生理学：Ch81（Reproductive and Hormonal Functions of the Male）

2024.12.08

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教科書

男性の生殖とホルモン機能 (Reproductive and Hormonal Functions of the Male) および松果体の機能 (Function of the Pineal Gland)

男性の生殖機能 (Male Reproductive Functions)

男性の生殖機能は以下の3つの主要な区分に分けられます：
(1) 精子形成 (Formation of sperm)—精子形成 (Spermatogenesis)；
(2) 男性の性的行為 (Performance of the male sexual act)；
(3) 各種ホルモンによる男性生殖機能の調節 (Regulation of male reproductive functions by the various hormones)。
これらの生殖機能に関連して、男性ホルモン (Male sex hormones) は副次的な性器 (Accessory sexual organs)、細胞代謝 (Cellular metabolism)、成長 (Growth)、およびその他の身体機能に影響を与えます。

男性性器の生理学的解剖 (Physiological Anatomy of the Male Sexual Organs)

図81-1A (Figure 81-1A) は男性の生殖系の様々な部分を示し、図81-1B (Figure 81-1B) は精巣 (Testis) と精巣上体 (Epididymis) の詳細な構造を示しています。
精巣は最大900本のらせん状の精細管 (Seminiferous tubules) で構成されており、それぞれの長さは平均して0.5メートル以上です。この中で精子 (Sperm) が形成されます。精子はその後、約6メートルの長さの別のらせん状の管である精巣上体に排出されます。精巣上体は精管 (Vas deferens) に続き、精管は前立腺 (Prostate gland) の体部に入る直前でアンプラ (Ampulla of the vas deferens) に拡大します。

前立腺の両側には2つの精嚢 (Seminal vesicles) があり、それぞれがアンプラの前立腺側の端に排出されます。そして、アンプラと精嚢の内容物は前立腺を通過する射精管 (Ejaculatory duct) に入り、内部尿道 (Internal urethra) に排出されます。前立腺管 (Prostatic ducts) も前立腺から射精管に排出され、そこから前立腺尿道 (Prostatic urethra) に流れ込みます。

最終的に、尿道 (Urethra) が精巣から外部までの最終接続経路となります。尿道は、全長にわたって存在する多数の小さな尿道腺 (Urethral glands) および尿道の起点付近に位置する左右一対の球尿道腺 (Bulbourethral glands, Cowper glands) からの粘液で供給されます。

精子形成 (Spermatogenesis)

胚 (Embryo) の形成中に、原始生殖細胞 (Primordial germ cells) は精巣に移動し、精細管の内面に2～3層で存在する未成熟な生殖細胞である精祖細胞 (Spermatogonia) になります（図81-2Aの精細管の断面を参照）。思春期 (Puberty) に達すると、精祖細胞は有糸分裂 (Mitotic division) を開始し、継続的に増殖 (Proliferate) し、一定の発達段階を経て精子 (Sperm) になります（図81-2B参照）。

精子形成のステップ (Steps of Spermatogenesis)

精子形成は、前葉下垂体 (Anterior pituitary) の性腺刺激ホルモン (Gonadotropic hormones) による刺激の結果として、性的に活発な時期 (Active sexual life) に精細管で起こります。精子形成は男性で平均13歳で開始し、その後ほとんどの生涯にわたって続きますが、高齢になると著しく減少します。

精子形成の最初の段階では、精祖細胞がセルトリ細胞 (Sertoli cells) の間を移動し、精細管の中心腔 (Central lumen) へ向かいます。セルトリ細胞は大きく、溢れるような細胞質の包みで発達中の精祖細胞を精細管の中心腔まで囲みます。

減数分裂 (Meiosis)

精祖細胞がセルトリ細胞層のバリアを越えると、次第に変化して大きな一次精母細胞 (Primary spermatocytes) になります（図81-3参照）。これらの一次精母細胞は、それぞれ減数分裂を行い、2つの二次精母細胞 (Secondary spermatocytes) を形成します。その後数日で、これらの二次精母細胞も分裂して精子細胞 (Spermatids) となり、最終的に精子 (Spermatozoa) へと変化します。

精母細胞から精子細胞への変化の過程で、精母細胞の46本の染色体 (Chromosomes)（23対の染色体）は分割され、23本が1つの精子細胞に、もう23本が別の精子細胞に渡されます。この過程で、染色体の遺伝子 (Chromosomal genes) も分割されるため、最終的な胎児の遺伝的特徴の半分は父親から、もう半分は母親から提供される卵母細胞 (Oocyte) に由来します。

精祖細胞から精子までの全期間は約74日間かかります。

性染色体 (Sex Chromosomes)

各精祖細胞 (Spermatogonium) には23対の染色体 (Chromosomes) があり、そのうち1対は最終的な子孫 (Offspring) の性別を決定する遺伝情報を持っています。この1対は、女性染色体 (X Chromosome) と呼ばれるX染色体と、男性染色体 (Y Chromosome) と呼ばれるY染色体で構成されています。
減数分裂 (Meiotic Division) の間に、Y染色体は1つの精子細胞 (Spermatid) に移動し、その細胞は男性の精子 (Male sperm) になります。一方、X染色体は別の精子細胞に移動し、それは女性の精子 (Female sperm) になります。将来の子供の性別は、これら2種類の精子のどちらが卵子 (Ovum) を受精 (Fertilize) するかによって決まります。このプロセスについては第83章 (Chapter 83) でさらに詳しく説明されています。

精子の形成 (Formation of Sperm)

精子細胞 (Spermatids) が最初に形成されたとき、これらはまだ上皮細胞様 (Epithelioid) の特徴を持っていますが、やがて分化して精子 (Spermatozoa) へと変化し、伸長します。
図81-4 (Figure 81-4) に示されているように、各精子 (Spermatozoon) は頭部 (Head) と尾部 (Tail) で構成されています。

精子の頭部 (Head of the Sperm)

頭部は、細胞の凝縮した核 (Condensed Nucleus) で構成されており、その表面は薄い細胞質 (Cytoplasmic) と細胞膜 (Cell Membrane) の層で覆われています。頭部の前方2/3を覆う外側には、ゴルジ体 (Golgi Apparatus) から主に形成される厚いキャップ (Acrosome) があります。このアクロソームには、ヒアルロニダーゼ (Hyaluronidase)（組織のプロテオグリカンフィラメントを分解する酵素）や強力なタンパク質分解酵素 (Proteolytic Enzymes) など、通常の細胞のリソソーム (Lysosome) に見られる酵素が含まれています。これらの酵素は、精子が卵子 (Ovum) に侵入し、受精するために重要な役割を果たします。

精子の尾部 (Tail of the Sperm)

精子の尾部 (Flagellum) には以下の3つの主要な構造があります：

  1. 11本の微小管 (Microtubules) で構成される中心骨格 (Central Skeleton)。これらはまとめてアクソネーム (Axoneme) と呼ばれ、その構造は第2章 (Chapter 2) で説明されている他の種類の細胞表面に見られる繊毛 (Cilia) に類似しています。
  2. アクソネームを覆う薄い細胞膜。
  3. 尾部の近位部（Body of the Tail）でアクソネームを囲むミトコンドリア (Mitochondria) の集合。

尾部の前後への運動 (Flagellar Movement) は精子の運動性 (Motility) を提供します。この運動は、アクソネームを構成する前部および後部の微小管の間でリズミカルな縦方向の滑り運動によって引き起こされます。このプロセスに必要なエネルギーは、尾部の体部のミトコンドリアで合成されるアデノシン三リン酸 (Adenosine Triphosphate, ATP) によって供給されます。

通常、精子は液体中で1分間に1～4ミリメートルの速度で移動し、女性の生殖管 (Female Genital Tract) を通じて卵子を探します。

精子形成を刺激するホルモン因子 (Hormonal Factors That Stimulate Spermatogenesis)

生殖におけるホルモンの役割は後で詳しく説明されますが、ここでは精子形成において重要な役割を果たすホルモンをいくつか挙げます：

  1. テストステロン (Testosterone)：精巣の間質 (Interstitial Tissue) にあるライディッヒ細胞 (Leydig Cells, 図81-2参照) によって分泌され、精巣の生殖細胞 (Germinal Cells) の成長および分裂（精子形成の最初の段階）に必須です。
  2. 黄体形成ホルモン (Luteinizing Hormone, LH)：前葉下垂体 (Anterior Pituitary Gland) によって分泌され、ライディッヒ細胞を刺激してテストステロンを分泌させます。
  3. 卵胞刺激ホルモン (Follicle-Stimulating Hormone, FSH)：前葉下垂体から分泌され、セルトリ細胞を刺激します。この刺激がなければ、精子細胞が精子に変わる過程（精子形成、Spermiogenesis）は起こりません。
  4. エストロゲン (Estrogens)：FSHに刺激されたセルトリ細胞がテストステロンから形成します。精子形成においても重要と考えられています。
  5. 成長ホルモン (Growth Hormone)：精巣の基礎代謝機能を制御するために必要です。特に、精祖細胞の早期分裂を促進します。このホルモンが欠如すると、下垂体性小人症 (Pituitary Dwarfs) などで精子形成が著しく不足し、不妊 (Infertility) を引き起こします。

精巣上体における精子の成熟 (Maturation of Sperm in the Epididymis)

精細管で形成された後、精子は精巣上体の6メートルの管を通過するのに数日かかります。精細管や精巣上体の初期部分から取り出された精子は運動性 (Motility) がなく、卵子を受精する能力もありません。しかし、精子が精巣上体に18～24時間滞在すると、運動能力を発達させます。ただし、精巣上体液中のいくつかの阻害タンパク質 (Inhibitory Proteins) により、射精 (Ejaculation) まで運動性が完全には発現しません。

精子の貯蔵 (Storage of Sperm in the Testes)

成人男性の精巣は毎日最大1億2000万個の精子を形成します。これらの精子の大部分は精巣上体に貯蔵され、少量が精管にも貯蔵されます。精子は、管の分泌物に含まれる複数の抑制物質 (Inhibitory Substances) によって深く抑制された不活性状態で、少なくとも1カ月間貯蔵可能です。一方、性的活動や射精頻度が高い場合、精子の貯蔵期間は数日間に限られます。

射精後、精子は運動性を獲得し、卵子を受精する能力を持つようになります。この過程を成熟 (Maturation) と呼びます。セルトリ細胞および精巣上体の上皮細胞は、精子とともに射出される特別な栄養液 (Nutrient Fluid) を分泌します。この液体にはホルモン（テストステロンとエストロゲンを含む）、酵素 (Enzymes)、および精子の成熟に必要な特別な栄養素 (Nutrients) が含まれています。

精嚢の機能 (Function of the Seminal Vesicles)

精嚢 (Seminal vesicle) は、分泌上皮 (Secretory epithelium) で覆われた曲がりくねった多室構造の管で、以下を含む粘液状物質 (Mucoid material) を分泌します：

  • フルクトース (Fructose)
  • クエン酸 (Citric acid)
  • その他の栄養物質 (Nutrient substances)
  • プロスタグランジン (Prostaglandins)
  • フィブリノーゲン (Fibrinogen)

射精 (Ejaculation) 時には、精嚢の内容物が精管 (Vas deferens) から放出される精子とともに射精管 (Ejaculatory duct) に排出され、射精精液 (Ejaculated semen) の容量を大幅に増加させます。
フルクトースや他の成分は、精子が卵子 (Ovum) を受精するまで栄養価として重要です。

プロスタグランジン (Prostaglandins) の役割：

  1. 女性の子宮頸部粘液 (Cervical mucus) を反応させ、精子の運動を受け入れやすくする。
  2. 子宮や卵管 (Fallopian tubes) で逆方向の蠕動運動 (Reverse peristaltic contractions) を引き起こし、精子を卵巣 (Ovary) の方へ移動させる（射精後5分以内に卵管の最上部に達する精子もあります）。

前立腺の機能 (Function of the Prostate Gland)

前立腺 (Prostate gland) は以下を含む薄い乳白色の液体を分泌します：

  • カルシウム (Calcium)
  • クエン酸イオン (Citrate ion)
  • リン酸イオン (Phosphate ion)
  • 凝固酵素 (Clotting enzyme)
  • プロフィブリノリシン (Profibrinolysin)

射精時には、前立腺のカプセルが精管の収縮と同時に収縮し、この乳白色の液体が精液 (Semen) に加わります。
前立腺液の弱アルカリ性 (Slightly alkaline) 特性は、以下の理由で受精 (Fertilization) に重要と考えられます：

