霍書英，武現(xiàn)軍，李玉榮

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，河北保定 071001）

睪丸的生理功能主要是產(chǎn)生精子和分泌雄激素，青春期前和青春期睪丸的發(fā)育直接影響到成年期睪丸間質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量、雄激素的分泌和精子的發(fā)生。睪丸發(fā)育和功能的調(diào)節(jié)不僅受下丘腦－垂體－性腺軸激素分泌的調(diào)控，而且越來越多的研究發(fā)現(xiàn)大腦－睪丸神經(jīng)通路即神經(jīng)調(diào)節(jié)在睪丸發(fā)育和生理功能的調(diào)節(jié)方面也發(fā)揮非常重要的作用?，F(xiàn)將睪丸的植物性神經(jīng)分布、睪丸神經(jīng)及其釋放神經(jīng)遞質(zhì)在影響睪丸發(fā)育和生理功能調(diào)節(jié)方面的研究進(jìn)展進(jìn)行以下論述。

1 睪丸植物性神經(jīng)的起源與分布

支配睪丸的植物性神經(jīng)主要通過精索上神經(jīng)（superior spermatic nerve，SSN）和精索下神經(jīng)（inferior spermatic nerve，ISN）到達(dá)睪丸。SSN起源于腸系膜和腎叢沿睪丸動脈進(jìn)入睪丸；而ISN起源于盆神經(jīng)叢和腸系膜下神經(jīng)叢沿著輸精管穿過附睪進(jìn)入睪丸。然而有人發(fā)現(xiàn)大鼠的ISN是通過睪丸后懸韌帶進(jìn)入睪丸下極［1］。最早的研究結(jié)果證明，支配睪丸的神經(jīng)主要是SSN，而近期的研究發(fā)現(xiàn)ISN也調(diào)節(jié)雄性性腺的功能。1995年有人研究發(fā)現(xiàn)，盆神經(jīng)節(jié)是睪丸神經(jīng)的主要來源，兒茶酚胺神經(jīng)纖維主要分布在睪丸被膜和脈管系統(tǒng)周圍，睪丸實(shí)質(zhì)部分沒有分布；由骨盆神經(jīng)節(jié)發(fā)出副交感神經(jīng)分布到睪丸，且血管活性腸肽存在于膽堿能神經(jīng)纖維引起血管舒張，而神經(jīng)肽Y存在于交感神經(jīng)纖維引起血管收縮［2］。

Soon L等［3］采用睪丸內(nèi)注射偽狂犬病病毒反追蹤的方法證明腦和睪丸間存在下行的不依賴腺垂體的多突觸神經(jīng)通路，即腦－睪丸神經(jīng)通路，起源于大腦，通過脊髓調(diào)節(jié)睪丸睪酮的分泌功能。這個結(jié)論可以解釋脊髓損傷時盡管LH水平正常但仍會發(fā)生生精障礙，補(bǔ)充外源性雄激素睪丸的生精功能恢復(fù)。Daniel J S等通過腦室內(nèi)注射一些活性因子白介素I（IL－1）和乙醇（EtOH）發(fā)現(xiàn)室旁核在腦－睪丸神經(jīng)通路中發(fā)揮重要作用。Daniel J S等［4］研究發(fā)現(xiàn)除了室旁核，腦干的藍(lán)斑區(qū)也是大腦到睪丸不依賴腺垂體的神經(jīng)通路的一部分?？梢姵讼虑鹉X－垂體－睪丸軸的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)外，腦－睪丸神經(jīng)通路也參與睪丸生理功能的調(diào)節(jié)。

