第二节 男性生殖器官的解剖和生理功能

男性生殖器官可分为内生殖器官和外生殖器官两部分。内生殖器官包括睾丸、生殖管道和附属性腺。睾丸是产生精子及分泌雄性激素的器官，生殖管道包括曲细精管、睾网、附睾、输精管、射精管以及尿道。生殖管道中，附睾不仅是运输精子的通道，还具有吸收和分泌腺体的功能，促进精子进一步成熟。而附属性腺包括精囊腺、前列腺及尿道球腺，它们的分泌物是构成精液的主要部分，当精子排出时，它们具有保护精子并增强和维持精子在女性生殖道内活动能力的作用。而外生殖器官包括阴阜、阴囊和阴茎，阴囊位于阴茎根部与会阴之间，内藏睾丸、附睾和精索的一部分，阴茎是男性泌尿与生殖道共用的终末排出器官，也是男性的性交器官，这些都是男性外生殖器官的主要组成部分。

一、睾丸

（一）睾丸的组织解剖及生理功能

睾丸是产生精子和分泌雄性激素的器官。它位于阴囊内，呈卵圆形，左右各一，表面光滑，前缘游离，后缘附有系膜，由两侧精索悬垂于阴囊内。成人的睾丸平均长4～5cm，宽约2.5cm，前后径约3cm，重11～14g。睾丸结构包括被膜、曲细精管与间质三部分。睾丸被膜覆盖在睾丸表面，分成脏、壁两层。脏层覆盖在睾丸表面，壁层贴附于阴囊里侧，两层之间形成一个腔隙，即鞘膜腔。腔内含有少量浆液，可以减少睾丸在阴囊内移动时的阻力。鞘膜具有分泌与吸收的功能，一般情况下分泌与吸收处于平衡状态，如果分泌功能增强或有吸收障碍，则导致鞘膜内积液增多，临床上称为睾丸鞘膜积液。

脏层鞘膜下有一层较厚的致密结缔组织包围着睾丸实质，称为白膜。在睾丸纵切面处肉眼可见白膜在睾丸后缘增厚成为纵隔，纵隔的结缔组织伸入睾丸间质，形成一些结缔组织小叶，称为睾丸小隔，每个睾丸都有200多个锥形小隔，每个睾丸小隔内含有1～4条曲细精管，每条曲细精管长20～70cm，其形状弯曲，若把所有曲细精管连接起来，总长度约有255m。每一个睾丸小隔内的曲细精管汇成一条直细精管，各个小隔的直细精管在睾门互相交织成网，称为睾网，由睾网汇集成10～15条睾丸输出管，穿过白膜进入附睾头部。曲细精管是睾丸的基本组织，曲细精管之间的组织称为间质组织。曲细精管中包含生精细胞和支持细胞，而间质组织中包含间质细胞、肥大细胞和吞噬细胞等，其中生精细胞、支持细胞和间质细胞是睾丸中的主要细胞。

1.睾丸间质结构及功能

（1）间质组织的结构和分泌物。

睾丸的间质组织内是一层含有丰富血管的疏松结缔组织，这层结缔组织分布在曲细精管之间，其内除了含有血管及成纤维细胞外，还有成群的上皮样细胞，称为睾丸间质细胞（Leydig Cell），分泌雄性激素。脑垂体分泌黄体生成素，调节和控制间质细胞以产生雄性激素（睾酮）。所以，这些细胞的特征是细胞内富含胆固醇的脂滴，这些胆固醇进一步分解为17-羟酮，提供间质细胞以产生睾酮以及支持细胞产生雌二醇。目前对间质细胞功能和睾酮的生物合成、分泌及间质细胞对靶细胞的作用等比较清楚。但近年来发现间质细胞除分泌睾酮外，还分泌促肾上腺皮质激素（ACTH）、内啡呔、加压素、催产素、微清蛋白等。睾丸间质内其他成分如巨噬细胞、肥大细胞、毛细血管等也受到人们注意，它们在男性生殖活动中可能起到一定作用。间质细胞主要分泌：

① 睾酮。正常男性每天分泌睾酮约7mg。睾酮的主要生理功能：

a.促使内、外生殖器官的成熟，并使其维持在成熟状态。在正常情况下，精子的生成、分裂、分化都需要睾酮的支持；附睾的吸收和分泌作用，精囊腺和前列腺的分泌和维持作用也都需要睾酮的支持。

b.保持血液中睾酮的浓度水平，促使第二性征的出现并维持其正常状态。

c.维持正常男性的性功能。当体内睾酮水平下降时，男性性功能下降。

d.血清睾酮浓度对丘脑下部和垂体起着反馈作用，借以调节体内性激素的平衡。经研究发现，血清睾酮水平提高一倍，垂体促性腺激素分泌减少一半。因此，外源性的睾酮并无刺激精子生成的作用，反而会抑制垂体的促性腺激素分泌，从而使内源性雄性激素分泌减少。

e.睾酮有明显的促进蛋白质合成作用，能使肌纤维增粗、体重增加，同时亦可减少蛋白分解，使氮血症得到改善。

f.当骨髓功能低下时，较大量的睾酮可刺激造血功能。

g.睾酮还可促进肾小管对水和钠的重吸收，具有保留钙和磷的作用。

h.睾酮还有拮抗雌性激素的作用。

② ACTH与内啡呔。ACTH与内啡呔来自同一前体阿黑皮素原（Pro-opiomelanocortin，简称POMC）。在鼠、猴及人的睾丸内发现翻译POMC的mRNA，但其量仅为垂体前叶的1/500～1/100。这些睾丸内的内源性鸦片类物质究竟有何作用，目前尚在研究中。根据对大鼠的实验研究结果，支持细胞上的鸦片肽受体，有抑制FSH对支持细胞的作用，使分泌雄激素结合蛋白（ABP）能力下降，细胞内出现了促性腺激素释放激素（GnRH）免疫活性。间质细胞上的鸦片肽受体尚未得到证实，鸦片肽对间质细胞的作用可能是通过支持细胞分泌的GnRH来进行调控的。

③催产素与加压素。Guldenaar等（1985）用免疫组化方法发现大鼠间质细胞内有催产素阳性物质，故认为睾丸内存在一种神经垂体蛋白，它与下丘脑内神经元产生的神经垂体蛋白不同，这些催产素可刺激附睾与输精管收缩，促进精子运送。Kasson等在大鼠睾丸内发现高浓度的精氨酸加压素（Argininevasopressin，简称 AVP）和AVP受体。间质细胞产生 AVP，又作用于间质细胞本身，这是一种自分泌作用。AVP与受体结合后，增加孕酮合成而抑制睾酮合成。这一作用刚好与促黄体素（LH）作用相反，是一种自身微调节。

④ 微清蛋白（Parralbumin）。微清蛋白是肌肉和大脑内一种与钙离子结合的蛋白，现已证实睾丸间质细胞可产生微清蛋白，微清蛋白可能与间质细胞合成睾酮有关。

（2）睾丸间质细胞的调节。

丘脑下部与垂体激素通过分泌LH，对睾丸间质细胞的功能进行调节，这一过程已经比较清楚。而目前发现间质细胞的分泌调节异常复杂，睾丸内部一些因素对间质细胞功能也有调节作用。这些因素包括：

① 支持细胞与间质细胞的相互关系。已知支持细胞分泌雌二醇和类GnRH物质。雌二醇在局部作用于间质细胞，抑制其生物合成。睾丸GnRH与下丘脑GnRH的免疫活性不同，生物活性却非常相似。睾丸GnRH很不稳定，极易被酶破坏，能与间质细胞的GnRH受体结合。在大鼠的试验中发现，GnRH最初的作用是刺激间质细胞分泌睾酮，若在体内连续使用GnRH两天以上，GnRH对间质细胞的作用转为抑制，表现为睾丸重量减轻，间质细胞的LH受体减少，以及睾丸受LH和hCG刺激后分泌睾酮能力降低。然而支持细胞也受间质细胞的影响，间质细胞分泌的内啡呔与ACTH则作用于支持细胞而使其分泌类GnRH物质。所以支持细胞与间质细胞之间形成一个内部环路。

② 曲细精管与间质细胞的关系。Bergh观察大鼠曲细精管对其周围间质细胞产生的不同影响，发现精子发育至Ⅶ—Ⅷ期，曲细精管附近的间质细胞大于血管周围的间质细胞，Seyed等将大鼠的隐睾模型取出曲细精管在体外培养，然后将培养液加到正常大鼠间质液中，结果发现隐睾后7、14、28天的曲细精管能分泌一种热稳定的物质，对胰蛋白酶有拮抗性，能刺激间质细胞分泌睾酮，但它不是GnRH类似物，其作用也不被GnRH拮抗剂阻断。