  1. 精管液の酸性 (Acidic) 特性（クエン酸と精子の代謝生成物が原因）を中和し、精子の受精能力を改善する。
  2. 女性の膣分泌液 (Vaginal secretions) の酸性度 (pH 3.5–4.0) を中和し、周囲の液体のpHを約6.0–6.5に上昇させることで精子の運動性を最適化する。

精液 (Semen)

男性の性行為 (Male sexual act) 中に射精される精液は、以下の液体と精子から構成されます：

  • 精管液 (≈10%)
  • 精嚢液 (≈60%)
  • 前立腺液 (≈30%)
  • 粘液腺 (Mucous glands) 特に球尿道腺 (Bulbourethral glands) からの少量の液体

精嚢液は射精される最後の液体であり、精子を射精管や尿道を通じて洗い流す役割を果たします。

精液の性質：

  • 平均pH：約7.5
  • 前立腺液のアルカリ性が他の成分の軽度の酸性を中和します。
  • 前立腺液が精液に乳白色の外観を与え、精嚢液と粘液腺液が粘液状の一貫性を付与します。

射精後の精液の変化：

  • 前立腺液中の凝固酵素 (Clotting enzyme) が、精嚢液のフィブリノーゲン (Fibrinogen) を弱いフィブリン凝固物 (Fibrin coagulum) に変化させ、精液を膣の奥深くに留めます。
  • 凝固物は射精後15～30分でプロフィブリノリシン (Profibrinolysin) から形成されるフィブリノリシン (Fibrinolysin) によって分解されます。
  • 凝固物が溶解するにつれ、精子は高い運動性を発揮します。

精子の寿命：

  • 男性の生殖管内：数週間
  • 射精後、女性生殖管内：体温では24～48時間
  • −100°C以下の冷凍状態では、精子を数年間保存可能です。

精子の「受精能力獲得 (Capacitation)」は卵子受精のために必要 (Capacitation of Spermatozoa Is Required for Fertilization of the Ovum)

精子 (Spermatozoa) は精巣上体 (Epididymis) を離れると「成熟した (Mature)」とされますが、精管上皮 (Genital duct epithelia) から分泌される多数の抑制因子 (Inhibitory factors) によってその活動が抑えられています。そのため、射精 (Ejaculation) の際に精液中に含まれる精子は卵子 (Ovum) を受精させることができません。しかし、女性の生殖管液 (Female genital tract fluids) と接触することで、精子が最終的な受精プロセスに向けて活性化される複数の変化が起こります。この一連の変化を「受精能力獲得 (Capacitation)」と呼び、通常1〜10時間かかります。

受精能力獲得中に起こる変化：

  1. 抑制因子の除去 (Removal of inhibitory factors)
    子宮 (Uterus) や卵管 (Fallopian tube) の液体が、男性生殖管で精子の活動を抑制していた因子を洗い流します。
  2. 過剰なコレステロールの除去 (Loss of excess cholesterol)
    精管液中で浮遊している精細管 (Seminiferous tubules) 由来のコレステロールを多く含む小胞が、精子の先体 (Acrosome) を覆う細胞膜にコレステロールを追加し、この膜を強化して酵素の放出を防ぎます。しかし、射精後、精子は膣内で小胞から遠ざかり、子宮腔に向かう間に過剰なコレステロールを徐々に失い、先体の膜が弱くなります。
  3. カルシウムイオンの透過性向上 (Increased permeability to calcium ions)
    精子膜がカルシウムイオン (Calcium ions) に対して透過性を持つようになり、大量のカルシウムが精子内に流入します。この結果、鞭毛 (Flagellum) の動きが以前の弱い波状運動から強力な鞭打ち運動に変化します。また、カルシウムイオンは先体膜 (Acrosome membrane) の変化を引き起こし、酵素が素早く放出される準備が整います。これにより、精子は卵子を覆う顆粒膜細胞 (Granulosa cells) の集団や透明帯 (Zona pellucida) を貫通する能力を得ます。

これらの変化がなければ、精子は卵子内部に到達して受精 (Fertilization) することができません。

先体酵素と「先体反応」、および卵子の貫通 (Acrosome Enzymes, the “Acrosome Reaction,” and Penetration of the Ovum)

精子の先体 (Acrosome) には大量のヒアルロニダーゼ (Hyaluronidase) とプロテアーゼ (Proteolytic enzymes) が蓄えられています。

  • ヒアルロニダーゼ: 卵巣顆粒膜細胞 (Ovarian granulosa cells) を結合させている細胞間セメント (Intercellular cement) のヒアルロン酸ポリマーを分解します。
  • プロテアーゼ: 卵子周囲の組織細胞に付着している構造的要素のタンパク質を分解します。

卵子貫通のプロセス：

  1. 卵子が卵胞 (Ovarian follicle) から卵管に排出される際、顆粒膜細胞の層を伴います。精子が卵子を受精させるには、まずこの顆粒膜細胞層を分解し、その後、卵子を覆う厚い透明帯 (Zona pellucida) を貫通する必要があります。
  2. 精子が透明帯に到達すると、先体の膜が透明帯の受容体タンパク質 (Receptor proteins) に結合します。次に、先体が急速に溶解し、全ての先体酵素が放出されます。
  3. 数分以内に、これらの酵素が透明帯を通る通路を開き、精子の頭部が卵子内部へ移動します。
  4. 約30分以内に、精子頭部と卵母細胞 (Oocyte) の細胞膜が融合し、新しい細胞としてのゲノム (Genome) を形成します。このゲノムは、母親と父親から等しい数の染色体と遺伝子を受け継いだものです。

この過程が受精 (Fertilization) であり、その後胚 (Embryo) の発生が始まります（第83章 (Chapter 83) を参照）。

なぜ1つの精子だけが卵母細胞に入るのか？ (Why Does Only One Sperm Enter the Oocyte?)

無数の精子が存在する中で、なぜ1つだけが卵母細胞に入るのでしょうか？その理由は完全には解明されていませんが、次のメカニズムが関与していると考えられます：

  1. 最初の精子が卵子の透明帯を貫通すると、カルシウムイオンが卵母細胞膜を通じて内部に拡散します。
  2. カルシウムイオンが、卵母細胞内からコルチカル顆粒 (Cortical granules) を開口分泌 (Exocytosis) によって放出させます。
  3. これらの顆粒が透明帯全体に広がり、他の精子が結合するのを防ぎます。
  4. 既に透明帯に結合し始めている精子も、この作用により離れます。

このため、ほぼ例外なく1つの精子だけが卵母細胞に入ることが可能となり、受精の際に重複することはありません。

異常精子形成と男性の不妊 (Abnormal Spermatogenesis and Male Fertility)

精細管上皮の破壊と不妊 (Destruction of Seminiferous Tubular Epithelium and Infertility)

精細管の上皮 (Seminiferous tubular epithelium) は、いくつかの疾患によって破壊される可能性があります。例えば、流行性耳下腺炎 (Mumps) に起因する精巣の両側性炎症 (Bilateral orchitis) は、影響を受けた男性に不妊 (Sterility) を引き起こすことがあります。また、先天的に生殖管の狭窄 (Strictures in the genital ducts) やその他の異常によって、精細管上皮が劣化した状態で生まれる男性もいます。さらに、一時的な不妊の原因として、精巣温度の過剰な上昇 (Excessive temperature of the testes) があります。

精子形成に対する温度の影響 (Effect of Temperature on Spermatogenesis)

精巣の温度が上昇すると、精祖細胞 (Spermatogonia) を除く精細管のほとんどの細胞が変性し、精子形成 (Spermatogenesis) が妨げられる可能性があります。
精巣が陰嚢 (Scrotum) に吊り下げられている理由は、体内温度より通常約2℃低い温度を維持するためだと言われています。寒い日には、陰嚢反射 (Scrotal reflex) によって陰嚢の筋肉が収縮し、精巣を体に近づけてこの2℃の差を維持します。
したがって、陰嚢は精巣の冷却機構として機能し（制御された冷却）、これがないと暑い気候で精子形成が不十分になる可能性があります。

停留精巣 (Cryptorchidism)

停留精巣 (Cryptorchidism) とは、胎児が誕生する時期に精巣が腹部から陰嚢に降下しない状態を指します。男性胎児の発生中に、精巣は腹部の生殖隆起 (Genital ridges) から形成されます。しかし、通常、出産の3週間から1か月前に、精巣は鼠径管 (Inguinal canals) を通って陰嚢に降下します。
停留精巣の場合、降下が完全に行われず、1つまたは両方の精巣が腹部、鼠径管、または降下経路のどこかに留まることがあります。

停留精巣の影響：

  • 腹部に留まった精巣は精子を形成することができません。精細管上皮が変性し、精巣の間質構造だけが残ります。
  • 腹部の温度が陰嚢よりわずかに高いだけでも、精細管上皮の変性を引き起こし、不妊の原因となる可能性があります。ただし、この効果には不確実性があります。

治療：

停留精巣がある男児には、成人の性的成熟が始まる前に手術で精巣を腹部から陰嚢に移動させる処置が行われます。
停留精巣の原因の多くは、胎児の精巣がテストステロン (Testosterone) を十分に分泌できない異常形成にあります。この場合、手術による治療の成功率は低いとされています。

精子数が不妊に与える影響 (Effect of Sperm Count on Fertility)

通常の射精 (Ejaculation) における精液量 (Semen volume) は平均3.5ミリリットルで、精液1ミリリットルあたり約1億2000万個の精子が含まれます。ただし、正常な男性でもこの数値は3500万個から2億個と変動します。射精時の総精子数は通常4億個程度です。

  • 精子濃度が1ミリリットルあたり2000万個以下に低下すると、不妊の可能性が高まります。
  • 受精には1つの精子が必要ですが、受精に成功するには射精中に多くの精子が必要とされる理由は不明です。

精子の形態と運動性が不妊に与える影響 (Effect of Sperm Morphology and Motility on Fertility)

精子数が正常でも、不妊になる男性がいます。この場合、以下のような精子の異常が見られることがあります：

  1. 形態の異常 (Morphological abnormalities)
    精子の半数近くが物理的に異常（2つの頭部や異常な形の頭部、異常な尾部）を持つことがあります（図81-5参照）。
  2. 運動性の低下 (Reduced motility)
    精子が構造的に正常であっても、完全に非運動性または運動性が低い場合があります。

精子のほとんどが形態的に異常、または非運動性である場合、残りの精子が正常であっても不妊の可能性が高くなります。

男性の性行為 (Male Sexual Act)

男性性行為の実行における神経刺激 (Neuronal Stimulus for Performance of the Male Sexual Act)

性行為を開始するための感覚神経信号の主要な発生源は陰茎亀頭 (Glans penis) です。
陰茎亀頭には特に敏感な感覚終末装置 (Sensory end-organ system) があり、この装置は「性的感覚 (Sexual sensation)」と呼ばれる特殊な感覚を中枢神経系 (Central nervous system) に伝えます。性交時の滑らかなマッサージ作用が亀頭の感覚終末を刺激し、性的信号が陰部神経 (Pudendal nerve) を通り、次に仙骨神経叢 (Sacral plexus) を経由して仙骨部脊髄 (Sacral portion of the spinal cord) に入り、最終的に脳に伝わります。

補助的な刺激:

陰茎周辺の領域から脊髄に信号が送られることでも性行為が刺激されます。例えば：

  • 肛門上皮 (Anal epithelium)
  • 陰嚢 (Scrotum)
  • 会陰部の構造全般 (Perineal structures)

さらに、以下のような内部構造からも性的感覚が発生することがあります：

  • 尿道 (Urethra)
  • 膀胱 (Bladder)
  • 前立腺 (Prostate)
  • 精嚢 (Seminal vesicles)
  • 精巣 (Testes)
  • 精管 (Vas deferens)

性的欲求 (Sexual drive) の原因の1つは、性的器官が分泌物で満たされることです。また、軽度の感染症 (Infection) や炎症 (Inflammation) が性欲を刺激することもあります。一部の「媚薬 (Aphrodisiac drugs)」、例えばカンタリジン (Cantharidin) は膀胱や尿道粘膜を刺激し、炎症や血管充血 (Vascular congestion) を引き起こすことで性的欲求を高めます。

