri ormoni steroidei. Pertanto, negli organi bersaglio dell'apparato riproduttivo, reni e pelle, la T, sotto l'influenza dell'enzima intracellulare D4-5α ^- reduttasi, viene convertita in DHT, che, di fatto, provoca effetti androgenici: aumento delle dimensioni e dell'attività funzionale degli organi sessuali accessori, crescita dei peli di tipo maschile e aumento della secrezione delle ghiandole apocrine. Tuttavia, nei muscoli scheletrici, la T stessa è in grado di aumentare la sintesi proteica senza ulteriori trasformazioni. I recettori dei tubuli seminiferi apparentemente hanno pari affinità per la T e il DHT. Pertanto, gli individui con deficit di 5α-reduttasi mantengono attiva la spermatogenesi. Convertendosi in 5β-androstene- o 5α-pregnesteroidi, gli androgeni, come i progestinici, possono stimolare l'ematopoiesi. I meccanismi dell'influenza degli androgeni sulla crescita lineare e sull'ossificazione delle metafisi non sono stati sufficientemente studiati, sebbene l'accelerazione della crescita coincida con un aumento della secrezione di T durante la pubertà.

Negli organi bersaglio, la T libera penetra nel citoplasma delle cellule. Dove è presente la 5α-reduttasi nella cellula, viene convertita in DHT. La T o il DHT (a seconda dell'organo bersaglio) si lega al recettore citosolico, modificando la configurazione della sua molecola e, di conseguenza, l'affinità per l'accettore nucleare. L'interazione del complesso ormone-recettore con quest'ultimo porta a un aumento della concentrazione di numerosi mRNA, dovuto non solo all'accelerazione della loro trascrizione, ma anche alla stabilizzazione delle molecole. Nella prostata, la T potenzia anche il legame dell'mRNA di metionina ai ribosomi, dove entrano grandi quantità di mRNA. Tutto ciò porta all'attivazione della traduzione con la sintesi di proteine funzionali che modificano lo stato della cellula.