2 植物性神經(jīng)對睪丸功能的影響

睪丸的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)除了依賴促黃體素釋放激素（LHRH）－促黃體素（LH）性腺軸的激素反饋調(diào)節(jié)機(jī)制外；另一方面還受不影響LH分泌活動的神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制的調(diào)控。比如在應(yīng)激、疾病和腦外傷發(fā)生時會出現(xiàn)間質(zhì)細(xì)胞不明原因的缺失，外源性的LHRH療法能增加LH水平卻不能恢復(fù)雄激素水平。LH是通過睪丸間質(zhì)細(xì)胞膜上的LH受體發(fā)揮對睪丸睪酮分泌功能的調(diào)節(jié)，研究發(fā)現(xiàn)睪丸間質(zhì)細(xì)胞膜上的LH受體數(shù)量是由來自脊髓胸段10節(jié)～11節(jié)脊髓發(fā)出的交感神經(jīng)維持，且交感神經(jīng)在睪丸的脈管調(diào)控和睪丸疼痛方面起著重要作用［5－6］。另外睪丸內(nèi)的促腎上腺皮質(zhì)釋放因子、阿片肽、兒茶酚胺類、生長因子和細(xì)胞因子都可以調(diào)節(jié)睪丸類固醇的生成而不依賴促性腺激素。還有一些神經(jīng)原性應(yīng)激物和一些藥物如酒精可降低睪酮的分泌而不改變LH的水平［7］。

Chow S H 等［8］研究發(fā)現(xiàn)在脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）的急性期精子的發(fā)生過程出現(xiàn)異常，下丘腦－垂體－睪丸軸的功能明顯受到抑制，這可能是由于SCI急性期血清FSH、LH水平下降、睪酮濃度的迅速短暫下降造成精子發(fā)生障礙，外源性的睪酮和FSH可緩解SCI急性期精子發(fā)生受損的狀況［9］。進(jìn)入脊髓損傷的慢性階段后，下丘腦－垂體－睪丸軸的功能已得到基本恢復(fù)，但精子發(fā)生障礙繼續(xù)加重，出現(xiàn)生精上皮退化［10］，說明除了內(nèi)分泌調(diào)節(jié)外睪丸功能的維持還需要神經(jīng)的長期作用。

切斷大鼠一側(cè)睪丸的SSN和ISN，在神經(jīng)切斷的早期去神經(jīng)支配一側(cè)睪丸重量明顯下降，雖然曲細(xì)精管內(nèi)精原細(xì)胞增殖正常，但細(xì)線期后精母細(xì)胞的發(fā)生過程明顯受到抑制，大量生精細(xì)胞以及成熟的精子細(xì)胞消失，精子細(xì)胞核出現(xiàn)空泡化。在神經(jīng)切斷的后期，大約術(shù)后14周曲細(xì)精管內(nèi)精原細(xì)胞及細(xì)線期精母細(xì)胞完全消失，只有未分化狀態(tài)的精原細(xì)胞存在［8］。說明支配睪丸的精索神經(jīng)可能影響精原細(xì)胞的分化和增殖以及精子發(fā)生的整個過程。

若切斷睪丸雙側(cè)SSN，不僅大鼠在應(yīng)急狀態(tài)時睪酮分泌增加會受到抑制，而且還伴隨睪丸LH受體數(shù)目的下降。電刺激SSN不僅增加血液睪酮濃度而且精索靜脈去甲腎上腺素輸出增加，然而ISN對睪丸的調(diào)節(jié)功能還存在爭議，電刺激ISN對睪酮分泌和睪丸血流沒有明顯的影響；單切ISN不會影響精子的發(fā)生［8］；但 Rauchenwald M 等［2］認(rèn)為ISN才是成年大鼠睪丸神經(jīng)的主要來源并影響睪丸的功能活動。王亦秋等［11］認(rèn)為同時雙切成年大鼠SSN和ISN對睪丸功能沒有急性和慢性影響；但其他一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)雙切睪丸神經(jīng)不僅導(dǎo)致生殖細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞的凋亡而且使血清睪酮濃度降低、LH水平升高，并伴隨睪丸生精功能的減退［12－13］。由此可見，精索神經(jīng)對睪丸生理功能具有重要的調(diào)控作用。但綜上所述大多研究的是精索神經(jīng)對成年期睪丸功能的影響，至于精索神經(jīng)是否影響青春期前以及青春期睪丸的發(fā)育、間質(zhì)細(xì)胞支持細(xì)胞的分化增殖還不清楚。