男性の性的刺激における心理的要素 (Psychic Element of Male Sexual Stimulation)

適切な心理的刺激 (Psychic stimuli) は、性行為を実行する能力を大幅に向上させることがあります。
性的な考えをするだけ、または性交を行っている夢を見るだけでも、射精 (Ejaculation) に至る男性の性行為が開始されることがあります。実際、「夜間遺精 (Nocturnal emissions)」、通称「ウェットドリーム (Wet dreams)」は、特に10代の性的ライフステージにおいて、多くの男性に見られます。

脊髄における男性性行為の統合 (Integration of the Male Sexual Act in the Spinal Cord)

心理的要素 (Psychic factors) は通常、男性の性行為に重要な役割を果たし、行為を開始または抑制することができます。しかし、性行為の実行には脳の機能が必須ではない可能性があります。

たとえば、腰部より上で脊髄を切断した動物や人間では、適切な性器刺激 (Genital stimulation) によって射精が起こることがあります。
男性の性行為は、仙骨および腰部脊髄 (Sacral and lumbar spinal cord) に統合されている内因性反射機構 (Inherent reflex mechanisms) によって生じます。この機構は以下のいずれか、またはその組み合わせによって開始されます：

  • 脳からの心理的刺激 (Psychic stimulation)
  • 性器からの実際の性的刺激 (Actual sexual stimulation)

男性性行為の段階 (Stages of the Male Sexual Act)

陰茎の勃起—副交感神経の役割 (Penile Erection—Role of the Parasympathetic Nerves)

男性の性的刺激 (Sexual stimulation) における最初の反応は陰茎の勃起 (Penile erection) です。勃起の程度は、心理的 (Psychic) または物理的 (Physical) 刺激の程度に比例します。
勃起のメカニズム：

  • 副交感神経 (Parasympathetic impulses) が仙骨部脊髄 (Sacral portion of the spinal cord) から骨盤神経 (Pelvic nerves) を通って陰茎に伝わります。
  • 通常の副交感神経線維とは異なり、これらの神経線維はアセチルコリン (Acetylcholine) に加え、一酸化窒素 (Nitric oxide, NO) や血管作動性腸管ペプチド (Vasoactive intestinal peptide, VIP) を放出します。
  • 一酸化窒素はグアニリルシクラーゼ (Guanylyl cyclase) を活性化し、環状グアノシン一リン酸 (Cyclic GMP) の生成を促進します。このCyclic GMPは陰茎の海綿体 (Corpora cavernosa) や尿道海綿体 (Corpus spongiosum) の血管平滑筋を弛緩させ、血流を増加させます（図81-6参照）。

勃起組織の特徴：

  • 陰茎の勃起組織は、大きな空洞性洞 (Cavernous sinusoids) からなり、通常は血液が少ない状態ですが、動脈血が急速に流入し、静脈流出が部分的に遮断されると大きく膨張します。
  • 特に2つの海綿体は強靭な線維性被膜 (Fibrous coats) に囲まれており、洞内圧が高まることで組織が風船状に膨張し、陰茎が硬く伸びます。これが勃起の現象です。

潤滑—副交感神経の機能 (Lubrication Is a Parasympathetic Function)

性的刺激中、副交感神経の作用は勃起を促すだけでなく、尿道腺 (Urethral glands) と球尿道腺 (Bulbourethral glands) に粘液を分泌させます。この粘液は尿道を通って流れ、性交 (Coitus) 時の潤滑を助けます。ただし、性交時の潤滑の大部分は女性の性器によって提供されます。
潤滑が不十分な場合、性交中の摩擦や痛みが性刺激を抑制し、男性性行為の成功を妨げることがあります。

射精と射出—交感神経の機能 (Emission and Ejaculation Are Functions of the Sympathetic Nerves)

射精 (Ejaculation) は男性性行為の最終段階であり、強い性的刺激が反射中枢 (Reflex centers) を活性化させます。
プロセス：

  1. 射出 (Emission)
    • 脊髄の反射中枢 (T12–L2) から交感神経 (Sympathetic impulses) が性器に伝わります。
    • 精管 (Vas deferens) とアンプラ (Ampulla) の収縮により精子が内尿道 (Internal urethra) に放出されます。
    • 前立腺 (Prostate gland) と精嚢 (Seminal vesicles) の筋層が収縮し、前立腺液と精嚢液が内尿道に押し出されます。これらは球尿道腺分泌物と混ざり、精液 (Semen) を形成します。
  2. 射精 (Ejaculation)
    • 精液が内尿道に満たされると、感覚信号が陰部神経 (Pudendal nerves) を介して仙骨部脊髄に伝わり、内性器のリズミカルな収縮をさらに促します。
    • 陰茎勃起組織の基部を圧迫する坐骨海綿体筋 (Ischiocavernosus muscles) と球海綿体筋 (Bulbocavernosus muscles) の収縮がリズミカルに起こり、勃起組織や尿道内の圧力が波状的に増加します。
    • これにより精液が尿道から外部に放出されます。
  3. 男性のオルガスム (Male orgasm)
    • 射出と射精の一連の過程は男性のオルガスムとして知られています。この間、骨盤筋や体幹の筋肉も収縮し、骨盤と陰茎の推進運動を引き起こします。
    • 精液は膣の奥深く、場合によっては子宮頸部にわずかに到達します。
  4. 解消期 (Resolution)
    • オルガスム終了後、1〜2分以内に男性の性的興奮はほぼ完全に消失し、勃起は収束します。これを解消期と呼びます。

テストステロンとその他の男性性ホルモン (Testosterone and Other Male Sex Hormones)

男性性ホルモンの分泌、代謝、および化学 (Secretion, Metabolism, and Chemistry of the Male Sex Hormones)

精巣内ライディッヒ細胞によるテストステロンの分泌 (Secretion of Testosterone by the Interstitial Cells of Leydig in the Testes)

精巣は複数の男性性ホルモン (Male sex hormones) を分泌し、これらは総称してアンドロゲン (Androgens) と呼ばれます。代表的なものにはテストステロン (Testosterone)、ジヒドロテストステロン (Dihydrotestosterone)、アンドロステンジオン (Androstenedione) があります。この中で、テストステロンは圧倒的に多量に存在し、主要な精巣ホルモンとみなされます。
テストステロンは、精細管 (Seminiferous tubules) の間に位置するライディッヒ細胞 (Leydig cells) によって生成されます（図81-7参照）。ライディッヒ細胞は成人男性の精巣質量の約20％を占めています。

  • 幼少期：ライディッヒ細胞はほぼ存在せず、精巣はテストステロンをほとんど分泌しません。
  • 新生児期：出生直後の数か月間はライディッヒ細胞が多く、テストステロンの分泌が活発です。
  • 思春期以降：成人男性ではライディッヒ細胞が多数存在し、大量のテストステロンが分泌されます。

また、ライディッヒ細胞に腫瘍が発生すると、大量のテストステロンが分泌されることがあります。

体内の他の部位によるアンドロゲンの分泌 (Secretion of Androgens Elsewhere in the Body)

アンドロゲン (Androgens) は精巣以外の部位でも分泌されます。例として、副腎 (Adrenal glands) は少なくとも5種類のアンドロゲンを分泌しますが、これらの男性化作用 (Masculinizing effects) は通常、成人男性では全体の5％未満とわずかです。ただし、副腎腫瘍が発生すると、アンドロゲン量が増加し、女性でも男性の二次性徴 (Secondary sexual characteristics) を引き起こすことがあります（詳細は第78章 (Chapter 78) の副腎性器症候群 (Adrenogenital syndrome) を参照）。

稀に、卵巣の胚性隆起細胞 (Embryonic crest cells) 由来の腫瘍（例: アレンブラストーマ (Arrhenoblastoma)）が女性で過剰なアンドロゲンを生成することもあります。

アンドロゲンはステロイド化合物である (Androgens Are Steroids)

アンドロゲンは全てステロイド化合物 (Steroid compounds) であり、テストステロンやジヒドロテストステロンの構造式が図81-8 に示されています。これらは精巣や副腎でコレステロール (Cholesterol) あるいはアセチルCoA (Acetyl Coenzyme A) から合成されます。

テストステロンの代謝と排泄 (Metabolism and Excretion of Testosterone)

テストステロンの代謝 (Metabolism of Testosterone)

精巣で分泌されたテストステロンの約97％は、血漿アルブミン (Plasma albumin) にゆるく結合するか、性ホルモン結合グロブリン (Sex hormone-binding globulin, SHBG) に強く結合して血中を循環します。この状態で30分から数時間存在した後、組織に移行するか、不活性化されて代謝産物に分解されます。
**特定の標的組織（例: 前立腺 (Prostate gland) や男性胎児の外生殖器）**では、テストステロンが組織内でジヒドロテストステロンに変換され、これによりその作用が発揮されます。

テストステロンの排泄 (Excretion of Testosterone)

組織に結合しなかったテストステロンは、主に肝臓でアンドロステロン (Androsterone) やデヒドロエピアンドロステロン (Dehydroepiandrosterone) に変換され、同時にグルクロン酸抱合体 (Glucuronides) または硫酸抱合体 (Sulfates) として腸管や腎臓を介して排泄されます。

男性におけるエストロゲンの生成 (Production of Estrogen in the Male)

男性でも少量のエストロゲン (Estrogens) が生成されており、非妊娠女性の約5分の1に相当する量が分泌されています。エストロゲンの正確な生成源は不明ですが、次のような情報が知られています：

  1. 精細管液のエストロゲン濃度
    精細管液 (Seminiferous tubular fluid) 中のエストロゲン濃度は高く、精子形成 (Spermiogenesis) に重要な役割を果たしていると考えられています。このエストロゲンは、セルトリ細胞 (Sertoli cells) によってテストステロンからエストラジオール (Estradiol) に変換されます。
  2. 体内の他組織でのエストロゲン生成
    テストステロンやアンドロスタンジオール (Androstanediol) からエストロゲンが生成されます。特に肝臓で生成される量が多く、男性のエストロゲン生成の約80％を占めています。

テストステロンの機能 (Functions of Testosterone)

テストステロンの一般的な役割 (General Role of Testosterone)

テストステロン (Testosterone) は、男性の身体の特徴を決定する主要なホルモンです。
胎児期 (Fetal life) において、胎盤から分泌される絨毛性性腺刺激ホルモン (Chorionic gonadotropin) によって精巣 (Testes) が刺激され、胎児の発達期間全体と出生後約10週間にわたり中程度の量のテストステロンを産生します。その後、子供期 (Childhood) には10歳から13歳頃までほとんどテストステロンは産生されません。
思春期 (Puberty) の開始時に、前葉下垂体性腺刺激ホルモン (Anterior pituitary gonadotropic hormones) の刺激によってテストステロン産生が急速に増加し、生涯の大部分にわたり続きます（図81-9参照）。50歳から60歳を超えると減少する傾向がありますが、健康な男性の多くでは加齢に伴う血漿中テストステロン濃度は正常範囲に留まるとする研究もあります。60歳以上の男性の10～20%、80歳以上の男性の50%では「低テストステロン」(<3 ng/ml, <300 ng/dl, または <10.4 nmol/L) とされています。
近年、テストステロンの減少と肥満 (Obesity)、2型糖尿病 (Type 2 diabetes mellitus) などの代謝障害との関連が明確になっています。

胎児発達中のテストステロンの役割 (Functions of Testosterone During Fetal Development)

テストステロンは胚発生の約7週目に男性胎児の精巣 (Fetal testes) によって産生され始めます。
SRY遺伝子 (Sex-determining region Y gene):

  • 男性の性染色体 (Male sex chromosome) にはSRY遺伝子が含まれ、精巣決定因子 (Testis-determining factor, SRY protein) をコードしています。
  • SRYタンパク質は遺伝子活性化のカスケードを開始し、生殖隆起 (Genital ridge) の細胞を精巣形成へと分化させ、テストステロンを分泌させます。これに対し、女性の性染色体 (Female sex chromosome) はエストロゲン (Estrogens) を分泌する細胞へと分化させます。

テストステロンの作用：

  1. 男性生殖器の形成
    テストステロンは、陰茎 (Penis) と陰嚢 (Scrotum) の形成を促進し、クリトリス (Clitoris) と膣 (Vagina) の形成を抑制します。また、前立腺 (Prostate gland)、精嚢 (Seminal vesicles)、男性生殖管 (Male genital ducts) の形成を促進し、女性生殖器の形成を抑制します。
  2. 外因的な影響
    妊娠中の動物に大量の男性ホルモンを投与すると、雌胎児にも男性生殖器が形成されます。一方、胎児の段階で精巣を摘出すると、女性生殖器が発達します。