③ 睾丸间质内毛细血管通透性研究。睾丸间质内毛细血管通透性是受性激素控制的。毛细血管的通透性决定间质液的多少与形成的速度，而间质液内含有的营养物质进入支持细胞，促进精原细胞的分化。LH与hCG能增加毛细血管的通透性，使间质液体积增加。最近，GnRH对睾丸间质毛细血管的作用受到人们的关注。正常间质内毛细血管是连续的，内皮细胞间有各种连接，无间隙，毛细血管壁无孔。Meyerhofer与Dube曾持续3个月每天注射GnRH类似物于雄性大鼠，结果发现曲细精管直径变小，管壁只剩精原细胞与少数精母细胞，支持细胞内吞噬体与脂滴增加。间质内毛细血管内皮细胞出现间隙，管壁出现微孔，基膜增厚并分层。停药4个月后，毛细血管结构恢复正常，管壁间隙及微孔均消失。有人认为支持细胞分泌GnRH类似物与LH相互作用并调节睾丸间质液的形成。

现在研究发现，Ethane Dimethane Sulphonate（简称EDS）原是一种抗肿瘤药物，它能于48小时内破坏大鼠体内所有的间质细胞，使睾酮浓度急剧降低，直至无法测出，因而使用EDS是研究间质细胞再生的一个很好的实验方法。

Richart曾用 EDS注射于大鼠，3天后曲细精管损伤不多，第4～14天精子发生进行性损伤，3～10周后大部分曲细精管恢复。Jackson等用EDS 75mg/kg一次腹腔注射，注射后6小时少数间质细胞呈块状，线粒体内部结构消失，注射后3天已无间质细胞可见。21天发现胚胎型间质细胞，49天转变为成年型，间质细胞再生后血清睾酮亦趋正常，促黄体素（LH）与促滤泡素（FSH）于28天后恢复正常功能。因此，许多学者利用这个方法进一步研究睾丸间质的性质和功能。

（3）间质组织的其他细胞。

睾丸间质内除了间质细胞外，其他细胞的作用也日益受到重视。

① 巨噬细胞。睾丸间质内巨噬细胞非常多，与间质细胞比例为1：4。形态上与其他器官的巨噬细胞并无两样，目前已知其有贴壁功能，而且分离出来的巨噬细胞对FSH发生反应是它的特异性，不过它对胰岛素、睾酮、雌二醇都不发生作用，因而被认为是一种“常驻巨噬细胞”。最近的研究也证明了白介素-Ⅰ是由巨噬细胞产生。Bart等所做的大鼠实验发现了hCG可促进睾酮生成，而白介素-Ⅰ则抑制hCG睾酮生成，而且这可能与可抑制外源性孕酮和17-α羟孕酮转换为睾酮有关。以上结果说明睾丸巨噬细胞通过分泌白介素-Ⅰ的方式来调节睾酮的生成。

② 肥大细胞。在不育症的睾丸活检观察中，睾丸间质中的肥大细胞较正常人多，因而间质中的肥大细胞功能已引起人们注意。

Agarwal等曾对91例男性不育患者进行睾丸活检，并以8例正常人活检作为对照，结果发现睾丸间质中的肥大细胞增加的数量与生精障碍程度呈明显正相关。肥大细胞增加的原因不明，有人认为某些不明因素作用后可以使局部产生抗体。抗体与肥大细胞结合后可引起组织胺和羟色胺的释放，胺类可以使曲细精管壁增厚并造成生精细胞损伤。不过到目前为止，间质肥大细胞有何功能尚不清楚。

2.曲细精管

曲细精管主要由生精细胞和支持细胞组成。精子整个发生过程大部分是在曲细精管内完成的，曲细精管是由一种特殊的复层上皮构成的，这种上皮称为生殖上皮。生殖上皮细胞可分两种：一种是产生精子的生精细胞，另一种是起支持、营养生殖细胞作用并具有分泌功能的支持细胞。

（1）支持细胞（Sertoli Cell）。

在曲细精管中，支持细胞分布在各层生殖细胞之间，其底部居于基膜上，顶端伸向管腔，紧密排列而构成了血睾屏障。支持细胞是启动青春期发育和维持成年精子发生的上皮细胞。它对精子的发生、成熟、获能和受精能力等许多方面均有重要作用。

① 精子的发生和发育以及成熟过程都需要睾酮，实验已证明在曲细精管中只有支持细胞具有睾酮受体，生精细胞并不具有睾酮受体。睾酮只有与支持细胞分泌的雄性结合蛋白结合，通过分泌睾网液才能作用于生精细胞，以维持生精细胞的发育，如果睾酮供应不足，则会引起生精细胞的凋亡。

② 支持细胞分泌睾网液，一些实验报告称，一只公山羊每天分泌的睾网液可达90mL，离开曲细精管的精子就是依靠这些睾网液得到营养并逐步漂移至附睾的。90%的睾网液在附睾头部被重吸收，这使睾网液中的钾离子高度浓缩成高渗的附睾液，有利于精子核进一步浓缩并排除胞浆而逐渐成熟。

③ 近年来的研究发现，支持细胞还可以分泌各种细胞因子，如 IL-1、IL-6、TGW-B、ACTH、类GnRH和雌二醇等物质，它们在维持和调节睾丸的局部微环境及生殖功能方面发挥着重要作用。

④ 支持细胞的胞质能产生微丝，形成小格，紧密地包绕着生精细胞，使生精细胞的生长发育与机体的沟通完全隔绝。因为生精细胞是天然的优质抗原，只有完全隔绝它们，使它们的新陈代谢不与机体混淆，才能避免机体对生殖细胞产生免疫反应。血液中的营养及各种物质必须通过间质毛细血管分泌的间质液给支持细胞供应营养，支持细胞再通过分泌睾网液的形式供应生精细胞。生精细胞在发育过程中的代谢产物和残余碎片也必须通过支持细胞的自溶酶消化后，再通过间质中的常驻吞噬细胞进一步处理后才能进入体内进一步代谢。精子形成后在支持细胞的间隙中被挤出，而支持细胞的特殊结构就是避免产生自身免疫的屏障。这种屏障称为血睾屏障，血睾屏障除了支持细胞外，还包括生殖道中体液的免疫细胞和前列腺分泌物的免疫抑制因子所构成的免疫屏障，这将在生殖免疫系统中进行介绍。

支持细胞的调控因素也很复杂，包括激素、细胞因子、细胞黏附分子以及支持细胞与睾丸内其他细胞的相互接触等。这些因素之间也会相互作用，进而构成一个非常复杂的调节网络。其中影响支持细胞功能及分化的主要激素有促滤泡素（Follicule Stimulating Hormone，FSH）和甲状腺素（T3）。促滤泡素（FSH）是雄性性成熟前支持细胞分化和维持成年睾丸分化的主要激素，可以激发支持细胞分泌雄激素结合蛋白（Androgen Binding Protein，ABP）和多种细胞黏附分子。FSH受体（FSH Receptor，FSHR）只位于睾丸的支持细胞和卵巢的颗粒细胞中，并且其表达具有极性，支持细胞只分布在基底部的细胞膜中。不同年龄段的支持细胞对FSH的反应并不相同。Kumar等建立了FSH β-亚单位缺陷的小鼠模型，结果，雌性小鼠在窦状卵泡（Antral Follicle）形成之前，卵泡发育停滞，雄性小鼠则具有生育力，但睾丸发育不良并有部分精子发生障碍。Dierich等建立缺少FSHR的小鼠模型，得到同样结果。由此可知，FSH为雌性卵泡发育所必需，而非启动精子发生所必需，但它是精子保持足够活率和活力的基础。FSH 与支持细胞表面的FSHR结合要通过G蛋白转导激活腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP。FSH 除了使cAMP增加外，还可以使钙离子内流增加。蛋白是支持细胞的主要分泌物，不过它对支持细胞和FSH的调控还有待进一步研究。

甲状腺素（Thyroid Hormone，T3）可调节支持细胞增殖过程，影响成熟支持细胞数量以及睾丸产生精子的能力。支持细胞与生精干细胞之间接触介导的相互作用对于睾丸的发育非常重要。其中主要是神经细胞黏附分子（Neural Cell Adhesion Molecule，NCAM）为基础的细胞间黏附表达。Laslett等证实T3可调控这种表达。