霍書英等［14］通過大鼠睪丸去神經(jīng)動物模型研究發(fā)現(xiàn)，去除成年大鼠睪丸神經(jīng)后30d不影響睪丸的形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)，但卻使附睪尾精子數(shù)和血清睪酮濃度極顯著降低。發(fā)育早期和青春期前去除大鼠睪丸的神經(jīng)支配會導(dǎo)致青春期和成年期大鼠睪丸萎縮、曲細(xì)精管發(fā)育不良、圓形精子和間質(zhì)細(xì)胞大量凋亡、而且還影響睪酮生成關(guān)鍵酶以及LH受體在睪丸的正常表達(dá)［15－16］。因此精索神經(jīng)不僅影響成年動物睪丸雄激素的分泌和精子的發(fā)生而且還會影響睪丸發(fā)育過程中間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量的建立、曲細(xì)精管的正常發(fā)育以及一些關(guān)鍵酶和受體的正常表達(dá)從而影響睪丸的正常生理功能。

3 睪丸腎上腺素能受體和膽堿能受體的分布及神經(jīng)遞質(zhì)對睪丸發(fā)育的影響

睪丸植物性神經(jīng)對睪丸的神經(jīng)支配主要是通過其釋放的神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）和乙酰膽堿（acetylcholine，Ach）與睪丸上相應(yīng)的腎上腺素能受體和膽堿能受體結(jié)合發(fā)揮其生理調(diào)節(jié)功能。

腎上腺素能受體分為β腎上腺素受體（adrenergic receptors，βARs）和 α 腎 上 腺 素 受 體（αadrenergic receptors，αARs）兩類亞型，β腎上腺素受體又分為β1AR、β2AR、β3AR 和β4AR，β1AR主要在心臟和大腦高表達(dá)；β2AR在各種組織廣泛表達(dá)；β3AR在脂肪組織高表達(dá)。α腎上腺素能受體又分為 α1 受 體 （α1A，α1B 和 α1D）和 α2 受 體（α2A、α2B 和 α2C）兩類亞型［17］。

膽堿能受體主要包括煙堿受體 （nAChR）和毒蕈堿受體 （mAChR）兩大受體家族。其中煙堿受體即N型受體主要分布在節(jié)前神經(jīng)纖維和節(jié)后神經(jīng)纖維形成的突出后膜上的N1受體和運(yùn)動神經(jīng)元和骨骼肌纖維形成的運(yùn)動終板的突觸后膜上N2受體亞型；毒蕈堿型受體即M型乙酰膽堿受體分為5種亞型，分別為M1、M2、M3、M4和M5，后來Eglen等推測存在 M6型膽堿能受體［18］。分布于腦內(nèi)的M型乙酰膽堿受體主要是M1、M3和M4這3種亞型。而M2亞型主要分布于內(nèi)臟，其它器官分布很少。

沒有資料顯示這些不同的受體亞型各自發(fā)揮怎樣的生理功能以及藥理學(xué)作用，但不同的組織受體類型的分布是不一樣的。至于這些受體亞型在睪丸的分布如何，發(fā)揮怎樣的生理調(diào)節(jié)功能研究報(bào)道的很少。

植物性神經(jīng)遞質(zhì)的正常釋放可以影響睪丸間質(zhì)細(xì)胞和支持細(xì)胞的功能，用兒茶酚胺類刺激大鼠睪丸支持細(xì)胞可促進(jìn)支持細(xì)胞cAMP的產(chǎn)生和睪酮進(jìn)一步芳香化成17β－雌二醇。原位雜交方法發(fā)現(xiàn)在大鼠睪丸支持細(xì)胞存在β腎上腺素能受體，后來研究發(fā)現(xiàn)在多種哺乳動物包括猴子、大鼠、兔子和公羊的睪丸被膜中存在具有乙酰膽堿酯酶的神經(jīng)纖維，并且在小鼠睪丸分化期的精子細(xì)胞和成熟精子細(xì)胞中以及支持細(xì)胞的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)均表達(dá)乙酰膽堿酯酶。通過免疫組織化學(xué)的方法研究發(fā)現(xiàn)在早期發(fā)育的大鼠的間質(zhì)和小管周細(xì)胞（Peritubular myoid cell）中均發(fā)現(xiàn)乙酰膽堿酯酶，成熟期的支持細(xì)胞和正在分化的生殖細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)有膽堿酯酶存在［19］。因此盡管交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)并不直接作用于睪丸實(shí)質(zhì)的細(xì)胞，但睪丸內(nèi)的細(xì)胞功能仍然受神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)。