精巣の下降に対するテストステロンの効果 (Effect of Testosterone to Cause Descent of the Testes)

精巣は妊娠最後の2～3か月間に陰嚢へと下降しますが、これはこの時期に精巣が適量のテストステロンを分泌し始めるためです。
治療法：

  • 降下していないが正常な精巣を持つ男児にテストステロンを投与すると、鼠径管 (Inguinal canal) が十分に大きければ、通常の方法で精巣を下降させることが可能です。
  • ゴナドトロピン (Gonadotropic hormones) を投与して新生児の精巣のライディッヒ細胞 (Leydig cells) を刺激し、テストステロンを産生させることでも精巣の下降を促進できます。

これらのことから、精巣の下降の刺激はテストステロンであるとされ、胎児期におけるテストステロンが男性の性的発達において重要な役割を果たしていることが示されています。

テストステロンが成人の一次および二次性徴に及ぼす影響(Effect of Testosterone on Development of Adult Primary and Secondary Sexual Characteristics)

思春期以降のテストステロンの作用 (Effect of Testosterone After Puberty)

思春期 (Puberty) 以降、テストステロン (Testosterone) の分泌が増加することで、陰茎 (Penis)、陰嚢 (Scrotum)、精巣 (Testes) が20歳までに約8倍に拡大します。加えて、テストステロンは男性の二次性徴 (Secondary sexual characteristics) を発達させます。この発達は思春期に始まり、成熟 (Maturity) で完了します。以下は、二次性徴が男性と女性を区別する要素です。

体毛分布への影響 (Effect on the Distribution of Body Hair)

テストステロンは以下の部位での体毛 (Hair) の成長を促進します：

  1. 恥骨部 (Pubis)
  2. 腹部の白線 (Linea alba) を上に向かって（場合によっては臍部やそれ以上まで）
  3. 顔 (Face)
  4. 胸部 (Chest)（通常）
  5. 背中 (Back)（まれに）

その他の部位の体毛もより多く成長します。

男性型脱毛 (Male Pattern Baldness)

テストステロンは頭頂部の髪の成長を減少させます。精巣が機能しない男性は通常、禿げることがありません。ただし、禿げるかどうかは以下の2つの要因に依存します：

  1. 遺伝的素因 (Genetic predisposition)。
  2. アンドロゲンホルモン (Androgenic hormones) の多量分泌。

女性であってもアンドロゲン分泌腫瘍が長期間持続する場合、男性と同じように禿げることがあります。

声への影響 (Effect on the Voice)

テストステロンは喉頭粘膜 (Laryngeal mucosa) を肥大化させ、喉頭 (Larynx) を拡大します。これにより、初期には声が不安定な「割れる声 (Cracking voice)」になりますが、最終的には典型的な男性の声に変化します。

皮膚の厚さとにきびへの影響 (Testosterone Increases Thickness of the Skin and Can Contribute to Development of Acne)

テストステロンは全身の皮膚を厚くし、皮下組織 (Subcutaneous tissues) を頑強にします。また、皮脂腺 (Sebaceous glands) の分泌を増加させます。特に顔の皮脂腺からの過剰分泌は、思春期に見られるにきび (Acne) を引き起こします。ただし、数年間のテストステロン分泌後、皮膚はホルモンに適応し、通常はにきびが消失します。

タンパク質合成と筋肉発達の促進 (Testosterone Increases Protein Formation and Muscle Development)

男性の特徴の1つとして、思春期以降に筋肉量 (Muscle mass) が平均して女性より50%増加します。この筋肉量の増加は、体内の非筋肉部位のタンパク質も増加させます。皮膚の変化や声の変化も、このタンパク質合成の効果によるものです。

  • スポーツにおける乱用：
    アスリートが合成アンドロゲン (Synthetic androgens) を使用して筋力を向上させることがありますが、過剰アンドロゲンによる長期的な有害作用があるため、この行為は強く非難されています（第85章 (Chapter 85) を参照）。

骨基質とカルシウム保持の促進 (Testosterone Increases Bone Matrix and Causes Calcium Retention)

テストステロンが増加すると、骨が厚くなり、カルシウム塩 (Calcium salts) を多く蓄積します。これは、テストステロンのタンパク質合成促進作用 (Protein anabolic function) とカルシウム塩の沈着によるものです。

  • 骨盤への特定の影響：
    1. 骨盤出口を狭くする。
    2. 骨盤を長くする。
    3. 女性の骨盤のような広い卵形ではなく、漏斗状にする。
    4. 骨盤全体の強度を増加させ、荷重を支える能力を高める。
  • 思春期前の影響：
    思春期前に大量のテストステロンが分泌されると、急激な成長スパートが起こります。しかし、長骨 (Long bones) の骨端 (Epiphyses) が早期に骨幹 (Shafts) と融合し、結果的に最終的な身長が低くなります。
    通常の男性と比較：思春期前に去勢された男性では、通常よりわずかに高い身長となります。

テストステロンの追加効果と作用機構(Additional Effects and Mechanisms of Action of Testosterone)

テストステロンが基礎代謝率を増加させる (Testosterone Increases the Basal Metabolic Rate)

  • テストステロンを大量に投与すると、基礎代謝率 (Basal metabolic rate) が最大15%増加します。
  • 思春期から青年期初期における通常のテストステロン分泌量でも、基礎代謝率は5～10%増加します。
    この効果は、テストステロンのタンパク質同化作用 (Protein anabolism) による可能性があり、増加したタンパク質（特に酵素）が細胞活動を高めるためと考えられています。

テストステロンが赤血球数を増加させる (Testosterone Increases Red Blood Cells)

  • 正常なテストステロン量を去勢後の成人に投与すると、血液1立方ミリメートルあたりの赤血球数 (Red blood cells) が15～20%増加します。
  • 一般的に、男性の赤血球数は女性より約70万個多いです。
    テストステロンと赤血球増加の関連性は強いものの、テストステロンが直接エリスロポエチン (Erythropoietin) レベルを増加させる証拠はなく、その効果は基礎代謝率の増加による間接的な影響である可能性があります。

電解質と水分バランスへの影響 (Effect on Electrolyte and Water Balance)

  • テストステロンは、腎臓の遠位尿細管 (Distal tubules) におけるナトリウム再吸収 (Sodium reabsorption) をわずかに増加させます。ただし、この効果は副腎の鉱質コルチコイド (Adrenal mineralocorticoids) よりも弱いです。
  • 思春期以降、男性の血液量および細胞外液量は体重に対して5～10%増加します。

テストステロンの細胞内作用機構 (Basic Intracellular Mechanism of Action of Testosterone)

  • 主要な作用：テストステロンの効果は、標的細胞 (Target cells) 内でのタンパク質形成率 (Protein formation) の増加によるものです。
    例：前立腺 (Prostate gland)
    1. テストステロンは分泌後、短時間で前立腺細胞に入り、5α-還元酵素 (5α-reductase) の影響でジヒドロテストステロン (Dihydrotestosterone, DHT) に変換されます。
    2. DHTは細胞質内の受容体タンパク質 (Receptor protein) と結合します。
    3. この複合体が細胞核に移動し、核タンパク質と結合してDNA-RNA転写 (Transcription) を誘導します。
    4. 約30分でRNAポリメラーゼ (RNA polymerase) が活性化し、RNA濃度が増加、その後タンパク質量が増加します。
    5. 数日後にはDNA量も増加し、細胞数も増加します。
  • 迅速な非ゲノム作用 (Nongenomic effects)：
    テストステロンは新しいタンパク質合成を伴わない迅速な非ゲノム作用を示すことがありますが、その生理学的役割は未解明です。

視床下部と下垂体前葉ホルモンによる男性性機能の調節(Control of Male Sexual Functions by Hormones from the Hypothalamus and Anterior Pituitary Gland)

視床下部の性腺刺激ホルモン放出ホルモン (GnRH) の役割

  • 性機能調節の出発点：視床下部 (Hypothalamus) による性腺刺激ホルモン放出ホルモン (Gonadotropin-releasing hormone, GnRH) の分泌。
  • GnRHは下垂体前葉 (Anterior pituitary gland) を刺激し、2つの性腺刺激ホルモン (Gonadotropic hormones) を分泌させます：
    1. 黄体形成ホルモン (Luteinizing hormone, LH)
    2. 卵胞刺激ホルモン (Follicle-stimulating hormone, FSH)

GnRHがLHとFSHの分泌を増加させるメカニズム

  • GnRHは視床下部の弓状核 (Arcuate nuclei) のニューロンから分泌され、主に視床下部隆起 (Median eminence) で放出されます。
  • 視床下部-下垂体門脈系 (Hypothalamic-hypophysial portal system) を通じて下垂体前葉に輸送され、LHとFSHの分泌を促進します。
  • 周期的分泌 (Pulsatile secretion)：
    • GnRHは1～3時間ごとに数分間だけ分泌されます。
    • 分泌の強度は、(1) 分泌サイクルの頻度 (Frequency) と (2) 各サイクルで放出されるGnRH量 (Quantity) によって決まります。
    • LHの分泌もGnRHの周期的放出に従い、FSHは緩やかな変動を示します。

LHとFSHの機能

  • LH：精巣におけるテストステロン分泌の主要な刺激因子。
  • FSH：精子形成 (Spermatogenesis) を主に刺激します。

注：GnRHはLH放出ホルモン (LH-releasing hormone) としても広く知られています。

ゴナドトロピンホルモン：黄体形成ホルモン (LH) と卵胞刺激ホルモン (FSH)(Gonadotropic Hormones: Luteinizing Hormone and Follicle-Stimulating Hormone)

LHとFSHの分泌 (Secretion of LH and FSH)

LHとFSHは、前葉下垂体 (Anterior pituitary gland) のゴナドトロープ細胞 (Gonadotropes) によって分泌されます。視床下部 (Hypothalamus) からのゴナドトロピン放出ホルモン (GnRH) の分泌がなければ、ゴナドトロープ細胞はほとんどLHやFSHを分泌しません。

  • ホルモンの構造：
    LHとFSHは糖タンパク質 (Glycoproteins) であり、精巣の標的組織においてサイクリックAMP (Cyclic AMP) 二次メッセンジャー系を活性化し、それぞれの標的細胞内で特定の酵素系を活性化します。

LHによるテストステロン産生の調節(Regulation of Testosterone Production by Luteinizing Hormone)

  • ライディッヒ細胞 (Leydig cells) の刺激：
    テストステロンは精巣のライディッヒ細胞 (Leydig cells) によって分泌されますが、これは前葉下垂体から分泌されるLHによる刺激があって初めて起こります。分泌されるテストステロンの量は、利用可能なLHの量にほぼ比例します。
  • ライディッヒ細胞の発達：
    新生児では、ライディッヒ細胞は出生後数週間のみ存在し、その後約10歳まで消失します。しかし、純粋なLHを投与するか、思春期にLHが分泌されると、線維芽細胞に似た精巣間質細胞が機能するライディッヒ細胞に進化します。

テストステロンによるLHとFSH分泌の抑制(Negative Feedback Control of Testosterone Secretion)

  • 負のフィードバック機構：
    テストステロンは視床下部 (Hypothalamus) に直接作用してGnRH分泌を減少させます。この効果により、前葉下垂体でのLHとFSHの分泌が減少し、LHの減少により精巣でのテストステロン分泌も減少します。
    これにより、テストステロン分泌が過剰になると、自動的に分泌が減少して目標値に戻ります。一方、テストステロンが不足すると、GnRHの分泌が増加し、LHとFSHの分泌が増加することでテストステロンの分泌が促進されます。

FSHとテストステロンによる精子形成の調節(Regulation of Spermatogenesis by FSH and Testosterone)

  • FSHの役割：
    FSHはセルトリ細胞 (Sertoli cells) のFSH受容体に結合し、これらの細胞を成長させ、精子形成物質 (Spermatogenic substances) の分泌を促進します。
  • テストステロンの役割：
    テストステロンとジヒドロテストステロン (Dihydrotestosterone) は精巣間質 (Interstitial spaces) のライディッヒ細胞から精細管内に拡散し、精子形成に強い栄養効果を与えます。
    結論：FSHとテストステロンの両方が精子形成を開始するために必要です。