（2）生精细胞。

生精细胞包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞。精子细胞不再分裂，而逐渐演化成为精子。精子发生是指男性生殖细胞从未分化的干细胞即精原细胞发育成成熟精子的整个过程。精原细胞经过五次有丝分裂增殖，发育成初级精母细胞，然后再进行减数分裂而成为单倍体的次级精母细胞，最后再经过几次分裂增殖而成为精子细胞，精子细胞不再分裂逐渐发育成精子，精子排出至附睾后进一步发育成成熟精子。从精原细胞发育至成熟精子的整个过程称为生精周期。人类生精周期约为74天。一般来说，人类的生精周期比较稳定，时间的长短不受性激素的影响。

精原细胞有规律地不断分裂产生精子，当精子形成后，就逐步排出睾丸的曲细精管并向直细精管管腔移行，再经睾网到达附睾，进一步完全成熟后，贮存在附睾尾部，直到射精时排出体外。据研究，一个精原细胞在第一次分裂时，会留下一半作为新的精原细胞，而另一半则继续分裂产生精子，每一个精原细胞在每一个生精周期中可产生近千个精子，即每克睾丸组织每天都可以产生1000万个精子，正常人每个睾丸重11～14g，就是说一个正常男性每天可以产生2亿～3亿个精子。男性精原细胞具有的这种特性是男性的精子发生能源源不断而且可以持续到老年的原因。

但是男性生殖器官的成熟和衰退与女性相同，都会受年龄的制约。精子发生的多少，与曲细精管的生理状态有着密切关系。幼年时睾丸尚未发育完全，曲细精管较细且没有管腔，管内更无精子；10岁左右逐渐进入青春期，由于丘脑下部的促性腺激素释放激素开始分泌垂体促性腺激素的影响，曲精细管的间质纤维细胞逐渐分化成间质细胞，雄性激素开始产生，精原细胞开始活跃，睾丸的功能逐渐完善；青春期后睾丸维持着恒定的生精周期和内分泌功能；45岁以后曲细精管逐渐出现纤维变性和透明变性等退行性改变，精原细胞逐步降低，而支持细胞相对增多，使精子浓度逐步降低，曲细精管退行性改变的程度在个体中差异很大，因而男性精子生成的差异也很大。

（二）男性性激素的中枢调节

整个男性生殖系统活动是一个有规律而又非常协调的生理过程。中框神经系统（CNS）起到重要作用。1971年Schally A和Guillemin R分别从猪和羊的下丘脑中成功地分离并纯化了促性腺激素释放激素（GnRH）。此后许多研究者利用GnRH，进行了大量的动物实验及临床研究，揭示了大脑对生殖调节的奥秘。

人类合成分泌GnRH主要位于丘脑下部的弓状核及视前区。GnRH是一种10肽物质，分子量约为1000。GnRH合成后，经垂体门脉系统输送至垂体前叶，促进促滤泡素（FSH）和促黄体素（LH）的合成和释放。GnRH在体内的半衰期为2～8分钟。下丘脑释放GnRH是一种节律性脉冲样的释放。

CNS与丘脑下部有着复杂的神经联系，大脑的边缘系统、新皮质和脑干等均通过内侧前脑束系与丘脑下部联系。因此，内外界的刺激（包括精神刺激）均可通过神经影响下丘脑GnRH的分泌。同时脑内的多种神经递质和神经肽亦可影响垂体GnRH的分泌，如β-内啡肽、多巴胺、促肾上腺皮质激素释放素（CRF）及催产素等可抑制GnRH的脉冲幅度，促肾上腺素、乙酰胆碱等有促进GnRH分泌的作用，而血液中的睾酮浓度对GnRH也有负反馈的抑制作用。

垂体分泌FSH和LH，通过血液分别作用于睾丸的支柱细胞和间质细胞，间质细胞产生睾酮，支柱细胞产生ABP，ABP与睾酮结合后，才能作用于曲细精管壁的精原细胞，引起分裂并产生精子。较大量的睾酮进入血液循环，刺激男性生殖器官及第二性征的各靶器官，并反馈于丘脑下部及垂体，调节和控制GnRH的分泌，使丘脑—垂体—睾丸轴三者保持一个动态平衡，维系着男性的正常生殖功能。

（三）影响睾丸功能的因素

睾丸功能活动是在下丘脑—垂体—睾丸轴的平衡状态下维持正常运转的，任何破坏这种平衡状态的因素，都会影响睾丸的功能。

（1）睾丸正常的生精过程中，需要有一定的温度条件。阴囊内的温度比腹腔内低2℃～3℃，最适宜生精细胞正常分裂和发育。阴囊温度过高可引起生精障碍，甚至导致丧失生精能力。

（2）睾丸的炎症，可引起曲精细管的破坏或变性，常见的是腮腺炎并发睾丸炎和结核性睾丸炎，尤其是腮腺炎，青少年在青春期开始后如果得了腮腺炎，有20%并发睾丸炎，成年人患有腮腺炎并发睾丸炎的更加普遍。近年来发现一些病毒类病原体都可能损害血睾屏障，使支持细胞受损，从而引起生精细胞凋亡增加。

（3）因为睾丸具有血睾屏障，一般的化学物质和抗原物质不易进入睾丸中，因此血睾屏障具有防卫的作用，但某些重金属如镉、铅以及一些有机物如芳香类、有机氯类以及清洁剂等都有可能选择性地破坏血睾屏障，也可能直接损害睾丸功能。

（4）成年人尤其是正处于青春期的青少年若因疾病或摄入营养不足，如一些必需氨基酸或锌、铁等微量元素摄入不足时，也可造成生精功能障碍。

（5）睾丸接受较大剂量的放射线辐射，或某些疾病、手术等影响了睾丸的血流供应时，也可能造成睾丸功能减退。

二、附睾

（一）附睾的解剖

附睾是由睾丸输出管及附睾管组成，睾网汇集成十几条直细精管，穿过白膜，到达附睾，构成了附睾头部，然后再汇集成为一条附睾管。附睾管长4～5m，高度弯曲攀延形成了附睾的体部和尾部。尾部末端延续与输精管相连。附睾系由胚胎的中肾管发育形成的，因而其顶端常残留形如囊状的盲端。

附睾管壁上皮是由假复层柱状上皮构成，高柱状纤毛细胞和低柱状无纤毛细胞相间排列，故上皮呈高低不平状。低柱状上皮细胞具有分泌附睾液功能，而高柱状纤毛细胞的游离面有可摆动的纤毛，附睾管内的精子就是通过纤毛的摆动，加上附睾管壁平滑肌的节律性收缩，使附睾液流动，并使精子不断地向前移动。

（二）精子在附睾管中的成熟与输送

在生物进化过程中，所有的哺乳类动物包括人类的精子都必须通过附睾发育阶段，才能使精子进一步发育成熟，从曲细精管发生出来的精子都缺乏活动力，也基本没有生育力。随精子排出的睾网液在附睾头部被选择性地吸收，使附睾管中的液体钾离子浓度和谷氨酸盐的浓度逐渐升高，加上附睾分泌液使附睾内环境酸碱度降低（pH值为6.48～6.61），形成了附睾管中液体高渗、微酸性、低糖、低氧且二氧化碳浓度高的环境，这种环境使精子处于一种相对静息状态。此时，精子一方面不断地改变其外表形态，核及胞浆进一步浓缩，超微结构发生改变，膜的通透性以及耐寒和抗热能力增加，同时又逐步积贮能量，完全成熟，等待射精。精子成熟后通常存在附睾尾部中，可等待12～25天左右；未排出的精子自行溶解或随尿液排出，估计精子被射出而且被激活后只能生存十几个小时或1～2天。故附睾中的环境对精子的存活具有重要的意义。如果机体内雄性激素不足，可导致附睾环境改变，贮存于附睾中的精子也会丧失其受精能力。英国一些学者在用放射性物标记猩猩的精子时，发现已成熟的在附睾中停留了7天的精子的受孕率下降了75%，人类情况如何，尚未见报道，估计不会超过猩猩的水平。

在男性生殖道中约有90%以上的精子贮存在附睾中，约有2%～5%贮存在输精管中，当性交激发射精时，通过附睾管和输精管平滑肌节律性的收缩，将部分精子输送到射精管和尿道，随着盆底肌群的收缩，精子伴随副性腺和精囊腺的分泌物，经前尿道排出体外。