Mayerhofer A［20］通過體外試驗(yàn)研究了兒茶酚胺類對未成熟的金倉鼠睪丸睪酮分泌的作用，發(fā)現(xiàn)兒茶酚胺類可通過α和β－腎上腺素能受體促進(jìn)睪丸睪酮的分泌。Troispoux C等［21］研究發(fā)現(xiàn)支持細(xì)胞膜表達(dá)β2受體且與腺苷酸環(huán)化酶配對，兒茶酚胺與β2受體結(jié)合的生物效應(yīng)和FSH效應(yīng)類似，通過cAMP介導(dǎo)影響支持細(xì)胞纖維蛋白酶原激活劑、鐵傳遞蛋白的形成。Marilene O R B等［22］發(fā)現(xiàn)睪丸支持細(xì)胞上存在 M1、M2、M3、M4、M5等5種類型的乙酰膽堿受體，Zhu B C等［23］通過分離睪丸神經(jīng)叢通過體外試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)乙酰膽堿可通過ISN神經(jīng)叢抑制睪丸睪酮的分泌。Daniel B C Q等［24］通過RT－PCR發(fā)現(xiàn)α1A、α1B和α1D在附睪頭和附睪尾都有表達(dá)，1a的表達(dá)隨年齡和部位而不同，表明其在附睪功能方面具有特殊作用。Thaís F G L等通過體外試驗(yàn)研究了碳酰膽堿對支持細(xì)胞增殖的影響以及對M型乙酰膽堿受體的調(diào)節(jié)。Neide H J等［25］研究了交感神經(jīng)對睪丸被膜的影響，發(fā)現(xiàn)交感神經(jīng)興奮會引起睪丸被膜收縮，并通過RT－PCR發(fā)現(xiàn)睪丸被膜上有α1A、α1B和α1D受體的表達(dá)。但去甲腎上腺素主要與α1A、α1B結(jié)合起作用而不是通過α1D發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)1b腎上腺素能受體敲除對鼠的生育力和精子發(fā)生影響，發(fā)現(xiàn)該受體在控制雄性生育方面起關(guān)鍵的作用，敲除α1b腎上腺素能受體影響睪丸精子發(fā)生以及間質(zhì)細(xì)胞睪酮的生成，缺乏該受體直接影響生精細(xì)胞或支持細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞間物質(zhì)的交換［26］。

霍書英等［27］對腎上腺素能受體和膽堿能受體不同亞型在不同發(fā)育時期的睪丸分布做了系統(tǒng)研究，研究發(fā)現(xiàn)不同發(fā)育時期小鼠睪丸腎上腺素能受體（β1AR、β2AR、β3AR、α1A、α1B 和 α1D）和膽堿能受體（M1、M2、M3、M4和 M5）mRNA的表達(dá)不同，β1AR和β2AR mRNA在睪丸發(fā)育的3個時期都表達(dá)，β3AR、α1A，α1BmRNA在小鼠發(fā)育早期的睪丸表達(dá)，在成年期睪丸則不表達(dá)，α1DmRNA在睪丸發(fā)育的早期不表達(dá)，成年期表達(dá)；膽堿能受體M1、M2、M3和M5mRNA在睪丸發(fā)育的3個時期都有表達(dá)，而M4受體mRNA主要在成年期表達(dá)；β2AR和M1受體主要在小鼠睪丸的間質(zhì)細(xì)胞表達(dá)。并通過間質(zhì)細(xì)胞離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NE和Ach可促進(jìn)發(fā)育期小鼠睪丸間質(zhì)細(xì)胞3β－HSD的表達(dá)，Ach可促進(jìn)發(fā)育期小鼠睪丸間質(zhì)細(xì)胞的增殖。