セルトリ細胞と抑制ホルモンによる負のフィードバック(Role of Inhibin in Negative Feedback Control of Seminiferous Tubule Activity)

  • 抑制ホルモン (Inhibin)：
    セルトリ細胞が分泌するホルモンであり、FSH分泌を直接抑制します。
    • 精子形成が不十分：FSH分泌が増加します。
    • 精子形成が過剰：FSH分泌が減少します。
  • 構造：
    抑制ホルモンは分子量10,000～30,000の糖タンパク質 (Glycoprotein) であり、セルトリ細胞を培養することで分離されました。
  • 重要性：
    抑制ホルモンは精子形成の調節における重要な負のフィードバックメカニズムを提供し、テストステロン分泌の調節メカニズムと並行して機能します。

妊娠中の胎盤から分泌されるヒト絨毛性ゴナドトロピン (hCG) による胎児精巣のテストステロン分泌の刺激(Human Chorionic Gonadotropin Secreted by the Placenta During Pregnancy Stimulates Testosterone Secretion by the Fetal Testes)

妊娠中、胎盤 (Placenta) はヒト絨毛性ゴナドトロピン (hCG) を分泌し、母体と胎児の体内を循環します。このホルモンは、黄体形成ホルモン (LH) とほぼ同じ効果を性器に与えます。
男性胎児の場合：胎盤由来のhCGが胎児の精巣 (Testes) に作用し、テストステロンの分泌を促進します。このテストステロンは、男性生殖器の形成を促進するために不可欠です（前述参照）。hCGの詳細な役割については、第83章 (Chapter 83) を参照してください。

思春期の開始とその調節 (Puberty and Regulation of Its Onset)

思春期の開始メカニズム

思春期 (Puberty) の開始は長らく謎とされてきましたが、現在では小児期の視床下部 (Hypothalamus) がほとんどGnRHを分泌しないことが判明しています。

  • 原因：小児期には、わずかな性ホルモン分泌でも視床下部のGnRH分泌に強い抑制効果を与えます。
  • 思春期の突破：思春期になると、この抑制が解除され、GnRH分泌が開始されることで成人の性的活動が始まります。

成人男性の性的活動と男性更年期 (Male Adult Sexual Life and Male Climacteric)

  • 性的活動の継続：思春期以降、男性の下垂体は生涯にわたりゴナドトロピンホルモン (Gonadotropic hormones) を産生し、多くの場合、精子形成 (Spermatogenesis) も死ぬまで続きます。
  • 性的機能の低下：50～60代以降、多くの男性で性的機能が徐々に低下します。この低下は
    喫煙 (Smoking)、
    肥満 (Obesity)、
    高血圧 (Hypertension)、
    動脈硬化 (Atherosclerosis)、
    2型糖尿病 (Type 2 diabetes mellitus)
    などの心血管および代謝障害と関連することが多いです。
  • 男性更年期 (Male climacteric)：この徐々に進行する性的機能低下はテストステロン分泌の減少と関連しています（図81-9参照）。

男性の性的機能異常 (Abnormalities of Male Sexual Function)

前立腺とその異常 (The Prostate Gland and Its Abnormalities)

  • 成長と退縮：前立腺 (Prostate gland) は思春期にテストステロンの刺激を受けて成長し、20歳までにほぼ一定の大きさになります。50歳頃から一部の男性で退縮が始まり、これは精巣のテストステロン産生減少と関連します。
  • 良性前立腺肥大症 (Benign prostatic fibroadenoma)：高齢男性の多くで発生し、尿路閉塞 (Urinary obstruction) を引き起こすことがあります。原因はテストステロンではなく、異常な前立腺組織の過剰成長です。
  • 前立腺がん (Prostatic cancer)：全男性死亡の2～3%を占めます。
    • 前立腺がん細胞はテストステロンにより成長が促進され、精巣摘出 (Removal of testes) によるテストステロン形成抑制やエストロゲン療法で進行が遅くなることがあります。
    • 骨転移を伴う前立腺がん患者でも、これらの治療により痛みが軽減し、転移が縮小する場合があります。

男性の性腺機能低下症 (Hypogonadism in the Male)

  • 胎児期の精巣機能不全：
    胎児期に精巣が機能しない場合、男性的特徴は発達せず、女性器が形成されます。性ホルモンが存在しない場合、胎児は女性器を形成するという基本的な遺伝的特性を持っています。
  • 思春期前の精巣摘出：
    去勢 (Castration) により「宦官状態 (Eunuchism)」となり、生殖器や二次性徴が未発達のままとなります。
    • 骨端線 (Epiphyses) の閉鎖が遅いため、身長は通常の男性より若干高くなるものの、骨は細く筋力も弱いままです。
  • 思春期後の去勢：
    男性二次性徴の一部は退縮しますが、他は成人男性の特徴を保持します。性的欲求は減少しますが、完全には失われません。
  • 肥満を伴う性腺機能低下症：
    一部の症例では、視床下部 (Hypothalamus) が正常量のGnRHを分泌できない遺伝的異常が原因です。この状態では食欲中枢にも異常があり、肥満 (Obesity) が伴います。この状態は脂肪性性腺機能低下症 (Adiposogenital syndrome) またはフレーヒリッヒ症候群 (Fröhlich’s syndrome) と呼ばれます（図81-11参照）。

男性における精巣腫瘍と性腺機能亢進症(Testicular Tumors and Hypergonadism in the Male)

精巣間質ライディッヒ細胞腫瘍 (Leydig Cell Tumors)

  • 稀なケース：
    精巣に間質ライディッヒ細胞腫瘍が発生することがあります。この腫瘍は正常の100倍ものテストステロンを分泌する場合があります。
  • 小児での影響：
    ライディッヒ細胞腫瘍が小児に発生した場合、筋肉や骨の急速な成長が起こる一方で、骨端線 (Epiphyses) が早期に閉鎖するため、最終的な成人の身長は本来の予測よりも低くなります。
    また、男性生殖器や骨格筋、その他の男性的特徴が過剰に発達します。
  • 成人男性での診断困難性：
    小型の間質細胞腫瘍は、男性的特徴が既に存在するため診断が困難です。

精巣生殖上皮腫瘍 (Germinal Epithelium Tumors)

  • 多様な分化能力：
    生殖細胞 (Germinal cells) はほぼすべての細胞型に分化する能力を持つため、これらの腫瘍には胎盤組織 (Placental tissue)、毛髪 (Hair)、歯 (Teeth)、骨 (Bone)、皮膚 (Skin) など、様々な組織が含まれた腫瘍塊（奇形腫 (Teratoma)）が形成されます。
  • ホルモン分泌の可能性：
    • 胎盤組織が腫瘍内で発達すると、大量のhCGを分泌し、LHと同様の機能を果たします。
    • エストロゲンホルモン (Estrogenic hormones) を分泌する腫瘍もあり、女性化乳房 (Gynecomastia) を引き起こします。

男性における勃起不全 (Erectile Dysfunction in the Male)

特徴と原因 (Characteristics and Causes)

勃起不全 (Impotence) は、満足な性交を行うのに十分な陰茎の硬さを得る、または維持することができない状態です。

  • 神経学的問題：前立腺手術 (Prostate surgery) による副交感神経 (Parasympathetic nerves) の損傷。
  • ホルモン不足：テストステロン欠乏。
  • 薬剤の影響：ニコチン (Nicotine)、アルコール (Alcohol)、抗うつ薬 (Antidepressants) など。

血管疾患との関連 (Association with Vascular Disease)

40歳以上の男性では、血管疾患 (Vascular disease) が主な原因となります。

  • 原因：高血圧 (Hypertension)、糖尿病 (Diabetes)、動脈硬化 (Atherosclerosis) など。
  • メカニズム：血管拡張が低下し、一酸化窒素 (Nitric oxide) の放出が減少。

治療法 (Treatment)

血管疾患による勃起不全は、ホスホジエステラーゼ-5 (PDE-5) 阻害薬で治療可能です。

  • 代表薬：シルデナフィル (Sildenafil, Viagra)、バルデナフィル (Vardenafil, Levitra)、タダラフィル (Tadalafil, Cialis)。
  • 作用：PDE-5を阻害し、環状GMP (Cyclic GMP) の分解を防ぐことで、勃起を促進しその効果を持続させます。

松果体の機能と一部の動物における季節性繁殖の制御(Function of the Pineal Gland in Controlling Seasonal Fertility in Some Animals)

松果体の歴史と機能 (Historical Perspective)

松果体 (Pineal gland) は、以前は一部の下等動物で頭部後部に存在した「第三の目 (Third eye)」の名残とされています。

  • 古い仮説：感染防御、睡眠促進、気分向上、寿命延長などの機能が提案されました。
  • 現在の知見：性的活動と生殖の制御における役割が判明。

季節性繁殖の制御 (Regulation of Seasonal Fertility)

  • 光と松果体の関係：
    松果体の活動は光の量と「光の時間パターン (Time pattern of light)」により制御されます。
    • 例：ハムスターでは、1日13時間以上の暗闇が松果体を活性化します。
  • 神経経路：視覚信号が視床下部視交叉上核 (Suprachiasmal nucleus) を経由して松果体に伝わります。
  • 分泌物：松果体はメラトニン (Melatonin) を含む物質を分泌し、血液または第三脳室の液体を介して前葉下垂体に作用し、ゴナドトロピン分泌を抑制します。
    • 結果として、性腺が抑制され、冬季の暗い時期には一部が退縮します。

人間における役割 (Role in Humans)

松果体が人間の生殖を制御する役割を果たすかどうかは不明です。

  • 腫瘍の影響：
    • 過剰な松果体ホルモン分泌や松果体の圧迫による機能障害が、性腺機能低下症 (Hypogonadism) または亢進症 (Hypergonadism) と関連します。
    • これらの観察は、松果体が人間の性欲や生殖に何らかの役割を果たしている可能性を示唆しています。

重要点穴埋め問題

Question 1: Male Reproductive System (男性生殖系)
Q: The testes are composed of about 900 _________ tubules, each averaging more than 0.5 meters in length, where _________ are produced and later transported to the _________ for storage and maturation.

Answer: seminiferous / sperm / epididymis

Explanation:
精巣 (Testes) は約900本の精細管 (Seminiferous tubules) で構成されており、各管の長さは平均して0.5メートル以上です。この管の中で精子 (Sperm) が形成されます。形成された精子は精巣上体 (Epididymis) に移動し、そこで貯蔵および成熟が行われます。

Question 2: Spermatogenesis (精子形成)
Q: During spermatogenesis, _________ cells divide by mitosis to form new cells, some of which transform into _________ spermatocytes, which later divide to form two _________ spermatocytes.

Answer: spermatogonia / primary / secondary

Explanation:
精子形成 (Spermatogenesis) の過程では、精祖細胞 (Spermatogonia) が有糸分裂 (Mitosis) を行い、新しい細胞を作ります。そのうちの一部は一次精母細胞 (Primary spermatocytes) へと変化し、さらに減数分裂 (Meiosis) によって2つの二次精母細胞 (Secondary spermatocytes) になります。

Question 3: Role of Sertoli Cells (セルトリ細胞の役割)
Q: Sertoli cells provide support and nourishment to developing _________ cells, create a barrier for _________ cells, and secrete substances necessary for _________ production.

Answer: germ / sperm / sperm

Explanation:
セルトリ細胞 (Sertoli cells) は、精細管内の発達中の生殖細胞 (Germ cells) をサポートし、栄養を与える役割を担っています。また、セルトリ細胞はバリア (Barrier) を形成して精祖細胞 (Spermatogonia) を保護し、精子 (Sperm) の生産に必要な物質を分泌します。

Question 4: Sperm Structure (精子の構造)
Q: The head of the sperm contains a condensed _________, a _________ that contains enzymes, and a thin layer of _________.

Answer: nucleus / acrosome / cytoplasm

Explanation:
精子の頭部 (Head of the sperm) には、凝縮された核 (Condensed nucleus)、アクロソーム (Acrosome)、および薄い細胞質 (Cytoplasm) の層が含まれています。アクロソームは、精子が卵子の透明帯 (Zona pellucida) を通過するための重要な酵素 (ヒアルロニダーゼとプロテアーゼ) を含むキャップ状の構造です。

Question 5: Sperm Motility (精子の運動性)
Q: The tail of the sperm is composed of a central skeleton of _________, a surrounding layer of _________, and mitochondria that supply _________ for movement.