（三）附睾的生理功能

附睾上皮具有分泌与吸收两种功能。吸收功能主要表现为对睾网液的吸收，90%的睾网液在附睾头部被重吸收而进一步浓缩。附睾本身也分泌大量物质，如甘油磷酸胆碱、各种蛋白质和酶。这些物质在精子成熟过程中有着极重要的作用。此外，附睾还有高浓度的肉毒碱、钾和锌，其在附睾液中的浓度明显高于血浆浓度。肉毒碱原产生于肝脏，通过血循环汇集于附睾。总之，附睾通过上述功能，构成一个有利于精子成熟的微环境，促进精子成熟改变。

1.附睾的重吸收功能

附睾上皮吸收功能主要表现在对睾网液的重吸收上，90%以上的睾网液在附睾头部被吸收。睾丸的支持细胞产生大量的睾网液，流入附睾，在实验中发现，一只公羊每天约可产生40mL的睾网液，但从附睾中段开始仅存0.4mL，可见有99%左右的睾网液被重吸收。重吸收的主要部位在附睾头部，其所造成的结果是使精子处于高渗环境，精子的胞浆和核内水分集中在精子颈部，形成中段小滴而被排出，精子核的紧密浓缩有利于精子在长途转送过程中保护遗传基因，使之不易丢失。如果附睾重吸收的功能受干扰，附睾液浓缩不足，则会导致附睾液的渗透压过低，不能促使精子中的核质进一步浓缩，胞浆不能进一步排出，亦可影响精子的正常成熟，这时常可见头部和颈部畸形增加。

2.附睾的分泌机能

附睾中的分泌物有很多，主要包括：

（1）甘油磷酸胆碱（GPC）。一般认为GPC与附睾管内渗透压有关，有人认为GPC是精子在女性生殖道中存活的能源。

（2）肉毒碱。这是一种脂肪酸和辅酶A代谢中的重要辅助因子。肉毒碱在肝脏中产生，在附睾中进行浓缩。肉毒碱在附睾液中的浓度为血液中的500倍。有人认为肉毒碱可促进附睾精子核的进一步浓缩和顶体形成，促进精子的代谢和进一步成熟。肉毒碱在附睾中的浓度与血液中雄性激素浓度成正比，阉割后的动物的肉毒碱浓度则下降。

（3）附睾的其他分泌功能。附睾中雄性激素浓度较高，其来源于血循环和睾网液，有人认为附睾本身也可分泌雄性激素，该处的雄性激素对于精子成熟和获得受精能力是必需的。

在附睾分泌因子中，顶体稳定因子、抗黏附因子以及制动素，分别起到稳定精子顶体、防止精子相互黏着和维持精子在附睾内的静止状态的作用。附睾分泌的γ-谷氨酰转肽酶（γ-GT）以及肾素—血管紧张素系统，可调节附睾内液的酸碱度和水、电解质的平衡。皮质酮可维持附睾分泌蛋白的功能。精子在附睾成熟过程中，尾部变直，胆固醇/磷脂和脂肪酸/不饱和脂肪酸比值增高，大量巯基氧化成二硫键，使膜稳定性增加；二氧化碳运转能力下降，有利于保持精子在附睾尾的静止状态。

顶体稳定因子（ASF）是近年来研究的一种附睾分泌蛋白因子。ASF是一种26KDa糖蛋白，Thomas等利用免疫细胞标记技术，证明了ASF主要在附睾中段上皮内合成，尾及输精管只有少量上皮参加。因此，ASF浓度在头部不能被测得，而体部、尾部和输精管中ASF浓度分别为880μg/mL、3363μg/mL、3236μg/mL。尾部高浓度的 ASF保证了精子顶体的稳定，以利于精子的贮存。

Roy N等在山羊附睾液中发现抗黏附因子，抗黏附因子是一种单链蛋白，可抑制附睾体部高浓度精子的相互凝聚。

Hermo和Robaire利用免疫细胞标记技术发现大鼠附睾起始部分可以分泌一种大分子糖蛋白，抑制精子的运动，称为“制动素”（Immobilin）。制动素的作用是在附睾尾部腔管内制造一个高浓度环境，抑制精子机械运动，以保存精子能量，延长精子寿命，从而有利于精子在附睾中贮存。

除此之外，附睾还分泌多种酶。这些酶的活性为附睾打造出一个适合精子成熟的环境。Wong等用大鼠附睾尾上皮作单层细胞培养，测定肾素样活性和血管紧张素转换酶活性。这些分泌酶目前被认为是参与了附睾上皮的水和电解质的调节的。成年雄性大鼠附睾出现γ-谷氨酰转肽酶（γ-GT），γ-GT可水解谷胱甘肽，形成L-谷氨酸，高谷氨基酸环境对维持附睾的酸性pH环境具有重要作用。

附睾的蛋白分泌功能受雄性激素调节，同时皮质酮也参与了调节过程。皮质酮不能直接诱导附睾上皮的储备细胞分化为主细胞，只有在先经睾酮作用后，皮质酮才可维持附睾组织的分泌。

近年来，研究重点放在附睾蛋白质、酶及多种分泌因子上。Rankin等在小鼠附睾尾液研究中发现，11种蛋白质中有3种蛋白质与精子结合，它们是MEP7、MEP9、MEP10。利用多克隆抗血清和免疫组化方法，可以显示这3种蛋白质的合成部位与精子组织定位。MEP7和MEP10分别为大鼠蛋白D、E和B、C的同类物。因此，其功能也相似。大鼠附睾蛋白B、C与小鼠MEP10都具有视黄酸结合能力，并具有高度的亚基特异性，因此，可以认为此类蛋白质在精子成熟过程中，参与了精子视黄酸的运转，促进精子成熟。

HE1人附睾蛋白为分泌性糖蛋白，在附睾尾部积累，也大量出现在精液中。这种蛋白质的功能主要涉及胆固醇的转移，被认为是一种“去能因子”。它帮助精子在附睾中运行和储存时维持精子膜的胆固醇量，而在进入女性生殖道的获能过程中，胆固醇又从精子膜上漏出，进而被稀释并散失。

HE2是起源于精子头部的表面抗原，是一种小分子量的糖基多肽，它的mRNA具有高度附睾特异性，尚未在人类其他组织中发现。推测HE2是一种新颖的人类表面抗原，可能与配子的融合有关。

HE4是一种小分子量的酸性蛋白，来自人远端附睾上皮。HE4的二级结构与精子膜上的麦芽凝集素的结构很相似，精子获能的一个重要过程就是去除精子膜上这层保护衣。精子膜上这层保护衣就是精子在附睾中运行和成熟过程中或射精时沉积上去的，因此认为HE4可能与精子获能和受精过程有关。

HE5与淋巴细胞CD52的cDNA相一致，是一种小分子糖磷脂酰肌醇（GPI）。现已知大鼠CD52是一种成熟精子膜糖蛋白抗原，它由睾丸后生殖道上皮产生，与GPI 结合完整地分布在管腔面上，并且通过 GPI结合到精子膜上。这与人们已知的人附睾精子获得成熟的生理特征吻合。至今人们已知，附睾远端精子膜有一层碳水化合物结构的“糖衣”，而这类碳水化合物的许多单克隆抗体能和精子结合，并抑制受精。一些不育妇女也能分离出这种抗体。

3.附睾中精子成熟的改变

作为雄性配子的精子是在睾丸曲细精管中产生的，并经直细精管、睾网及睾丸输出小管，进入一个由高度盘曲的管道系统组成的器官——附睾，循附睾头、体、尾运行，到达附睾后精子成熟，并暂时储存于附睾尾部。当射精时，精子进入阴道，通过宫颈、宫腔到达输卵管壶腹部，与卵子相遇并结合，最终完成受精过程。这一过程的完成需要精子具有运动能力（特别是快速向前运动的能力）、精卵识别能力以及与卵子结合能力。

睾丸中产生的精子从其形态结构和染色质角度看已基本成熟，但还不具备运动能力，还不能识别卵子并与之结合，只有进入附睾后遵循附睾头、体、尾的运行过程，进一步发生形态结构、物质代谢能力、精子膜的变化，才能在此过程中获得运动能力，并获得固着于透明带、精卵识别以及与卵子结合的能力。总之精子必须通过附睾的头、体、尾运行，最终获得成熟，而在此期间发生的变化统称为附睾精子的成熟变化。