這些發(fā)現(xiàn)說明睪丸生理功能的調(diào)節(jié)除了LHRH－LH軸的激素反饋調(diào)節(jié)外，不同腎上腺素能受體和膽堿能受體在睪丸的發(fā)育和生理活動調(diào)節(jié)過程中也發(fā)揮著不同的作用。

4 展望

已有的研究證明，睪丸的神經(jīng)支配及其神經(jīng)遞質(zhì)參與調(diào)節(jié)睪丸雄激素合成和分泌以及精子的發(fā)生。但對于神經(jīng)調(diào)控睪丸活動的相關(guān)機(jī)理尚不清楚。無論下丘腦－垂體－睪丸軸分泌的激素，還是神經(jīng)末梢釋放的神經(jīng)遞質(zhì)Ach和NE，均是與其靶細(xì)胞的相應(yīng)受體結(jié)合，通過細(xì)胞內(nèi)的一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來發(fā)揮對睪丸功能的調(diào)節(jié)。內(nèi)分泌激素和神經(jīng)遞質(zhì)（Ach和NE）在調(diào)節(jié)睪丸發(fā)育和睪酮分泌方面如何發(fā)揮其協(xié)同作用，相互之間的作用關(guān)系和分子機(jī)制尚有待進(jìn)一步的研究。對這些問題的研究不僅對認(rèn)識神經(jīng)調(diào)節(jié)在睪丸發(fā)育和激素分泌的調(diào)節(jié)機(jī)理方面有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，而且對于動物生殖調(diào)控和人類相關(guān)生殖疾病治療及相關(guān)藥物選擇也具有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。

［1］Zhu B C，Chiocchio S R，Suburo A M，et al.Monoaminergic and peptidergic contributions of the superior and the inferior spermatic nerves to the innervation of the testis in the rat［J］.J Androl，1995，16（3）：248－258.

［2］Rauchenwald M，Steers W D，Desjardins C.Efferent innervation of the rat testis［J］.Biol Reprod，1995，52（5）：1136－1143.

［3］Soon L，Richard M，Catherine R.Anatomical and functional evidence for a neural hypothalamic－testicular pathway that is independent of the pituitary［J］.Endocrinology，2002，143（11）：4447－4454.

［4］Daniel J S，Loren P，Catherine R.Role played by brainstem neurons in regulating testosterone secretion via a direct neural pathway between the hypothalamus and the testes［J］.Endocrinology，2006，147（6）：3070－3075.

［5］Rafael G O，Cesar C，Jo?o M A F，et al.Microsurgical testicular denervation for the treatment of chronic testicular pain initial results［J］.Clinics，2009，64（5）：393－396.

［6］Strom K H，Levine L A.Microsurgical denervation of the spermatic cord for chronic orchialgia：long－term results from a single center［J］.J Urol，2008，180（3）：949－953.

［7］Frias J，Rodriguez R，Torres J，et al.Effects of acute alcohol intoxication on pituitary gonadal axis hormones，pituitary adrenal axis hormones，β－endorphin and prolactin in human adolescents of both sexes［J］.Life Sci，2000，67（9）：1081－108.

［8］Chow S H，Giglio W，Anesetti R，et al.The effects of testicular denervation on spermatogenesis in the Sprague－Dawley rat［J］.Neuroendocrinology，2000，72（1）：37－45.

［9］Huang H F，Li M T，Giglio W，et al.The detrimental effects of spinal cord injury on spermatogenesis in the rat is partially reversed by testosterone，but enhanced by follicle－stimulating hormone［J］.Endocrinology，1999，140（3）：1349－55.

［10］Clark M J，Schopp L H，Mazurek M O，et al.Testosterone levels among men with spinal cord injury relationship between time since injury and laboratory values［J］.Am J Phys Med Rehabil.2008，87（9）：758－767.

