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男性生殖器系(Male Reproductive System)の構造と機能
学習目標
- 男性生殖器系と関連腺の構成要素を理解し識別する。
- 精子形成 (Spermatogenesis) の段階とこの過程で重要な役割を果たす細胞を理解し識別する。
- 血液-精巣関門 (Blood-Testis Barrier) の重要性を認識する。
男性生殖器系の構成要素
男性生殖器系は以下で構成されています:
- 精巣 (Testes):
- 多数の精細管 (seminiferous tubules) を含みます。
- 精上皮 (germinal epithelium) が存在し、次の細胞で構成されています:
- 生殖細胞 (germinal elements):
- 精祖細胞 (spermatogonia)、精母細胞 (spermatocytes)、精子細胞 (spermatids)。*gonia,cytes,tids
- セルトリ細胞 (Sertoli cells):
- 精子の発育をサポートし、精細管内の環境を維持します。
- 生殖細胞 (germinal elements):
- 精細管の間に存在するライディッヒ細胞 (Leydig cells):
- 男性ホルモン(アンドロゲン (androgens))を生成します。
- 排泄管 (Excretory Ducts):
- 精細管から出た精子が通過する一連の管があります(詳細は記載なし)。
- 関連腺 (Associated Glands):
- 精液の生成を助ける腺(具体的な腺名はここでは記載なし)。
- 陰茎 (Penis) と 陰嚢 (Scrotum):
- 陰嚢は精巣を保護し、適切な温度環境を維持します。
精子形成 (Spermatogenesis) の段階と細胞の役割
精子形成は以下の段階を経て行われます:
- 精祖細胞 (Spermatogonia):
- 精細管の基底膜に近い部分に存在し、分裂を開始する最初の細胞。
- 一次精母細胞 (Primary Spermatocytes):
- 減数分裂 (Meiosis) を開始し、染色体数を半減します。
- 二次精母細胞 (Secondary Spermatocytes):
- 減数分裂を続け、精子細胞に成熟します。
- 精子細胞 (Spermatids):
- 精子に形態変化し、尾部を形成して運動能力を獲得します。
- 精子 (Spermatozoa):
- 最終的な成熟形態で、運動性と受精能力を持つ。
*精子形成:Gonia →1st Cyte →2nd Cyte →Tids →Zoaの順番
血液-精巣関門 (Blood-Testis Barrier) の重要性
- 構成: セルトリ細胞が密着結合 (tight junctions) を形成して作られる。
- 役割:
- 精巣内の環境を血液から隔離し、免疫系が精子を攻撃しないように保護します。
- 精子形成に必要な微小環境を維持します。
要点まとめ
- 精巣は精細管、精上皮、ライディッヒ細胞で構成され、精子形成とホルモン分泌を行う中心的な役割を果たします。
- 精子形成は段階的に進み、生殖細胞が成熟して精子になります。
- 血液-精巣関門は精巣内環境を保護し、精子形成をサポートします。
- 男性生殖器系全体は、繁殖とホルモン調整において重要な役割を果たします。
男性生殖器系の管構造 (Ducts) と特徴
1. 直精細管 (Tubuli Recti)
- 特徴:
- 短く直線状の管 (short, straight tubules)。
- 上皮: 立方上皮または円柱上皮 (cuboidal or columnar epithelium) に覆われており、セルトリ細胞 (Sertoli cells) が存在します。
- 機能: 管腔に液体を分泌 (fluid secretion)。
2. 精巣網 (Rete Testis)
- 特徴:
- 精巣中隔部 (mediastinum) に位置し、迷路のように分岐した管状構造 (labyrinth of anastomosing channels)。
- 上皮: 立方上皮または低い円柱上皮 (cuboidal or low columnar epithelium)、各細胞には単一の繊毛 (single cilium) を持つ。
- 機能: 液体を分泌する場所 (site of fluid secretion)。
3. 精巣輸出管 (Efferent Ducts)
- 特徴:
- 上皮: 偽重層上皮 (pseudostratified epithelium) で、繊毛を持つ円柱細胞 (ciliated columnar cells) と立方細胞 (cuboidal cells) が交互に存在します。