Answer: microtubules / membrane / ATP

Explanation:
精子の尾部 (Tail) は、中心にある微小管 (Microtubules) の骨格、これを覆う細胞膜 (Membrane)、および運動に必要なエネルギーであるアデノシン三リン酸 (ATP) を供給するミトコンドリア (Mitochondria) で構成されています。尾部の運動は、微小管の滑り運動によって引き起こされ、精子の前進を可能にします。

Question 6: Hormonal Control of Spermatogenesis (精子形成のホルモン制御)
Q: The anterior pituitary gland releases _________, which stimulate Sertoli cells to support developing sperm, while _________ stimulates testosterone production in _________ cells.

Answer: FSH / LH / Leydig

Explanation:
前葉下垂体 (Anterior pituitary) から分泌される卵胞刺激ホルモン (FSH) は、セルトリ細胞 (Sertoli cells) を刺激して精子の発育をサポートします。一方、黄体形成ホルモン (LH) はライディッヒ細胞 (Leydig cells) を刺激してテストステロン (Testosterone) の産生を促進します。これらのホルモンは、精子形成 (Spermatogenesis) において重要な役割を果たします。

Question 7: Chromosomal Distribution (染色体の分配)
Q: During meiosis, a primary spermatocyte divides to produce two cells, each containing _________ chromosomes. One cell carries an _________ chromosome, while the other carries a _________ chromosome, which determines the offspring’s sex.

Answer: 23 / X / Y

Explanation:
減数分裂 (Meiosis) の過程では、一次精母細胞 (Primary spermatocyte) が2つの細胞に分裂し、それぞれ23本の染色体 (Chromosomes) を含みます。そのうちの1つはX染色体 (X chromosome) を、もう1つはY染色体 (Y chromosome) を持ちます。これにより、受精時に子供の性別が決まります。X染色体を持つ精子が卵子 (Oocyte) を受精すれば女児が、Y染色体を持つ精子が受精すれば男児が生まれます。

Question 8: Male Accessory Glands (男性の付属腺)
Q: The seminal vesicles produce a fluid rich in _________, the prostate gland secretes a _________ fluid, and the bulbourethral glands secrete _________ into the urethra.

Answer: fructose / milky / mucus

Explanation:
精嚢 (Seminal vesicles) は、精子のエネルギー源となる果糖 (Fructose) を豊富に含む液体を分泌します。前立腺 (Prostate gland) は、乳白色 (Milky) のアルカリ性液体を分泌し、精子を保護します。球尿道腺 (Bulbourethral glands) は、尿道 (Urethra) に粘液 (Mucus) を分泌し、精子の通過を円滑にします。

Question 9: Ejaculation Pathway (射精の経路)
Q: Sperm are transported from the epididymis to the _________, then pass through the _________ duct, and are finally released into the _________.

Answer: vas deferens / ejaculatory / urethra

Explanation:
精子は、精巣上体 (Epididymis) から精管 (Vas deferens) に移動し、その後、射精管 (Ejaculatory duct) を通過して、最終的に尿道 (Urethra) から放出されます。この経路は、射精 (Ejaculation) において精子が体外に排出されるための重要な経路です。

Question 1: Hormonal Control of Spermatogenesis (精子形成のホルモン制御)
Q: The production of testosterone is stimulated by _________, while _________ stimulates Sertoli cells, and growth hormone promotes early division of _________ cells.

Answer: LH / FSH / spermatogonia

Explanation:
ライディッヒ細胞 (Leydig cells) におけるテストステロンの産生は黄体形成ホルモン (Luteinizing Hormone, LH) によって刺激されます。卵胞刺激ホルモン (Follicle-Stimulating Hormone, FSH) はセルトリ細胞 (Sertoli cells) を刺激し、精子形成をサポートします。成長ホルモン (Growth Hormone) は、精祖細胞 (Spermatogonia) の初期分裂を促進するため、これらのホルモンはすべて精子形成 (Spermatogenesis) に重要な役割を果たしています。

Question 2: Maturation of Sperm (精子の成熟)
Q: Sperm mature as they pass through the _________, gain motility after _________ hours, but remain inhibited by proteins in _________ fluid.

Answer: epididymis / 18-24 / epididymal

Explanation:
精子は精巣上体 (Epididymis) を通過する際に成熟し、18〜24時間後に運動能力を獲得しますが、精巣上体液 (Epididymal fluid) 中の阻害タンパク質 (Inhibitory proteins) によってその運動は射精まで抑制されています。

Question 3: Storage of Sperm (精子の貯蔵)
Q: Sperm are stored mainly in the _________, can remain inactive for up to _________ month(s), but become active after _________.

Answer: epididymis / 1 / ejaculation

Explanation:
成人男性では、精子は主に精巣上体 (Epididymis) に貯蔵され、少量は精管 (Vas deferens) にも貯蔵されます。抑制因子 (Inhibitory substances) により、精子は最大1か月間不活性のままでいられますが、射精 (Ejaculation) 後は運動性を獲得し、受精能力が高まります。

Question 4: Composition of Seminal Fluid (精液の組成)
Q: Seminal fluid contains _________ from the seminal vesicle, _________ from the prostate, and _________ from the bulbourethral glands.

Answer: fructose / calcium / mucus

Explanation:
射精される精液 (Semen) には、精嚢 (Seminal vesicle) からのフルクトース (Fructose)、前立腺 (Prostate) からのカルシウム (Calcium)、および球尿道腺 (Bulbourethral glands) からの粘液 (Mucus) が含まれています。これらの物質は、精子の運動と受精をサポートするために重要です。

Question 5: Role of the Prostate (前立腺の役割)
Q: The prostate gland secretes a _________ fluid that contains _________, which neutralizes the acidity of _________ to enhance sperm motility.

Answer: milky / citrate / vaginal secretions

Explanation:
前立腺 (Prostate gland) は乳白色の液体 (Milky fluid) を分泌し、クエン酸 (Citrate) を含みます。この液体は、女性の膣分泌液 (Vaginal secretions) の酸性 (pH 3.5–4.0) を中和し、精子の運動性 (Motility) を向上させるのに役立ちます。

Question 6: Function of the Seminal Vesicles (精嚢の機能)
Q: The seminal vesicles secrete _________, which serves as an energy source, _________ to cause uterine contractions, and _________ to aid sperm transport.

Answer: fructose / prostaglandins / mucus

Explanation:
精嚢 (Seminal vesicles) は、精子のエネルギー源としてのフルクトース (Fructose)、子宮収縮 (Uterine contractions) を引き起こすプロスタグランジン (Prostaglandins)、および精子の移動を助ける粘液 (Mucus) を分泌します。これらの成分は、受精 (Fertilization) をサポートするために重要です。

Question 7: Ejaculation Pathway (射精の経路)
Q: During ejaculation, sperm are transported from the _________, through the _________ duct, and finally exit via the _________.

Answer: vas deferens / ejaculatory / urethra

Explanation:
射精 (Ejaculation) の際、精子は精管 (Vas deferens) から射精管 (Ejaculatory duct) を通過し、最終的に尿道 (Urethra) から体外に放出されます。この経路は、射精の物理的メカニズムにおいて不可欠な役割を果たしています。

Question 8: Sperm Capacitation (精子の受精能力獲得)
Q: Capacitation of sperm involves removal of _________, loss of _________ from the sperm membrane, and increased permeability to _________.

Answer: inhibitory factors / cholesterol / calcium

Explanation:
精子の受精能力獲得 (Capacitation) には、抑制因子 (Inhibitory factors) の除去、精子膜からのコレステロール (Cholesterol) の喪失、およびカルシウム (Calcium) への透過性の増加が含まれます。これにより、精子は卵子 (Oocyte) への侵入能力を得て、受精 (Fertilization) が可能になります。

Question 9: Sperm Structure (精子の構造)
Q: The sperm tail contains a central skeleton of _________, a surrounding layer of _________, and mitochondria to supply _________ for movement.

Answer: microtubules / membrane / ATP

Explanation:
精子の尾部 (Tail) には、中心にある微小管 (Microtubules) の骨格、これを覆う細胞膜 (Membrane)、および運動のためのエネルギーを供給するミトコンドリア (Mitochondria) が含まれています。これらの構造は、精子の運動性 (Motility) を可能にします。

Question 10: Role of Calcium (カルシウムの役割)
Q: During capacitation, increased permeability to _________ allows its influx, enhancing _________ movements and weakening the _________ membrane.

Answer: calcium / flagellar / acrosome

Explanation:
受精能力獲得 (Capacitation) 中に、カルシウム (Calcium) の透過性が増加し、精子内への流入が起こります。これにより、尾部 (Flagellum) の鞭打ち運動が強化され、先体 (Acrosome) の膜が弱まり、卵子の透明帯 (Zona pellucida) を通過する能力が高まります。

Question 1: Acrosome Reaction (先体反応)
Q: The acrosome contains _________ to break down hyaluronic acid, _________ to digest structural proteins, and releases its enzymes upon binding to the _________.

Answer: hyaluronidase / protease / zona pellucida

Explanation:
先体 (Acrosome) には、ヒアルロン酸 (Hyaluronic acid) を分解するヒアルロニダーゼ (Hyaluronidase) と、構造タンパク質 (Structural proteins) を分解するプロテアーゼ (Protease) が含まれています。これらの酵素は、精子が透明帯 (Zona pellucida) に結合した後に放出され、精子が卵子に侵入するのを可能にします。

Question 2: Sperm Penetration of the Ovum (精子の卵子貫通)
Q: To penetrate the ovum, sperm must first pass through the _________ cells, then digest the _________, and finally fuse with the _________.

Answer: granulosa / zona pellucida / oocyte membrane

Explanation:
精子は、まず顆粒膜細胞 (Granulosa cells) の層を通過し、次に透明帯 (Zona pellucida) を溶解し、最終的に卵母細胞 (Oocyte) の細胞膜と融合します。この一連のプロセスが、受精 (Fertilization) の鍵となります。

Question 3: Polyspermy Block (多精受精の防止機構)
Q: The block to polyspermy is triggered by _________ influx, which causes the release of _________ granules, leading to changes in the _________ to prevent further sperm entry.

Answer: calcium / cortical / zona pellucida

Explanation:
最初の精子が卵子に侵入すると、カルシウム (Calcium) が卵母細胞 (Oocyte) 内に流入します。これにより、コルチカル顆粒 (Cortical granules) が放出され、透明帯 (Zona pellucida) が変化して他の精子が結合するのを防ぎます。これにより、多精受精 (Polyspermy) が防止されます。

Question 4: Abnormal Spermatogenesis (異常精子形成)
Q: Abnormal spermatogenesis can be caused by destruction of _________ epithelium, congenital defects in the _________, or an increase in _________ temperature.

Answer: seminiferous / genital ducts / testicular

Explanation:
異常な精子形成 (Abnormal spermatogenesis) は、精細管の上皮 (Seminiferous epithelium) の破壊、生殖管 (Genital ducts) の先天的な欠陥、または精巣温度 (Testicular temperature) の上昇によって引き起こされます。これらの要因はすべて、不妊 (Infertility) に関連しています。

Question 5: Role of Temperature in Spermatogenesis (精子形成における温度の役割)
Q: Spermatogenesis is disrupted when the testicular temperature rises above _________ degrees Celsius, but the _________ reflex helps maintain a cooler temperature by pulling the testes closer to the _________.

Answer: 37 / scrotal / body

Explanation:
精巣温度 (Testicular temperature) が37℃を超えると、精子形成 (Spermatogenesis) が阻害されます。しかし、寒冷時には陰嚢反射 (Scrotal reflex) によって陰嚢の筋肉が収縮し、精巣が体 (Body) に近づくことで、温度が調整されます。

Question 6: Cryptorchidism (停留精巣)
Q: CrQuestion 6: Cryptorchidism (停留精巣)
Q: Cryptorchidism occurs when one or both testes fail to descend from the _________, remain in the _________ canal, and cannot develop properly due to higher _________.

