Testosteron
Testosteron, een androgeen, is een steroïdhormoon dat door Leydigcellen wordt geproduceerd. De alternatieve term voor Leydigcellen, interstitiële cellen, geeft hun ligging tussen de zaadbuizen in de teelballen weer. In mannelijke embryo’s wordt testosteron door de Leydigcellen afgescheiden tegen de zevende week van de ontwikkeling, met piekconcentraties in het tweede trimester. Deze vroege afgifte van testosteron leidt tot de anatomische differentiatie van de mannelijke geslachtsorganen. In de kinderjaren zijn de testosteronconcentraties laag. In de puberteit neemt de testosteronconcentratie toe, waardoor karakteristieke lichamelijke veranderingen optreden en de spermatogenese op gang komt.
Functies van testosteron
De voortdurende aanwezigheid van testosteron is noodzakelijk om het mannelijk voortplantingssysteem goed te laten werken, en de Leydigcellen produceren ongeveer 6 tot 7 mg testosteron per dag. Testiculaire steroïdogenese (de productie van androgenen, waaronder testosteron) resulteert in testosteronconcentraties die 100 keer hoger zijn in de testikels dan in de circulatie. Het handhaven van deze normale testosteronconcentraties bevordert de spermatogenese, terwijl lage testosteronconcentraties tot onvruchtbaarheid kunnen leiden. Naast de intratesticulaire secretie komt testosteron ook vrij in de systemische circulatie en speelt het een belangrijke rol bij de spierontwikkeling, de botgroei, de ontwikkeling van secundaire geslachtskenmerken en de instandhouding van het libido (geslachtsdrift) bij zowel mannen als vrouwen. Bij vrouwen scheiden de eierstokken kleine hoeveelheden testosteron af, hoewel het meeste wordt omgezet in oestradiol. Een kleine hoeveelheid testosteron wordt bij beide geslachten ook door de bijnieren afgescheiden.
Control of Testosterone
De regeling van testosteronconcentraties in het hele lichaam is van cruciaal belang voor de mannelijke reproductieve functie. Het ingewikkelde samenspel tussen het endocriene systeem en het voortplantingssysteem wordt getoond in figuur 7.
Figuur 11. De hypothalamus en de hypofyse regelen de productie van testosteron en de cellen die helpen bij de spermatogenese. Gonadotropin-releasing hormone activeert de voorste hypofyse om luteïniserend hormoon en follikelstimulerend hormoon te produceren, die op hun beurt respectievelijk de Leydigcellen en de Sertolicellen stimuleren. Het systeem is een negatieve terugkoppellus omdat de eindproducten van de route, testosteron en inhibine, interageren met de activiteit van gonadotropine-releasing hormoon om hun eigen productie te remmen.
De regulering van de productie van testosteron door Leydigcellen begint buiten de testes. De hypothalamus en de hypofyse in de hersenen integreren externe en interne signalen om de synthese en secretie van testosteron te regelen. De regeling begint in de hypothalamus. De pulserende afgifte van een hormoon, gonadotropine-releasing hormone genaamd, door de hypothalamus stimuleert de endocriene afgifte van hormonen door de hypofyse. Binding van gonadotropine-releasing hormoon aan zijn receptoren op de voorste hypofyse stimuleert de afgifte van de twee gonadotropines: luteïniserend hormoon en follikel-stimulerend hormoon. Deze twee hormonen zijn van cruciaal belang voor de voortplantingsfunctie bij zowel mannen als vrouwen. Bij mannen bindt follikelstimulerend hormoon zich voornamelijk aan de Sertoli-cellen in de zaadbuizen om de spermatogenese te bevorderen. Het follikelstimulerend hormoon stimuleert de Sertoli-cellen ook om hormonen te produceren die inhibitoren worden genoemd en die de afgifte van follikelstimulerend hormoon door de hypofyse afremmen, waardoor de testosteronsecretie vermindert. Deze polypeptidehormonen staan in direct verband met de werking van de Sertolicellen en het aantal zaadcellen; inhibine B kan worden gebruikt als een marker van spermatogene activiteit. Bij mannen bindt luteïniserend hormoon aan receptoren op Leydigcellen in de testes en verhoogt het de productie van testosteron.