附睾精子成熟的概念是20世纪二三十年代Benoit（1921）和 Young（1931）提出的，不过当时并没有引起很大反响，并且在随后的一段时间总是有人提出不同意见。直到60年代 Bedford和 Orgebin Crist（1967）根据自己的实验结论，再次明确提出附睾和附睾精子成熟的理论，这时才得到重视。之后的20年间，附睾和附睾精子的研究得到很快的发展。1992年在香港召开的第一次关于附睾研究的国际会议“Epididymis and male fertility”和1998年在澳大利亚召开的第二次附睾研究的国际会议“The epididymis cellcular and molecular aspects”集中展示了附睾和附睾精子成熟研究的新进展，同时也把人们对附睾的认识推向深入。包括人类在内的绝大多数哺乳动物都处在一个自然的生殖过程中，都是在自然生理情况下进行生殖活动的，精子必须在附睾中达到结构和功能上的成熟，必须获得运动、精卵识别和结合能力。因此当前应进一步加强附睾与精子的成熟研究，以取得突破性进展。

精子成熟过程中总的变化有：

（1）活动率是活精子最明显的特征。

活精子必须通过宫颈黏液，并穿过卵丘和透明带。几项研究表明，不论是在 IUI还是 IVF，只有运动速度大于25μm/s的精子才与受精率相关。在近10年里，已经证实了精子是在通过附睾时获得其运动能力的。从前列腺肿瘤病人的附睾的不同区域分别取出精子，从附睾头部获得的精子基本上没有活动，近体部的精子平均直线速度为15μm/s，而取自附睾尾部和输精管中的精子却是运动的，速度达到50μm/s。精子的活动能力是随着取样远离附睾头部的距离增加而增强的。不管患者的年龄大小，这些尾部精子运动的速度与健康志愿者射出的精子并没有什么差别。

成熟的附睾精子对cAMP磷酸二酯酶抑制剂（Phosphodiesteras）应答的结果是增加其鞭打频率。但不成熟的精子不对这种刺激作出应答，提示精子内还有第二信号系统在发育。虽然尚未在人类身上作过研究，但与成熟精子相比，猴类未成熟精子的蛋白酪氨酸磷酸化程度降低，已经证明这与它们低速度的原因类似，蛋白激酶A和C信号途径产生的刺激反应减弱。

在电镜下，精子的运动与精子尾部线粒体的结构有明显关系。在附睾中，集中于精子尾部的线粒体形成精子尾部周围的9条纵轴及横肋以增加尾部摆动的刚性，中央两条运动轴交替收缩，使精子尾部摆动。线粒体发育障碍，可致使线粒体的结构大小不一或有部分缺失，这些都可造成精子折颈、粗尾、卷尾或断尾等畸形而影响精子的正常运动。

（2）正常精子形态比率。

正常精子形态比率与IVF的成功率有显著的相关关系，许多研究提示，精子形态正常同样是生育的必需条件。

非肿胀精子头部的缩小可能是因为附睾液的高渗透压，目前尚未获得人附睾液的渗透压数据，但已知人输精管含有342mmol/kg的体液。头部缩小和尾部中段的残余胞浆小滴的后移、排出和卷曲的尾部变直，均与此渗透压有关。头部肿胀的细胞群仅见于附睾近端区域。不过这是一种人为的假象，因为它们并未在涂片前固定的精子上被发现。这提示存在一个成熟的过程，即精子发育有一种耐受涂片和空气干燥的应激能力。用计算机辅助精子形态分析仪（CASMA）研究非肿胀精子，提示成熟后的精子头的形态缩小。取自附睾的成熟精子具有与健康志愿者射出的精子相同的形态，提示附睾的正常功能是成熟的必需条件。

（3）顶体的形成与透明带结合能力的改变。

精子与卵子透明带（ZP）最初的结合发生在透明带表面，其暴露的 ZP3蛋白结合至顶体浆膜上。这种结合启动了顶体反应，引发了一个更紧密的次级结合状态的开始；发生顶体反应的精子结合ZP2。ZP2是一种由顶体素引起的透明带物质部分消化后暴露的蛋白。

目前已用原位杂交、DNA探针、免疫细胞化学及免疫印迹等技术测定了与精子—透明带结合相关的几种在人体睾丸生殖细胞或附睾中获得的附睾蛋白。睾丸产物包括FA-1、PH-20、顶体素和丝氨酸蛋白酶抑制剂。精液糖苷酶活性与透明带结合能力间的关系可能说明了这种特别的附睾分泌物的高产量能够保证在成熟过程中有足够的透明带受体包被所有精子。从正常男性精子中提取的蛋白的确能促进弱结合能力精子结合透明带的能力。

附睾单独提供参与精子—透明带识别的其他蛋白质（p34H、2C6、3B2F7、H6-3C4抗原和SOB3），其中之一的C蛋白（丝氨酸蛋白酶抑制剂）也在睾丸中产生。

这些酶集中在精子的顶体上，又称为识别酶，各个种属之间识别酶的成分和组成具有特异性，这保证了只有同种属的精子和卵子才可以发生一系列的顶体反应，完成受精过程。

（4）精子表面成分的改变。

精子表面成分十分复杂。目前较为受重视的是表面糖蛋白、磷脂、唾液酸以及植物凝集素受体等。这些成分在附睾成熟过程中变化很大，且与附睾中精子的成熟有密切关系。这些改变可能来源于精子与附睾液的相互作用，这些作用包括精子表面成分的去除、暴露以及被附睾成分所覆盖。大多数睾丸精子表面蛋白在附睾起始部分很快就被水解消失或被修饰，在附睾转输过程中精子膜表面出现新生复合物，其特点为低分子并含大量糖基侧链。这些改变对精子成熟有何意义尚待研究。

精子细胞膜脂质主要成分为磷脂、糖脂和中性脂。Rana等研究了山羊精子膜脂质在成熟过程中的改变：总脂、磷脂和糖脂含量显著下降，而中性脂含量增加。磷脂下降有助于增加细胞膜稳定性，同时胆固醇/磷脂比率和脂肪酸/不饱和脂肪酸比率增加，使细胞膜脂质流动性降低，从而增加细胞膜刚性。

在附睾成熟过程中，精子蛋白质的巯基被氧化而含量降低，二硫链增加，这也有助于保证精子核的稳定性，防止在受精过程中染色质发生自溶。另外，二硫链的增加，也加强了连接段、外致密纤维和纤维鞘的稳定性，保护精子尾的中心轴不受外来的损伤，维持精子运动力。

（5）代谢改变。

Okamura等首先报道了哺乳类动物精子膜上存在碳酸盐系统。在附睾运行过程中，精子碳酸盐转运活性逐渐下降。已知二氧化碳可激活腺苷酸环化酶，而cAMP可激活精子的前向运动。腺苷酸环化酶位于细胞膜的胞浆面，二氧化碳必须进入细胞才能激活该酶。因此，成熟精子二氧化碳转运活性下降有利于保持精子的静止状态，从而有利于成熟精子在尾部的贮存。

（6）顶体反应的改变。

获能过程通过丢失一些蛋白或类固醇而整合暴露在膜上的透明带受体，因此顶体反应发生在透明带表面。溶解的透明带或重组 ZP3能诱导顶体反应，体外授精率与自发的顶体反应及有A23187新糖蛋白诱导的顶体反应之间存在正相关关系。

未成熟精子不能对顶体反应刺激剂作出应答的原因仍不明了，但它们与钙离子诱导的活率变化比顶体反应诱导的相关性更大。因为顶体反应被第二信号系统的胆固醇所抑制，胆固醇在人精子成熟过程中降低。因此，附睾的一种功能可能是去除精子类固醇。这可能由结合类固醇的人附睾分泌物 HE1来实现。

（7）精卵结合与融合的能力改变。

配子膜的融合允许精子进入卵胞浆，仅能在顶体反应发生后发生。此时顶体的赤道板发生改变，卵膜与精膜在赤道板处融合，形成一个嵌合膜后，精子头、中部和尾部先后进入卵泡。精子入卵后，导致钙离子从卵泡内释放，阻止多个精子进入卵泡和透明带。

a.附睾运转中精卵融合能力的变化。无透明带的仓鼠卵母细胞已被用作人卵母细胞的代用品，因为它的卵细胞可以被不同种属的精子包括人的精子所穿透，一般称为穿卵试验（SPA）。由于只有获能的、有顶体反应的精子才能与卵细胞融合，因此，精子经历获能和顶体反应这两个过程的发育，使结果更加复杂。故更能说明能穿卵的精子已经完全成熟。

b.附睾参与精卵接触前的发育。附睾依赖的精子膜改变可能是融合性的赤道板顶体区域增大的原因。几种精子相关蛋白的出现与精卵接触有关，这些蛋白可能来自睾丸或附睾，与 PH-30（受精素）相当的人蛋白被认为是一种非功能蛋白，因为α-亚单位是一种假基因。但睾丸中存在的FA-2抗原可认为是它作用的结果。纤维连接蛋白和CD59产生于睾丸和附睾，而针对它们的抗体，阻止了经历顶体反应的精子与卵细胞的结合，而只针对附睾的蛋白抗体也阻止或减弱了对卵细胞的识别（SOB1、SOB2、CD52、gp20、ZGS-1、H6-3C4）。