［11］王亦秋，顧 民，龔永光，等.睪丸去精索神經(jīng)支配對大鼠性激素的影響［J］.南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，29（3）：291－295.

［12］Gong Y G，Yang Y R，Zhang W，et al.Apoptosis in male germ cells induced by testicular denervation［J］.Zhonghua Nan Ke Xue，2006，12（11）：968－973.

［13］Gong Y G，Wang Y Q，Gu M，et al.Deprival of testicular innervation induces apoptosis of Leydig cells via caspase－8－dependent signaling：A novel survival pathway revealed［J］.Biochem Bioph Co，2009，382（1）：165－170.

［14］霍書英，馬愛進(jìn)，武現(xiàn)軍，等.成年大鼠睪丸去精索上神經(jīng)對睪丸功能及腎上腺素能受體表達(dá)的影響［J］.中國畜牧獸醫(yī)，2011，38（2）：119－124.

［15］霍書英，馬愛進(jìn)，武現(xiàn)軍，等.去精索上神經(jīng)（SSN）和精索下神經(jīng)（ISN）對大鼠睪丸發(fā)育和精子發(fā)生的影響［J］.畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2011，42（2）：260－266.

［16］Huo S Y，Xu Z H，Zhang X X，et al.Testicular denervation in prepuberty rat inhibits seminiferous tubule development and spermatogenesis［J］.J Repod Develop，2010，56（4）：370－378.

［17］Nagatomo T，Koike K.Recent advances in structure，binding sites with ligands and pharmacological function of betaadrenoceptors obtained by molecular biology and molecular modeling［J］.Life Sci，2000，66（25）：2419－2426.

［18］Eglen R M，Choppin A，Dillon M P，et al.Muscarinic receptor ligands and their therapeutic potential［J］.Curr Opin Chem Biol，1999，3（4）：426－432.

［19］Palmero S，Bardi G，Coniglio L，et al.Presence and localization of molecules related to the cholinergic system in developing rat testis［J］.Eur J Histochem，1999，43（4）：277－283.

［20］Mayerhofer A.Leydig cell regulation by catecholamines and neuroendocrine messengers［M］.In：Payne A，Hardy M，Russel L，eds.The Leydig cell.Vienna，IL：Cache River Press，1996：407－418.

［21］Troispoux C，Reiter E，Combarnous Y，et al.Beta2adrenergic receptors mediate cAMP，tissue－type plasminogen activator and transferrin production in rat Sertoli cells［J］.Mol Cell Endocrinol，1998，142（1）：75－86.

［22］Marilene O R B，Marin L C A，Catarina S P，et al.Characterization of muscarinic acetylcholine receptor in rat sertoli cells［J］.Endocrinology，2001，142（11）：4701－4710.

［23］Zhu B C，Palmada M N，Aguado L I，et al.Administration of acetylcholine to the spermatic nerve plexus inhibits testosterone secretion in an in vitro isolated rat testis－nerve plexus system ［J］.Int J Androl，2002，25（3）：134－138.

［24］Daniel B C Q，F(xiàn)ǔlvio R M，Catarina S P，et al.a1－Adrenoceptor subtypes in rat epididymis and the effects of sexual maturation［J］.Biol Reprod，2002，66（2）：508－515.

［25］Neide H J，Afonso C N，Luciana F V，et al.Sympathetic neurotransmission in the rat testicular capsule：Functional characterization and identification of mRNA encodingα1－adrenoceptor subtypes［J］.Eur J Pharmacol，2006，543（1）：141－150.

［26］Mhaouty－Kodja S，Lozach A，Habert R，et al.Fertility and spermatogenesis are altered inα1b－adrenergic receptor knockout male mice［J］.J Endocrinol，2007，195（11）：281－292.

［27］霍書英，馬愛進(jìn)，武現(xiàn)軍，等.睪丸腎上腺素能受體和膽堿能受體的分布及神經(jīng)遞質(zhì)對睪丸間質(zhì)細(xì)胞增殖的影響［J］.中國畜牧獸醫(yī)，2011，38（8）：26－30.