Een negatieve terugkoppellus regelt overwegend de synthese en secretie van zowel follikelstimulerend hormoon als luteïniserend hormoon. Lage bloedconcentraties van testosteron stimuleren de hypothalamische afgifte van gonadotropine-releasing hormoon. Gonadotropin-releasing hormone stimuleert vervolgens de voorste hypofyse om luteïniserend hormoon in de bloedbaan af te scheiden. In de testis bindt luteïniserend hormoon zich aan luteïniserend hormoonreceptoren op Leydigcellen en stimuleert het de afgifte van testosteron. Wanneer de testosteronconcentratie in het bloed een kritische drempel bereikt, zal testosteron zelf zich binden aan androgeenreceptoren op zowel de hypothalamus als de voorste hypofyse, waardoor de synthese en secretie van respectievelijk gonadotropin-releasing hormone en luteïniserend hormoon worden geremd. Wanneer de testosteronconcentraties in het bloed weer dalen, reageert testosteron niet meer in dezelfde mate op de receptoren en worden gonadotropine-releasing hormoon en luteïniserend hormoon weer uitgescheiden, waardoor de testosteronproductie weer wordt gestimuleerd. Ditzelfde proces vindt plaats met follikelstimulerend hormoon en inhibine om de spermatogenese te regelen.
Veroudering en het mannelijk voortplantingssysteem
Afname van de activiteit van de Leydigcellen kan zich bij mannen voordoen vanaf de leeftijd van 40 tot 50 jaar. De resulterende vermindering van de circulerende testosteronconcentraties kan leiden tot symptomen van de andropauze, ook bekend als de mannelijke menopauze. Hoewel de vermindering van het aantal geslachtssteroïden bij mannen vergelijkbaar is met de menopauze bij vrouwen, is er geen duidelijk teken, zoals het uitblijven van de menstruatie, dat wijst op het begin van de andropauze. In plaats daarvan rapporteren mannen gevoelens van vermoeidheid, verminderde spiermassa, depressie, angst, prikkelbaarheid, verlies van libido, en slapeloosheid. Een vermindering in spermatogenese resulterend in verminderde vruchtbaarheid wordt ook gemeld, en seksuele disfunctie kan ook worden geassocieerd met andropausale symptomen.
Hoewel sommige onderzoekers geloven dat bepaalde aspecten van andropauze moeilijk los te koppelen zijn van veroudering in het algemeen, wordt testosteronvervanging soms voorgeschreven om sommige symptomen te verlichten. Recente studies hebben een voordeel aangetoond van androgeenvervangingstherapie op het nieuwe begin van depressie bij oudere mannen; andere studies waarschuwen echter tegen testosteronvervanging voor langdurige behandeling van andropauzesymptomen, en tonen aan dat hoge doses het risico van zowel hartziekten als prostaatkanker sterk kunnen verhogen.
Hoofdstukbespreking
Gameten zijn de voortplantingscellen die zich verenigen om nakomelingen te vormen. Organen genaamd geslachtsklieren produceren de gameten, samen met de hormonen die de menselijke voortplanting regelen. De mannelijke geslachtscellen worden sperma genoemd. Spermatogenese, de productie van sperma, vindt plaats in de zaadbuisjes die het grootste deel van de testis uitmaken. Het scrotum is de gespierde zak die de testikels buiten de lichaamsholte houdt.
Spermatogenese begint met mitotische deling van spermatogonia (stamcellen) om primaire spermatocyten te produceren, die de twee meiose-delingen ondergaan om secundaire spermatocyten te worden, en vervolgens de haploïde spermatiden. Tijdens de spermiogenese worden de spermatiden omgevormd tot spermatozoa (gevormde zaadcellen). Na vrijlating uit de zaadbuizen worden de zaadcellen naar de bijbal gebracht, waar ze verder rijpen. Tijdens de ejaculatie verlaten de zaadcellen de bijbal via de ductus deferens, een buis in de zaadstreng die het scrotum verlaat. Het ampulla van de ductus deferens komt samen met de zaadblaas, een klier die fructose en eiwitten levert, bij de ejaculatoire ductus. De vloeistof gaat verder door de prostaatbuis, waar secreties van de prostaat worden toegevoegd om sperma te vormen. Deze afscheidingen helpen het sperma om zich door de plasbuis te verplaatsen en in het vrouwelijke voortplantingskanaal te komen. Afscheidingen uit de bulbourethrale klieren beschermen het sperma en reinigen en smeren de peniele (sponsachtige) urethra.
De penis is het mannelijk copulatieorgaan. De zwellichamen van het erectiele weefsel, de corpora cavernosa en het corpus spongiosum, vullen zich met bloed wanneer seksuele opwinding vaatverwijding in de bloedvaten van de penis activeert. Testosteron regelt en onderhoudt de geslachtsorganen en de geslachtsdrift, en induceert de lichamelijke veranderingen van de puberteit. Het samenspel tussen de testikels en het endocriene systeem regelt de productie van testosteron nauwkeurig met een negatieve terugkoppellus.
Zelftest
Beantwoord de onderstaande vraag (vragen) om te zien hoe goed je de onderwerpen begrijpt die in het vorige deel zijn behandeld.