睾丸丝氨酸蛋白酶抑制剂和附睾2C6抗原参与卵细胞作用，并和透明带结合，所有这些蛋白分布在精子赤道板的顶体后区和颈部区域，尽管还没有直接证据说明HF2和ARP可能参与精卵融合，因为它们位于赤道板的区域，并且它们跟参与精卵融合的一种噬齿动物蛋白相似（AEG），不过这些蛋白适应了获能和顶体反应的变化。例如在顶体前端也发现了用高浓度盐洗脱下来的精子包被蛋白，针对这种蛋白的抗体能阻止精卵融合的作用，这些也被称为识别酶和核溶解酶。人类卵子排出时仍然是双倍体，当穿卵后由精子顶体的核溶解酶诱发卵子产生减数分裂时，一半与精子融合成胚卵，另一半被排出细胞外，称为第二极体。

（8）染色质在附睾中的浓缩与在卵泡中的疏松。

睾丸中与减数分裂前生殖细胞相关的组蛋白被过渡蛋白置换后，再被鱼精蛋白所置换。后者带有较多的电荷并富含巯基，这些巯基可使基因和染色体排列更加紧密，可以在精子通过男性和女性生殖道及穿卵过程时起到保护作用，使基因不至于丢失。若在男性体内这种置换尚未完成，所射出的精子中就仍存在组蛋白。由于组蛋白可被苯胺兰染色，所以这种染色细胞的百分率就可以反映出精子中染色质的异常程度。组蛋白在形态异常的精子中比例很高，并与 IVF成功率呈负相关。丫啶橙是一种能与核酸碱基作用的荧光染料，故丫啶橙染色程度也可以被认为是生育的标志。

a.附睾运转中染色质浓缩的变化。取自附睾远端的精子中，苯胺兰染色精子的百分率下降，说明硫基氧化后使组蛋白被置换，导致染料着色减弱。丫啶橙细胞染色程度也同样下降，表明成熟过程中构象的变化降低了染色质的染色。在附睾头部精子中已证实有20%的精子有成熟的核，而在尾部上升至80%。

b.附睾参与染色质的浓缩的发育。附睾中控制染色质的浓缩的因素包括时间依赖、独立于附睾物质的氧化（在体外储存中已显示出）及限制体内氧化程度的未暴露酶的还原活性。这也与二硫键有关，能使二硫键稳定，以限制全部巯基氧化。

（9）融合反应后与在附睾转运中的关系。

进入卵细胞后，精子启动至少3个供应非遗传物质的非参与生殖过程，但它们是受精所必需的。包括：①精子组分（精子相关的卵细胞活化因子SOAF），它是启动后续的卵子中钙离子波动所必需的，钙离子增加可以阻止多精子进入卵细胞。它诱导卵细胞皮质腺酶释放，以产生透明带蛋白的修饰，使透明带固化，不再结合精子。融合皮质腺酶产生的卵细胞的自发变化阻止卵子周围的其他精子再与卵子融合。②减数分裂活化因子的传递（可能是类固醇）克服了卵子的有丝分裂抑制因子，并允许第二极体的排出，形成雌性原核。③精子中心粒细胞架结构的组织是两个新核形成的新个体第一次有丝分裂形成纺锤体所必需的。

在附睾远端手术获得的精子在体内有较高的存活率，也反映了精子在女性生殖道内有更好的生存能力。辅助生育技术提供的大量证据表明，虽然近附睾与睾丸内未成熟精子接近或进入卵细胞时都能使卵细胞受精，但与发生受精的机会及受精卵发育至妊娠时随着精子通过附睾的路径呈正相关。这就是说，取自附睾远端的精子其受孕率会更高，也就是说，配子反应的前后的事件仍受附睾的影响，但目前我们对这些过程的了解仍然甚少。

概括起来，精子在附睾中的变化有三种：

① 精子核进一步紧密浓缩。这有助于精子在长距离运转过程中，染色体的基因不至于丢失。在浓缩过程中，残余胞浆在颈部形成胞浆小滴，然后排出胞外。

② 顶体形成。精子细胞中的高尔基体在形成精子时集中在头部顶端，在附睾中始形成顶体素，覆盖在精子顶部，形成顶体。顶体素包括十几种蛋白酶，大体可分为三个系统。

a.水解酶。当精子接近卵泡时，这些酶可以驱散卵子周围的滤泡细胞而暴露出透明带。

b.识别酶。当精子贴近透明带时，识别酶与卵子透明带上受体结合，若是相同种属，则透明带松开，精子头进入透明带，若不是相同种属，则精子不能进入透明带。精子头部进入透明带后，识别酶也同时激活钙离子的通透性，使透明带固化，阻止其他精子再穿透透明带。

c.核融合酶。当精子进入透明带后，这些酶使精子核从浓缩状态松解开来，同时诱导卵子开始减数分裂成两个单倍体，其中一个与精子结合形成胚卵，另一个作为第二极体，被排出细胞外，而胚卵开始分裂，这时才完成了整个受精过程。

③尾器的形成。当精子细胞分化成精子时，胞浆内的着丝体集中在核的另一侧。在附睾的环境中，着丝体在尾部周围形成9条直肋，各肋之间还有横肋相连，这样可以增加尾的刚性，中央还有两条运动轴，当这两条运动轴交替收缩时，尾部就可以像船橹一样摆动，推动精子前进。

4.附睾功能异常导致精子功能异常

附睾功能异常可致精子畸形增加：重吸收功能障碍可使颈部粗大，胞浆小滴没有完全排出，引起大头精子等畸形；顶体形成障碍可出现小顶体、无顶体精子或尖头精子；尾器发育障碍可见各种尾部畸形精子，如卷尾、断尾、折尾、粗细不一等。除了这些可见的畸形外，还有一些不能用肉眼发现的障碍。Cooper和Yeung列举了若干因精子功能异常引起的不育病症。它们包括下列紊乱：活动精子丧失穿透透明带和降低对ATP及cAMP应答的能力；体外授精及异常精子体内穿透宫颈黏液时遇到水合动力学阻力；精子不能与透明带结合；精子不能发生顶体反应或已发生顶体反应的精子不能插入透明带或穿透透明带，或非功能的非生殖孕酮受体不能诱导顶体反应；精子不能与卵子融合；染色质只浓缩有限的程度；不能活化卵母细胞或不能组织孕卵有丝分裂形成纺锤体。

上述精子功能异常可能起因于睾丸紊乱或附睾功能障碍而导致。大多数情况下，干扰的原因仍是不清楚的。在丧失卵子活化的例子中，缺失SOAF很可能是反映睾丸而不是附睾功能障碍。在人射出精子中观察到异常精子头的病例中，通常不是未成熟的附睾精子的形态特征，这再次提示了睾丸水平上的畸形。

另一方面，Blaquier等首先证明了不育可能与附睾精子包被蛋白的异常定位有关。根据对病人的检查，该蛋白位于顶体后，而不是像正常生育男性的精子，定位于顶体区域。显然，附睾没有丧失分泌该蛋白的功能，但是它插错了位置。尚未查明它是否反映了受干扰的精子膜的组成，或产生了异常附睾蛋白。其他不育原因与精子不能接触透明带及亚正常的精子P34H量有关，预示附睾分泌物下降。

受精过程是精卵相互作用最终形成受精卵的复杂过程，包括对透明带的黏附、识别和穿透及精卵融合等。研究表明，精子受精能力是在附睾中运行和储存过程中获得和发育的，附睾是精子成熟的核心。

许多学者采用附睾结扎的方法，使精子停留在附睾中段，精子能够存活，但没有受精能力。他们对兔、猴、猪、羊、小鼠、大鼠、田鼠等都进行了研究，发现人也是如此，大部分精子是在进入附睾体尾时才获得受精能力的。

为了使卵子受精，精子必须具有运动能力，从而能够在女性生殖道内运行。在女性生殖道中，精子再进行获能、识别、黏附、穿透透明带、精卵融合而形成受精卵。受精的过程是一系列十分复杂的过程，因此，附睾精子的受精能力发育也绝不会是单一的变化。