- 平滑筋 (smooth muscle) を壁に含む。
- 機能: 液体の再吸収 (fluid resorption) の主な場であり、精子を移動させます。
4. 精巣上体管 (Ductus Epididymis)
- 特徴:
- 長くて巻き上げられた管 (long coiled duct)。
- 上皮: 偽重層円柱上皮 (pseudostratified epithelium)。
- 主細胞 (Principal cells): 非運動性突起 (stereocilia) を持つ。
- 基底細胞 (Basal cells): 円形で基底膜に近い位置に存在。
- 薄い平滑筋 (thin smooth muscle coat) に覆われています。
- 機能: 液体の吸収 (fluid absorption)、精子の保存と成熟 (sperm storage and maturation)。
5. 精管 (Ductus Deferens)
- 特徴:
- 厚い平滑筋壁 (thick muscular wall) を持ち、精子を膨大部 (ampulla) に向かって移動させる。
- 上皮: 偽重層円柱上皮 (pseudostratified columnar epithelium) で、部分的にステレオシリア (stereocilia) を持つ。
6. 精管膨大部 (Ampulla)
- 特徴:
- 精管の拡張部分 (dilated portion of ductus deferens)。
7. 射精管 (Ejaculatory Duct)
- 特徴:
- 精管膨大部より細い管 (narrower than ampulla)。
- 前立腺 (prostate gland) を通り、尿道 (urethra) に流れ込む。
要点まとめ
- 男性生殖器の管系は、精子を運びながら成熟や保存、液体の分泌・吸収を担う重要な構造。
- 各管の上皮の種類や機能は異なり、精子の成熟と移動を効率的に行うために特化されています。
- 射精管は最終的に尿道へつながり、精子の排出に重要な役割を果たします。
成人の精巣、精巣上体、精管の組織学的構造
精巣 (Testis)
- 低倍率観察:
- 白膜 (tunica albuginea):
- 精巣を包む線維性カプセル (fibrous capsule)。
- 精巣中隔 (mediastinum):
- 一極に位置する好酸性結合組織の塊 (acidophilic connective tissue)。
- 主血管 (major vessels) の出入り口。
- 精巣網 (rete testis) はこの中隔内に位置。
- 白膜 (tunica albuginea):
- 高倍率観察:
- 精細管 (seminiferous tubules) 内の構造を識別:
- 生殖細胞 (germinal elements):
- 精祖細胞 (spermatogonia): 基底膜 (basement membrane) 上に存在。
- 一次精母細胞 (primary spermatocytes): 減数分裂第一分裂の長い前期 (prolonged prophase) 中の細胞が多い。
- 二次精母細胞 (secondary spermatocytes): 第二分裂を素早く進行するため、ほとんど観察されない。
- 精子細胞 (spermatids): 精子形成 (spermiogenesis) の過程で運動性のある精子細胞 (spermatozoa) へ形態変化。
- セルトリ細胞 (Sertoli cells):
- 基底膜上 (rest on basement membrane) に位置。
- 精子形成をサポート。
- 筋上皮細胞 (myoid cells):
- 精細管の基底膜下に位置し、淡く染まる細長い核 (pale-staining elongated nuclei) を持つ。
- 生殖細胞 (germinal elements):
- 間質 (interstitium):
- 精細管の間に存在する。
- ライディッヒ細胞 (Leydig cells):
- 大型の好酸性細胞 (large eosinophilic cells)。
- 男性ホルモン(アンドロゲン)を分泌。
- 精細管 (seminiferous tubules) 内の構造を識別:
精巣上体 (Epididymis)
- 特徴:
- 役割: 精子の成熟と保存 (maturation and storage of spermatozoa) の場。
- 構造:
- 管 (coiled tube):
- 上皮: 偽重層上皮 (pseudostratified epithelium)。