Answer: abdominal cavity / inguinal / temperature

Explanation:
停留精巣 (Cryptorchidism) とは、1つまたは両方の精巣が腹腔 (Abdominal cavity) から陰嚢に降下しない状態です。精巣は鼠径管 (Inguinal canal) に留まることがあり、体温が高いため、精巣の発達と精子形成が阻害される可能性があります。

Question 7: Sperm Count and Fertility (精子数と不妊)
Q: Fertility is compromised when sperm count drops below _________ million per mL, while normal ejaculation releases around _________ million sperm, with a typical volume of _________ mL.

Answer: 20 / 400 / 3.5

Explanation:
精液1mLあたりの精子数が2000万 (20 million) を下回ると、不妊 (Infertility) になる可能性が高まります。通常の射精 (Ejaculation) では、約4億 (400 million) 個の精子が放出され、射精量は約3.5mLです。

Question 8: Morphology and Motility (精子の形態と運動性)
Q: Male infertility can occur even with normal sperm count due to _________ abnormalities, poor _________, or the presence of non-motile _________.

Answer: morphological / motility / sperm

Explanation:
精子の形態 (Morphology) や運動性 (Motility) に異常があると、精子数が正常であっても不妊 (Infertility) になる可能性があります。物理的に異常な形態の精子 (2つの頭部を持つなど) や、運動性が低下した精子は、受精能力が低くなります。

Question 9: Sperm Lifespan (精子の寿命)
Q: Sperm can survive for _________ weeks in the male reproductive tract, remain viable for _________ hours in the female reproductive tract, and can be stored for years at _________ temperatures.

Answer: several / 24-48 / subzero

Explanation:
精子は、男性の生殖管 (Male reproductive tract) では数週間生存することが可能です。射精後、女性の生殖管 (Female reproductive tract) では24〜48時間生存します。さらに、−100℃以下の冷凍 (Subzero) 状態では、精子を数年間保存することができます。

Question 10: Components of Semen (精液の成分)
Q: Semen is composed of _________ fluid from the vas deferens, _________ fluid from the seminal vesicles, and _________ fluid from the prostate gland.

Answer: vas / seminal / prostatic

Explanation:
精液 (Semen) は、精管 (Vas deferens) からの精管液 (Vas fluid)、精嚢 (Seminal vesicles) からの精嚢液 (Seminal fluid)、および前立腺 (Prostate) からの前立腺液 (Prostatic fluid) で構成されています。これらの液体が混合され、精子の運動と受精をサポートします。

Question 1: Male Sexual Act (男性の性行為)
Q: Sexual sensation is transmitted from the _________ through the _________ nerve to the _________ portion of the spinal cord.

Answer: glans penis / pudendal / sacral

Explanation:
性的感覚 (Sexual sensation) は、陰茎亀頭 (Glans penis) から発生し、陰部神経 (Pudendal nerve) を通り、仙骨脊髄 (Sacral portion of the spinal cord) に伝達されます。この経路は、男性の性行為 (Male sexual act) における重要な感覚入力を提供します。

Question 2: Penile Erection (陰茎の勃起)
Q: Penile erection is triggered by _________ impulses, which release _________ and cyclic GMP, causing relaxation of smooth muscle in the _________.

Answer: parasympathetic / nitric oxide / corpora cavernosa

Explanation:
陰茎の勃起 (Penile erection) は、副交感神経 (Parasympathetic impulses) によって引き起こされます。この神経インパルスは一酸化窒素 (Nitric oxide) を放出し、環状グアノシン一リン酸 (Cyclic GMP) の生成を促進します。これにより、陰茎の海綿体 (Corpora cavernosa) 内の平滑筋 (Smooth muscle) が弛緩し、血流が増加して勃起が発生します。

Question 3: Ejaculation (射精のプロセス)
Q: During ejaculation, _________ contractions move sperm through the vas deferens, while the _________ and seminal vesicles release their secretions into the _________.

Answer: peristaltic / prostate / internal urethra

Explanation:
射精 (Ejaculation) では、蠕動収縮 (Peristaltic contractions) により、精子が精管 (Vas deferens) を通過します。同時に、前立腺 (Prostate) および精嚢 (Seminal vesicles) が分泌物を内尿道 (Internal urethra) に放出し、精液 (Semen) が形成されます。

Question 4: Lubrication (潤滑の機能)
Q: During male sexual activity, _________ impulses stimulate the secretion of mucus from the _________ and _________ glands to provide lubrication.

Answer: parasympathetic / urethral / bulbourethral

Explanation:
性的活動中、副交感神経 (Parasympathetic impulses) は、尿道腺 (Urethral glands) と球尿道腺 (Bulbourethral glands) を刺激して粘液 (Mucus) を分泌させます。この粘液は性交時の潤滑を助け、摩擦を減少させる役割を果たします。

Question 5: Role of Sympathetic Nerves (交感神経の役割)
Q: The sympathetic nervous system controls the process of _________, which involves contraction of the _________ and the ampulla to release sperm into the _________.

Answer: emission / vas deferens / internal urethra

Explanation:
交感神経 (Sympathetic nerves) は、射出 (Emission) のプロセスを制御します。この過程では、精管 (Vas deferens) およびアンプラ (Ampulla) が収縮し、精子が内尿道 (Internal urethra) に放出されます。射出は射精 (Ejaculation) に先行する重要な段階です。

Question 6: Sexual Sensation (性的感覚の伝達)
Q: Sexual sensation is transmitted to the _________ via the pudendal nerve, which originates from the _________ plexus and connects to the _________ spinal cord.

Answer: brain / sacral / sacral

Explanation:
性的感覚 (Sexual sensation) は、陰部神経 (Pudendal nerve) を通じて脳 (Brain) に送られます。この神経は仙骨神経叢 (Sacral plexus) から発生し、仙骨脊髄 (Sacral spinal cord) に接続します。これにより、性的な感覚信号が中枢神経系 (CNS) に送られます。

Question 7: Reflex Mechanisms (反射機構の役割)
Q: Reflex control of the male sexual act is integrated at the _________ and _________ levels of the spinal cord, independent of the _________.

Answer: sacral / lumbar / brain

Explanation:
男性の性行為 (Male sexual act) の反射制御は、仙骨 (Sacral) および腰椎 (Lumbar) レベルの脊髄 (Spinal cord) で統合され、脳 (Brain) の関与がなくても行われます。したがって、脊髄の損傷があっても、適切な反射が残っていれば射精は可能です。

Question 8: Nocturnal Emission (夜間遺精)
Q: Nocturnal emission, also known as a “wet dream,” occurs during sleep, often in _________, and is triggered by _________ stimulation, sometimes without physical _________.

Answer: adolescence / psychic / contact

Explanation:
夜間遺精 (Nocturnal emission) は、特に思春期 (Adolescence) に多く見られる現象で、睡眠中に発生します。心理的な刺激 (Psychic stimulation) によって引き起こされ、物理的な接触 (Physical contact) がなくても射精が起こることがあります。

Question 9: Male Orgasm (男性のオルガスム)
Q: The male orgasm is associated with rhythmic contractions of the _________ muscles, pressure changes in the _________, and propulsion of semen through the _________.

Answer: bulbocavernosus / erectile tissue / urethra

Explanation:
男性のオルガスム (Male orgasm) は、球海綿体筋 (Bulbocavernosus muscles) のリズミカルな収縮、勃起組織 (Erectile tissue) の圧力変化、および精液が尿道 (Urethra) を通して外部に排出される過程によって特徴付けられます。

Question 10: Resolution Phase (解消期の過程)
Q: The resolution phase follows ejaculation, during which parasympathetic impulses subside, _________ return to normal, and blood drains from the _________ tissues, leading to loss of _________.

Answer: cyclic GMP / erectile / erection

Explanation:
射精 (Ejaculation) 後の解消期 (Resolution phase) では、副交感神経インパルス (Parasympathetic impulses) が減少し、環状GMP (Cyclic GMP) が分解されます。その結果、勃起組織 (Erectile tissues) から血液が排出され、陰茎 (Penis) の勃起 (Erection) が消失します。
＊Cyclic GMP：海綿体 (Corpora cavernosa) や尿道海綿体 (Corpus spongiosum) の血管平滑筋を弛緩させ、血流を増加

Question 1: Testosterone Secretion (テストステロンの分泌)
Q: Testosterone is primarily secreted by _________ cells, makes up about _________% of the testes mass in adults, and its secretion increases significantly during _________.

Answer: Leydig / 20 / puberty

Explanation:
テストステロンは、精巣内のライディッヒ細胞 (Leydig cells) によって分泌され、成人の精巣質量の約20%を占めています。テストステロンの分泌は思春期 (Puberty) に急激に増加し、男性の性的発達と二次性徴 (Secondary sexual characteristics) に関与します。

Question 2: Role of Testosterone in Fetal Development (胎児発達におけるテストステロンの役割)
Q: During fetal development, testosterone promotes the formation of the _________, inhibits the development of the _________, and facilitates the descent of the _________.

Answer: penis / vagina / testes

Explanation:
胎児期のテストステロンは、陰茎 (Penis) や前立腺 (Prostate gland) などの男性生殖器の発達を促進し、女性の膣 (Vagina) 形成を抑制します。また、妊娠後期には精巣 (Testes) の陰嚢への下降を促進します。

Question 3: Testosterone Metabolism (テストステロンの代謝)
Q: Testosterone circulates in the blood bound to _________ or _________, and in certain tissues, it is converted into _________ to exert its effects.

Answer: albumin / SHBG / dihydrotestosterone (DHT)

Explanation:
血中のテストステロンの約97%は、血漿アルブミン (Albumin) または性ホルモン結合グロブリン (SHBG) に結合して運ばれます。特定の標的組織（例: 前立腺）では、テストステロンはより活性の高いジヒドロテストステロン (Dihydrotestosterone, DHT) に変換され、その作用を発揮します。

Question 4: Androgen Production (アンドロゲンの生成)
Q: In addition to the testes, _________ also secrete androgens, which are synthesized from _________ or _________ as their precursor molecules.

Answer: adrenal glands / cholesterol / acetyl-CoA

Explanation:
アンドロゲン (Androgens) は精巣 (Testes) だけでなく、副腎 (Adrenal glands) でも分泌されます。これらのアンドロゲンは、コレステロール (Cholesterol) またはアセチルCoA (Acetyl-CoA) から合成されるステロイド化合物 (Steroid compounds) です。

＊Androgens：精巣は複数の男性性ホルモン (Male sex hormones) を分泌し、これらは総称してアンドロゲン (Androgens) と呼ばれます。代表的なものにはテストステロン (Testosterone)、ジヒドロテストステロン (Dihydrotestosterone)、アンドロステンジオン (Androstenedione) があります。この中で、テストステロンは圧倒的に多量に存在し、主要な精巣ホルモンとみなされます。

Question 5: Testosterone Conversion and Excretion (テストステロンの変換と排泄)
Q: Testosterone is converted into _________ and _________ in the liver, and excreted through the _________ as conjugated metabolites.

Answer: androsterone / dehydroepiandrosterone (DHEA) / bile

Explanation:
テストステロンは、肝臓 (Liver) でアンドロステロン (Androsterone) やデヒドロエピアンドロステロン (DHEA) に変換されます。その後、グルクロン酸抱合体や硫酸抱合体 (Conjugated metabolites) として腸管を介して排泄されます。

Question 6: Testosterone Function in Adult Males (成人男性におけるテストステロンの機能)
Q: Testosterone promotes the development of _________ characteristics, stimulates _________ production, and supports growth of _________ tissue.

Answer: secondary sexual / sperm / muscle

Explanation:
テストステロンは、二次性徴 (Secondary sexual characteristics) の発達を促進し、精子形成 (Spermatogenesis) を刺激します。また、筋肉組織 (Muscle tissue) の成長と維持にも関与しており、これが男性の身体的特徴の発達に寄与します。

Question 7: Testosterone Regulation (テストステロンの調節)
Q: Testosterone production is stimulated by _________ from the anterior pituitary, influenced by _________ from the hypothalamus, and primarily produced by _________ cells in the testes.

Answer: LH / GnRH / Leydig

Explanation:
テストステロンの生成は、下垂体前葉から分泌される黄体形成ホルモン (Luteinizing hormone, LH) によって刺激されます。このLHの分泌は、視床下部 (Hypothalamus) から分泌されるゴナドトロピン放出ホルモン (GnRH) によって制御されます。テストステロンは、主に精巣のライディッヒ細胞 (Leydig cells) によって産生されます。

Question 8: Role of Estrogen in Males (男性におけるエストロゲンの役割)
Q: In males, estrogen is produced by the _________ cells, converted from testosterone, and plays a role in _________ and _________.