精子受精能力的获得和发育首先表现在精子对卵丘细胞的穿越作用。长期以来人们忽视了精子对卵丘的细胞层的作用。近年来研究发现，精子膜表面的蛋白PH-20具有透明质酸酶的活性，可使卵丘细胞很快散开。如果蛋白PH-20被透明质酸酶抑制剂和抗氨基端活性部位的抗体封闭，精子就无法穿过卵丘细胞层。虽然蛋白PH-20是在精子发生过程中形成的，并分布于精子头部，但在附睾精子成熟过程中，蛋白PH-20的定位发生了变化，主要定位于精子头后部质膜和顶体内膜，后一部位蛋白PH-20的量是前者的两倍。蛋白PH-20在精子膜的重新分布和浓度变化在受精起始阶段有着十分重要的作用。

穿越卵丘细胞后所发生的精子对透明带的黏附和识别也很重要。这种黏附和识别主要是精子表面的糖基和透明带的糖基结合蛋白ZP3之间的结合。研究表明，精子对透明带的黏附和识别能力是在附睾中发育的。有人将小鼠和羊的附睾头部精子与同种卵细胞同时孵育，发现精子均不能固定于透明带上，而附睾尾部的精子却能很好地固定于透明带。这可能与附睾头部上皮细胞分泌的酸性糖蛋白有关，将这种蛋白与未成熟的精子一起孵育能增强精子固定于透明带的能力。

精子膜融合蛋白或致育素（Fertilin）在精子膜蛋白与卵细胞膜的融合中起到关键作用。致育素主要位于精子头部质膜或赤道板区，它由α-亚单位和β-亚单位构成。α-亚单位在睾丸精子发生过程中被酶切，而β-亚单位是在附睾运行时成熟的。荧光标记的重组β-亚单位正好与卵细胞表面的精子结合位点发生作用，体现为整联蛋白配体区顶端的TDE三肽结构与卵细胞表面的α6β1型整联蛋白结合。一旦去除整联蛋白的配体区，β-亚单位的结合蛋白能力则丢失；另外，发现去除 β-亚单位的第14外显子区，子代精子在体外黏附和融合卵细胞的能力明显下降。

（四）附睾和附睾精子成熟的调控

附睾上皮的分泌物直接参与形成附睾管腔内精子成熟所需的微环境。附睾基因对附睾功能和附睾精子成熟起到重要的调控作用。附睾基因的表达是一个高度程序化的过程，因而形成了一个不断变化的管腔微环境。精子在这个微环境中也发生了一系列程序性的变化，逐步成熟并获得了运动能力和受精能力。要弄清楚附睾特异性基因表达和附睾精子成熟之间的关系，目前还需要大量艰苦的工作。

1.附睾特异性基因研究的总体概况

对附睾特异性基因的研究是近十年的事，主要在德国和美国进行。目前国外研究表明，在附睾中表达并已被克隆的附睾特异性基因不超过15种。近年中国科学院上海生化所张永莲和刘强等在猴子身上获得了11个未知附睾特异性基因并进行了克隆，对附睾区域分布和雄激素调控进行了研究，发现其中4个是与人同源的。

2.附睾基因表达的特点

附睾基因表达有许多特点，主要表现为：

（1）基因呈高度附睾特异性。主要基因表达在附睾，其他组织不表达或表达很低，如SC-342、HE2、HE6、GPS5、B/C、EAP1、ESP132、CES、CE9、CE10等。这种附睾特异性基因揭示它们在附睾功能中起重要作用。

（2）基因表达呈现高度的区域性。有的基因仅在附睾头部表达，而附睾头部已被证明是蛋白合成和分泌最活跃的区域。虽然附睾精子成熟如运动能力和受精能力的发育主要表现在附睾体部，但从调节角度看，附睾头部则起到更重要的作用；也有些基因表达在附睾体部和尾部，而另一些附睾特异性基因则表达于附睾头—体—尾全长，这和附睾精子成熟变化是相一致的，正如前述的附睾精子成熟变化或可起始于头部、体部、尾部或整个附睾，也再次说明附睾特异性基因在附睾中具有重要的调节作用。

（3）基因表达呈现细胞的特异性。许多蛋白及mRNA在附睾同一区域表现出交叉排列的表达特征，在有些主细胞上有强烈的表达，而在相邻的主细胞则表达量很低。这就反映了这些上皮细胞尽管形态相似，但可能履行了不同功能或处于不同的功能状态。

（4）附睾基因表达的调控。

雄性激素调控。正常附睾功能依赖雄性激素的调控，但也存在差异，有的仅受雄性激素调控，有的除受雄性激素调控外，还可能受附睾因子的调控。需要指出，有的附睾基因表达可能并不受雄性激素调控，而很大程度上受睾丸因子的调控，如在附睾起始段表达的CRES和脑啡肽原基因，在阉割后其水平迅速下降直至测不到，即使使用外源雄性激素后，其仍保持在极低水平。

附睾分泌因子中，顶体稳定因子、抗黏附因子以及制动素分别起到稳定精子顶体、防止精子相互黏着和维持精子在附睾内的静止状态的作用。附睾分泌的r-GT以及其所具有的肾素—血管紧张素系统，能够调节附睾内液的酸碱度和水、电解质的平衡。

皮质酮可维持附睾分泌蛋白的功能。精子在附睾成熟过程中，尾部变直，胆固醇/磷脂和脂肪酸/不饱和脂肪酸比值增高，大量巯基氧化成二硫键，使膜稳定性增加，且二氧化碳运转能力下降，有利于保持精子在附睾尾的静止状态。

总之，附睾在生殖功能上具有重要的作用，但目前对附睾的了解仅仅只是个开始，仍有许多问题需要深入探索。

三、精索

精索由提睾肌、输精管、精索内外动脉、输精管动脉、精索蔓状静脉丛、精索神经以及覆盖上述组织的筋膜组成。它起自腹股沟内环，向内下斜行，经腹股沟管和外环进入阴囊，终止于睾丸后缘。睾丸和附睾的血液供应主要来自精索内动脉。精索内动脉直接来自腹主动脉，位于肾动脉下方，随精索下降至阴囊，由阴囊纵隔进入睾丸，供应血液给睾丸头部及附睾。精索外动脉来自腹壁下动脉，主要为提睾肌及其筋膜提供营养。输精管动脉是膀胱下动脉的分支，紧贴输精管，为输精管、附睾尾部和体部以及睾丸下部的主要血管提供营养。三组动脉互相吻合，在吻合点远端都成为终末动脉。

睾丸和附睾的动脉血液供应具有一定的特点。动脉管壁薄而管腔大，进入睾丸的动脉压较高，阴囊的蔓状静脉丛缠绕在动脉周围，因此动脉的搏动可间接推动蔓状静脉丛的血流，同时精索动脉与蔓状静脉丛的血液温度亦可进行交换，以致动脉血流温度下降，有利于睾丸的生精作用。因此损伤精索引起的血肿或感染引起的炎症，都会破坏睾丸血液供应的稳定性，从而影响睾丸和附睾的功能。

精索蔓状静脉丛左侧回流至肾静脉，并与肾静脉成直角，而右侧则回流至下腔静脉，故左侧精索静脉较右侧易发生静脉曲张。静脉曲张使血液回流滞缓，使精索动脉血液供应稳定性受影响，因而导致生精功能障碍。同样，精索的淋巴管直接通向骼淋巴结及腰淋巴结，浅层引流筋膜表面，深层引流附睾和睾丸体，这些淋巴管的阻塞也可以引起睾丸和附睾功能减退。

四、输精管

输精管是附睾的延续，起自附睾尾部，止于射精管，全长约40cm，输精管可分三段：

（1）睾丸段。此段靠近睾丸后缘，最短，为输精管的起始部，被精索静脉丛所包绕。

（2）精索段。输精管进入精索后，上行经腹股沟管至腹股沟内口，此段位于精索内侧，位置最表浅，最易被触及。

（3）盆腔段。起自腹股沟内口，沿骨盆外侧壁向下，再向后跨越输尿管末端的上方直至膀胱底部，然后呈梭形膨大，称为输精管壶腹部，以后逐渐变细，在前列腺上缘与精囊管汇合而成为射精管，此段最长。

输精管是具有丰富的内、外纵肌层和中间的环状肌层的管状结构，当性兴奋或高潮时，输精管平滑肌的节律性收缩与扩张对附睾起着吸吮作用，促使附睾中精子排出。

五、射精管

射精管是由输精管末端与精囊排出管汇合而成的一对细管，为输精管道最短的一段，长约2cm。从前列腺底部穿入，行走在前列腺峡部与后叶之间、前列腺小囊的两侧，管径由上而下逐渐变细，末端开口于尿道前列腺部的精阜上。射精管与输精管一样，是男性精子的输送管道，二者配合完成最后的射精动作。