- 長い微絨毛 (non-motile stereocilia) を持つ。
- 精子は主に尾部 (tail; cauda) に保存される。
- 管 (coiled tube):
精管 (Ductus Deferens)
- 特徴:
- 精巣上体の上皮に類似 (lining epithelium is similar to epididymis)。
- 管腔 (lumen):
- 星形 (stellate appearance) を呈する。
- 筋層 (muscularis):
- 3層構造:
- 内縦走層 (inner longitudinal layer)。
- 中輪走層 (middle circular layer)。
- 外縦走層 (outer longitudinal layer)。
- 3層構造:
- 周囲構造:
- 精管を取り巻く動脈、静脈、神経 (arteries, veins, and nerves) を観察。
要点まとめ
- 精巣では精子形成が進行し、セルトリ細胞とライディッヒ細胞が重要な役割を果たす。
- 精巣上体は精子の成熟と保存の場であり、非運動性のステレオシリアが特徴的。
- 精管は精子を移送するための厚い筋層を持ち、管腔の星形構造が特徴的。
精嚢 (Seminal Vesicle) と前立腺 (Prostate Gland) の構造と機能
精嚢 (Seminal Vesicle)
- 構造:
- 精嚢の管腔 (lumen) は非常に複雑に折りたたまれており、切片標本では複数の独立した空洞のように見えます (highly folded lumen appears as separate cavities)。
- 分泌腺胞 (secretory alveoli) はなく、全体の内膜が薄く高い複雑なヒダ (thin, high complex folds) を形成しています。
- 上皮 (Epithelium):
- 一般に単層円柱上皮 (simple columnar epithelium) または偽重層上皮 (pseudostratified epithelium)。
- 基底細胞 (basal cells) が精巣上体 (epididymis) や精管 (ductus deferens) のように頻繁に見られます。
- 固有層 (Lamina Propria):
- 結合組織 (connective tissue) と平滑筋細胞 (smooth muscle cells) を含みます。
- 筋層 (Muscularis):
- 精嚢は精管 (ductus deferens) から発生するため、顕著な筋層を持っています。
- 機能: 射精時に精嚢液 (seminal vesicle fluid) を排出する役割。
- 分泌物:
- 管腔内の分泌物は好酸性 (acidophilic secretory material) で、果糖 (fructose) を豊富に含みます。
- 機能: 射精後の精子のエネルギー源として機能します。
前立腺 (Prostate Gland)
- 構造:
- 前立腺内には尿道 (prostatic urethra) が走っており、その上皮を観察することができます。
- 尿道上皮 (urethral epithelium): 移行上皮 (transitional epithelium)。
- 腺や管の上皮 (epithelium of ducts and glands):
- 立方上皮 (cuboidal)、円柱上皮 (columnar)、または偽重層上皮 (pseudostratified epithelium)。
- 腺構造:
- 管胞状腺 (tubulo-alveolar glands):
- 豊富な間質 (stroma) に埋め込まれています。
- 線維弾性結合組織 (fibro-elastic connective tissue) と平滑筋束 (strands of smooth muscle) が間質を構成します。
- 管胞状腺 (tubulo-alveolar glands):
- 特徴的な構造:
- 腺や管の管腔内に多数の前立腺結石 (concretions; corpora amylacea) が見られる。
- 加齢とともに増加する傾向がある。
要点まとめ
- 精嚢は複雑な管腔構造を持ち、果糖に富んだ分泌物が精子のエネルギー源として機能する。
- 前立腺は尿道上皮や腺構造を持ち、豊富な間質と平滑筋が腺を支える。前立腺結石が加齢に伴って増加するのが特徴的。
- 両者とも男性生殖系において精液形成と射精に重要な役割を果たす。
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