Answer: Sertoli / spermatogenesis / bone growth

Explanation:
男性においては、セルトリ細胞 (Sertoli cells) がテストステロンをエストラジオール (Estradiol) に変換し、精子形成 (Spermatogenesis) を促進します。また、骨の成長 (Bone growth) にも寄与し、骨の健康を維持する役割を果たします。

Question 9: Descent of the Testes (精巣の下降)
Q: The descent of the testes occurs during the last _________ months of fetal development, is influenced by _________ secretion, and facilitates movement of the testes through the _________.

Answer: 2-3 / testosterone / inguinal canal

Explanation:
精巣の下降 (Descent of the testes) は、胎児発達の最後の2〜3か月間に発生します。精巣は、テストステロン (Testosterone) の分泌によって刺激され、鼠径管 (Inguinal canal) を通過して陰嚢 (Scrotum) に降下します。

Question 10: Androgenic Effects (アンドロゲンの効果)
Q: Androgenic effects include development of _________ genitalia, promotion of _________ voice, and stimulation of _________ growth.

Answer: male / deepening / hair

Explanation:
アンドロゲン (Androgens) は、男性生殖器 (Male genitalia) の発達、声変わり (Deepening of the voice)、および体毛の成長 (Hair growth) を促進します。これらの作用は、思春期 (Puberty) に観察される二次性徴の一部です。

Question 1: Effect of Testosterone on Primary Sexual Characteristics (テストステロンが一次性徴に与える影響)
Q: Testosterone causes the enlargement of the _________, _________, and _________ during puberty, leading to the development of primary sexual characteristics in males.

Answer: penis / testes / scrotum

Explanation:
テストステロン (Testosterone) は、思春期 (Puberty) に陰茎 (Penis)、精巣 (Testes)、および陰嚢 (Scrotum) を拡大させ、男性の一次性徴 (Primary sexual characteristics) を発達させます。

Question 2: Effect of Testosterone on Hair Growth (テストステロンが体毛成長に与える影響)
Q: Testosterone stimulates hair growth on the _________, _________, and _________, while reducing hair growth on the scalp in certain areas.

Answer: face / chest / pubic region

Explanation:
テストステロンは、顔 (Face)、胸部 (Chest)、および恥骨部 (Pubic region) における体毛の成長を促進します。一方、テストステロンの影響により、頭皮 (Scalp) の特定の領域では毛髪の成長が減少し、男性型脱毛 (Male pattern baldness) を引き起こすことがあります。

Question 3: Testosterone and Voice Change (テストステロンと声変わりの関係)
Q: Testosterone causes thickening of the _________, enlargement of the _________, and leads to the development of a _________ voice in males.

Answer: vocal cords / larynx / deeper

Explanation:
テストステロン (Testosterone) は、声帯 (Vocal cords) を厚くし、喉頭 (Larynx) を拡大させ、声が低くなる (Deeper voice) 男性の特徴的な声を生み出します。

Question 4: Testosterone’s Effect on Muscle and Protein Synthesis (テストステロンが筋肉とタンパク質合成に与える影響)
Q: Testosterone increases _________ synthesis, promotes the growth of _________, and leads to a _________% increase in muscle mass compared to females.

Answer: protein / muscle / 50

Explanation:
テストステロンは、タンパク質合成 (Protein synthesis) を増加させ、筋肉 (Muscle) の成長を促進します。思春期 (Puberty) 以降、男性は女性と比較して約50%の筋肉量の増加が見られます。

Question 5: Testosterone’s Effect on Bone Growth (テストステロンが骨成長に与える影響)
Q: Testosterone increases the thickness of _________, enhances _________ deposition, and affects the shape and strength of the _________.

Answer: bones / calcium / pelvis

Explanation:
テストステロンは、骨 (Bones) の厚さを増加させ、カルシウム (Calcium) の沈着を促進します。さらに、骨盤 (Pelvis) の形状に影響を与え、骨盤が狭く、漏斗状になるのを助けます。これにより、男性の骨構造が女性と異なる特徴を持つようになります。

Question 6: Testosterone and Acne (テストステロンとにきびの関係)
Q: Testosterone increases _________ gland activity, promotes secretion of _________, and can lead to the development of _________ during puberty.

Answer: sebaceous / sebum / acne

Explanation:
テストステロンは、皮脂腺 (Sebaceous glands) の活動を増加させ、皮脂 (Sebum) の分泌を促進します。これにより、思春期 (Puberty) ににきび (Acne) が発生することがあります。ただし、通常は時間の経過とともに消失します。

Question 7: Testosterone and Basal Metabolic Rate (テストステロンと基礎代謝率の関係)
Q: Testosterone increases the _________ rate, raises _________ synthesis, and contributes to an increase in _________ activity in cells.

Answer: basal metabolic / protein / enzymatic

Explanation:
テストステロンは、基礎代謝率 (Basal metabolic rate) を増加させ、タンパク質合成 (Protein synthesis) を促進します。これにより、細胞内の酵素 (Enzymatic) 活動が増加し、代謝が活発になります。

Question 8: Testosterone’s Effect on Blood (テストステロンが血液に与える影響)
Q: Testosterone increases the number of _________, enhances the production of _________, and raises _________ volume in males.

Answer: red blood cells / hemoglobin / blood

Explanation:
テストステロンは、赤血球 (Red blood cells) の数を増加させ、ヘモグロビン (Hemoglobin) の生成を促進します。その結果、男性では血液量 (Blood volume) が増加し、女性よりも高い赤血球数が維持されます。

Question 9: Testosterone’s Effect on Electrolytes (テストステロンが電解質に与える影響)
Q: Testosterone increases the reabsorption of _________ in the _________ tubules and slightly raises _________ volume in males.

Answer: sodium / distal / extracellular fluid

Explanation:
テストステロンは、腎臓の遠位尿細管 (Distal tubules) におけるナトリウム (Sodium) の再吸収をわずかに増加させます。これにより、男性の細胞外液量 (Extracellular fluid volume) が増加します。

Question 10: Testosterone and Hypothalamic Control (テストステロンと視床下部の制御)
Q: The hypothalamus secretes _________, which stimulates the release of _________ and _________ from the anterior pituitary to control testosterone production.

Answer: GnRH / LH / FSH

Explanation:
視床下部 (Hypothalamus) は、ゴナドトロピン放出ホルモン (Gonadotropin-releasing hormone, GnRH) を分泌し、これが下垂体前葉 (Anterior pituitary) を刺激して、黄体形成ホルモン (Luteinizing hormone, LH) と卵胞刺激ホルモン (Follicle-stimulating hormone, FSH) の放出を促進します。これらのホルモンはテストステロンの分泌を制御します。

Question 1: Gonadotropic Hormones (ゴナドトロピンホルモン)
Q: The gonadotropic hormones _________ and _________ are secreted by the _________ cells of the anterior pituitary.

Answer: LH / FSH / gonadotrope

Explanation:
ゴナドトロピンホルモン (Gonadotropic hormones) には、黄体形成ホルモン (Luteinizing hormone, LH) と卵胞刺激ホルモン (Follicle-stimulating hormone, FSH) があります。これらは前葉下垂体 (Anterior pituitary) のゴナドトロープ細胞 (Gonadotrope cells) によって分泌されます。

Question 2: LH and Testosterone Production (LHとテストステロンの産生)
Q: LH stimulates _________ cells, which produce _________ in the testes, and this process is regulated by _________ from the hypothalamus.

Answer: Leydig / testosterone / GnRH

Explanation:
黄体形成ホルモン (Luteinizing hormone, LH) は、精巣 (Testes) のライディッヒ細胞 (Leydig cells) を刺激し、テストステロン (Testosterone) を生成します。このプロセスは、視床下部 (Hypothalamus) から分泌されるゴナドトロピン放出ホルモン (Gonadotropin-releasing hormone, GnRH) によって制御されます。

Question 3: Negative Feedback Mechanism (負のフィードバック機構)
Q: Testosterone inhibits the secretion of _________ in the hypothalamus, which in turn decreases the release of _________ and _________ from the anterior pituitary.

Answer: GnRH / LH / FSH

Explanation:
テストステロン (Testosterone) は、視床下部 (Hypothalamus) からのゴナドトロピン放出ホルモン (GnRH) の分泌を抑制します。この効果により、前葉下垂体 (Anterior pituitary) からの黄体形成ホルモン (LH) と卵胞刺激ホルモン (FSH) の分泌が減少します。これがテストステロン分泌の負のフィードバック機構です。

Question 4: Role of FSH in Spermatogenesis (精子形成におけるFSHの役割)
Q: FSH binds to _________ cells, promotes the production of _________ substances, and works together with _________ to support spermatogenesis.

Answer: Sertoli / spermatogenic / testosterone

Explanation:
卵胞刺激ホルモン (Follicle-stimulating hormone, FSH) はセルトリ細胞 (Sertoli cells) に結合し、精子形成物質 (Spermatogenic substances) の分泌を促進します。FSHはテストステロン (Testosterone) と協力して精子形成 (Spermatogenesis) をサポートします。

Question 5: Role of Inhibin (抑制ホルモンの役割)
Q: Inhibin is secreted by _________ cells, directly suppresses the secretion of _________, and provides a negative feedback mechanism for _________ activity.

Answer: Sertoli / FSH / seminiferous tubule

Explanation:
抑制ホルモン (Inhibin) は、セルトリ細胞 (Sertoli cells) によって分泌され、卵胞刺激ホルモン (FSH) の分泌を直接抑制します。これにより、精細管 (Seminiferous tubule) の活動を制御する負のフィードバックメカニズムが提供されます。

Question 6: Role of hCG in Male Fetus (胎児のhCGの役割)
Q: During pregnancy, the _________ secretes hCG, which stimulates the fetal _________ to produce _________, essential for the development of male reproductive organs.

Answer: placenta / testes / testosterone

Explanation:
妊娠中、胎盤 (Placenta) はヒト絨毛性ゴナドトロピン (Human chorionic gonadotropin, hCG) を分泌します。hCGは、胎児の精巣 (Testes) に作用してテストステロン (Testosterone) の産生を促進し、これにより男性の生殖器の発達が促されます。

Question 7: Puberty and Hormonal Regulation (思春期とホルモン調節)
Q: Puberty begins when the inhibition of _________ release from the hypothalamus is reduced, causing the secretion of _________ and _________ from the anterior pituitary.

Answer: GnRH / LH / FSH

Explanation:
思春期 (Puberty) は、視床下部 (Hypothalamus) からのゴナドトロピン放出ホルモン (GnRH) の分泌抑制が解除されることで開始されます。これにより、前葉下垂体 (Anterior pituitary) から黄体形成ホルモン (LH) および卵胞刺激ホルモン (FSH) の分泌が開始され、思春期の性的成熟が促されます。

Question 8: Male Climacteric (男性の更年期)
Q: The male climacteric is characterized by a gradual decrease in _________ secretion, often associated with metabolic conditions like _________ and _________.

Answer: testosterone / obesity / type 2 diabetes

Explanation:
男性の更年期 (Male climacteric) では、テストステロン (Testosterone) の分泌が徐々に減少します。この減少は、肥満 (Obesity) や2型糖尿病 (Type 2 diabetes) などの代謝状態と関連しています。

Question 9: Prostate Gland Abnormalities (前立腺の異常)
Q: The prostate gland can develop conditions like _________, _________, and _________, which may affect urinary flow and reproductive function.

Answer: benign prostatic hyperplasia / prostatitis / prostatic cancer

Explanation:
前立腺 (Prostate gland) には、良性前立腺肥大症 (Benign prostatic hyperplasia, BPH)、前立腺炎 (Prostatitis)、および前立腺がん (Prostatic cancer) などの異常が発生する可能性があります。これらの状態は、尿の流れや生殖機能に影響を与えることがあります。

Question 10: Erectile Dysfunction (勃起不全)
Q: Erectile dysfunction can result from _________ damage, _________ disease, or the use of certain medications like _________.

Answer: nerve / vascular / antidepressants

Explanation:
勃起不全 (Erectile dysfunction) は、神経損傷 (Nerve damage)、血管疾患 (Vascular disease)、および抗うつ薬 (Antidepressants) などの薬の使用によって引き起こされることがあります。これらの要因は、陰茎への血流の増加を妨げ、勃起が不十分になる可能性があります。

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