Kritische denkvragen
- Leg kort uit waarom volwassen geslachtscellen slechts één set chromosomen dragen.
- Welke speciale kenmerken vertonen de zaadcellen, maar niet de somatische cellen, en hoe functioneren deze specialisaties?
- Wat draagt elk van de drie accessoire klieren van de man bij aan het sperma?
- Beschrijf hoe de erectie van de penis tot stand komt.
- Anabole steroïden (synthetisch testosteron) vergroten de spieren, maar kunnen ook de productie van testosteron in de zaadbal beïnvloeden. Beschrijf, met behulp van wat je weet over negatieve terugkoppeling, wat er zou gebeuren met de testosteronproductie in de testis als een man grote hoeveelheden synthetisch testosteron inneemt.
Glossary
bloed-testisbarrière: strakke verbindingen tussen de cellen van Sertoli die verhinderen dat ziekteverwekkers in het bloed toegang krijgen tot de latere stadia van de spermatogenese en die de mogelijkheid van een auto-immuunreactie op haploïd sperma voorkomen
bulbourethrale klieren: (ook, Cowper’s klieren) klieren die een smeerbaar slijm afscheiden dat de plasbuis reinigt en smeert voorafgaand aan en tijdens de ejaculatie
corpus cavernosum: een van de twee kolommen van erectiel weefsel in de penis die zich vullen met bloed tijdens een erectie
corpus spongiosum: (meervoud = corpora cavernosa) zuil van erectiel weefsel in de penis die zich vult met bloed tijdens een erectie en die de urinebuis van de penis omgeeft op het ventrale deel van de penis
ductus deferens: (ook, vas deferens) kanaal dat sperma van de bijbal door de zaadstreng en in de ejaculatoire ductus transporteert; ook aangeduid als de vas deferens
ejaculatoire ductus: kanaal dat het ampulla van de ductus deferens verbindt met het kanaal van de zaadblaas bij de urethra van de prostaat
epididymis: (meervoud = epididymiden) opgerolde buisvormige structuur waarin sperma begint te rijpen en wordt opgeslagen tot de ejaculatie
gamete: haploïde voortplantingscel die genetisch materiaal bijdraagt tot de vorming van een nageslacht
glans penis: Bolvormig uiteinde van de penis dat een groot aantal zenuwuiteinden bevat
gonadotropin-releasing hormone (GnRH): hormoon dat door de hypothalamus wordt afgegeven en dat de productie van follikelstimulerend hormoon en luteïniserend hormoon uit de hypofyse regelt
gonaden: voortplantingsorganen (testikels bij mannen en eierstokken bij vrouwen) die geslachtscellen en voortplantingshormonen produceren
inguinaal kanaal: opening in buikwand die de testikels met de buikholte verbindt
Leydig-cellen: Cellen tussen de zaadbuizen van de testes die testosteron produceren; een type interstitiële cel
penis: mannelijk orgaan van copulatie
voorhuid: (ook, voorhuid) huidflap die een kraag vormt rond, en zo de eikel penis beschermt en smeert; ook wel de voorhuid genoemd
prostaatklier: donutvormige klier aan de basis van de blaas die de urinebuis omgeeft en tijdens de zaadlozing vloeistof bijdraagt aan het sperma
scrotum: uitwendige buidel van huid en spieren waarin de teelballen zijn ondergebracht
sperma: Ejaculatievloeistof bestaande uit sperma en afscheidingen uit de zaadblaasjes, prostaat en bulbourethrale klieren
seminale blaasjes: klier die zaadvocht produceert, dat bijdraagt aan sperma
seminifere tubuli: Buisstructuren binnen de testes waar spermatogenese plaatsvindt
Sertoli cellen: cellen die kiemcellen ondersteunen tijdens het proces van spermatogenese; een type sustentaculaire cel
sperma: (ook, spermatozoïde) mannelijke gameet
spermatische navelstreng: bundel zenuwen en bloedvaten die de testes bevoorraadt; bevat ductus deferens
spermatide: onrijpe zaadcellen die ontstaan door meiose II van secundaire spermatocyten
spermatocyt: cel die ontstaat uit de deling van spermatogonium en meiose I en meiose II ondergaat om spermatiden te vormen
spermatogenese: vorming van nieuw sperma, vindt plaats in de zaadbuizen van de testes
spermatogonia: (enkelvoud = spermatogonium) diploïde voorlopercellen die uitgroeien tot zaadcellen
spermiogenese: transformatie van spermatiden tot spermatozoa tijdens de spermatogenese
testes: (enkelvoud = testis) mannelijke geslachtsklieren