六、附属腺体

男性生殖系统的附属腺体也称副性腺，附属腺体包括精囊腺、前列腺及尿道球腺。附属腺体的分泌物，平时并不与精子接触，只在排精时与富含精子的附睾液依次排出，在体外才混合成精液。附属腺体分泌物是为精子排出后能在女性阴道中存活而保驾护航的。这种在男性中产生，而主要在女性生殖道中发挥作用的分泌方式称为“跨越分泌”（transscretion），即某一个机体产生的分泌物在原机体中并不发生作用，而在另一个不同的机体内才启动了生理学活动。

（一）精囊腺

精囊腺是由胚胎时的中肾管发育而成的。它长4～5cm，宽1.5～2cm，呈前后扁平的梭锥形囊体，左右各一，位于膀胱底部后方，腺管盘曲，并有不规则的陷窝。管的近端变细，汇入输精管，形成射精管。精囊腺的内壁含有大量复管泡状腺体，腺腔大。精囊细胞成群分布于精囊腺腔周围，分泌旺盛时，分泌物排入腺腔内。射精时，聚集在腺腔中的分泌物借助腺体平滑肌和盆底肌的收缩，通过射精管排出体外。

精囊腺的分泌物是一种碱性淡黄色黏液，含有丰富的结构蛋白、果糖（315mg/100mL）、钾离子、维生素C、无机磷和枸橼酸钠等。结构蛋白呈凝胶状，排出时包裹着整个精液的其他成分，使精子不直接接触阴道的酸性环境，避免被杀伤，为精子争取复苏的时间。果糖为精子提供运动的能源，枸橼酸钠与前列腺分泌的枸橼酸构成精液的主要缓冲系统，保证精液排到阴道后有一个稳定的pH微环境。另外，精囊腺还分泌一些“抑制因子”，如蛋白酶抑制剂，覆盖在精子头部，可以稳定精子膜的通透性和防止精子顶体酶被过早激活。

精囊分泌物占射精总量的60%左右，一次射精约排出总分泌量的一半。因受染于黄素蛋白，分泌物略带黄色，因精子含量不同而呈现不同的染色密度。精囊分泌物pH值7.6～8.0，呈胶状，其他蛋白含量约为26mg/mL，为血清蛋白值的50%。精囊分泌物包含离子、低分子量物质、肽以及蛋白质。

分析精浆相互作用的生理学影响时，必须考虑前列腺和精囊分泌物与精子间的相互作用，以及精浆对雌性生殖道的影响。精囊的分泌物在男性生殖道内并不与精子接触，而是排精后在女性阴道中才与精子混合，对精子在女性生殖道中的复苏、运动和保护起到重要作用，而某些蛋白如前列腺素还可诱导子宫和输卵管的节律性收缩，促进精子的移动。

1.精囊腺的其他主要分泌物

（1）离子。精浆中钾含量为27.2±5.3mM；钠为118±65mM，钾 ∶钠约为1 ∶25，以保障足够的精子活动力。钾离子含量增高，可增加精子膜上电荷，提高精子运动性。精囊腺中的钠离子以枸橼酸钠的形式排出，并与前列腺的枸橼酸构成一组缓冲液，以保证精子排出后在阴道局部有稳定酸碱度的微环境，有利于精子在阴道中的复苏和运动。

（2）低分子物质。

①氨基酸。射精后游离氨基酸含量明显增加，氨基酸是精子能量代谢的金属离子或可氧化基质的配基，并有助于提高精浆缓冲能力。游离氨基酸似乎来自前列腺蛋白酶对精囊分泌蛋白的降解。

②前列腺素。人精浆是前列腺素含量最高的体液。精浆中有20种不同的前列腺素衍生物。前列腺素在精子运动时的调节作用尚有争议，其浓度与精子活动力之间未见直接相关，可能精子运动力依赖不同的前列腺素间的最适浓度比。一般认为前列腺素的作用主要是引起子宫和输卵管的节律性收缩，促使精子前向运动。

③果糖/葡萄糖比值。果糖是精浆中重要的还原糖。有3种理论解释果糖的生物合成：第一，糖原直接分解；第二，由己糖激酶和ATP形成葡萄糖的直接磷酸化，异构成果糖-6-磷酸，并水解成游离果糖；第三，通过醛糖还原酶在NADPH作用下使葡萄糖还原为山梨糖醇，在NAD作用下山梨糖醇被山梨糖脱氢酶氧化成游离果糖。在新鲜精液中查不到葡萄糖，它仅在液化后45分钟时增高，终值不变。精囊中有两种蛋白担负着与果糖结合并参与精液的凝固和液化过程的任务。在该过程中由前列腺分泌物促进果糖转化为葡萄糖，参与精子的能量供应。

④磷脂。Montagnon等报道精浆中磷脂为精囊分泌，具有膜稳定作用，被视为一种除能因子和获能蛋白的拮抗物。精浆中的磷脂以磷脂酰丝氨酸和鞘氨酸为主，精子中以磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺为主。

⑤肽。精浆中若干小肽大多数来自附睾或精囊。

a.谷胱甘肽：具有保护精子不被多胺杀精子剂中间物降解的作用。Polak等认为L-抗坏血酸与谷胱甘肽及精胺间存在一种复杂的相关性，对精液的液化也有影响。

b.β-内啡肽：来自其前体分子阿黑皮素原（POMC），在人精液中浓度较高。精囊和前列腺均参与内啡肽生成，由于精子中有β-内啡肽受体，主要参与精子运动。

⑥蛋白质。已知精囊蛋白有运输蛋白、血浆蛋白类似物、结构蛋白、精子调节蛋白、免疫调节蛋白、酶和酶的抑制物。

a.运输蛋白和血浆蛋白类似物。包括：第一，转铁蛋白。精液中的转铁蛋白主要来自支持细胞，而精囊的转铁蛋白与血浆的转铁蛋白密切相关。第二，乳铁蛋白。来源于精囊与前列腺，最初称为“精子包被性抗原”。乳铁蛋白是一种抑菌剂和免疫调节因子，与受孕前后子宫内膜抗精子的免疫耐受性有关。因此，吞噬精子导致精子封隔可能是乳铁蛋白所诱导的。第三，胎盘蛋白。精浆中存在的胎盘蛋白有pp5、pp14和PAPP-A，其作用尚不清楚。

b.结构蛋白。主要来自精囊的精液凝固蛋白（Semenogelin）和纤维连接蛋白，在精液凝固和液化过程中发挥重要作用。刚排出的精液呈凝胶状，凝胶状的分泌物是由若干二硫键形成的一种高分子复合物，液化时被降解为许多亚单位。

c.精子调节蛋白。精子调节蛋白包括精子包被抗原（SCA）、精子结合蛋白（SBP）、免疫活动抑制物（SPIM）、顶体蛋白酶抑制物（DF）等，这些物质可抑制去膜精子的活动力。

d.酶。已知精囊中含有多种不同的碳水化合物酶（CA）、核苷酸酶和酶抑制剂。目前已发现的精囊蛋白质中，只有少数经研究具有临床意义，如 Semenogelin是精液凝固和液化的重要结构蛋白，其片断也许具有调节运动力的功能。

2.精囊还具有重吸收作用

Math等对苍鼠精囊吸收活动进行了实验研究，证明了射精管上皮对反流的前列腺分泌物具有重吸收作用。精囊上皮还可吸收其他蛋白质酶如辣根过氧化酶等。

正常雄性生殖道内对精子的吞噬主要发生在支持细胞和睾网内的吞噬细胞中，它以清除精子碎片和死亡的精子或凋亡生精细胞为主，但在附睾或输精管阻塞后附睾内吞噬活动增强。Riva等在扫描电镜下发现人精囊壶腹及射精管内也会发生吞噬精子现象，精囊中的吞噬作用是由腺细胞进行的，被吞噬的精子是已退变或未射出的精子。目前认为壶腹、精囊、射精管上皮内的脂褐素源于降解精子或分泌物的残质。精囊吞噬精子为一种生理性的代偿过程。

3.精囊腺的分泌受到雄性激素的影响和调节

血清睾酮水平降低时，精囊腺的分泌功能下降，在睾丸被阉割后，精囊腺上皮萎缩，腺体分泌也停止。

（二）前列腺

前列腺是男性最大的附属性腺，大如栗子（直径3.8cm，重20g），整个包绕着膀胱颈内口以下的尿道。前列腺含有30～50条分枝状管泡腺或囊状腺，有16～32条导管。管腔和导管平常都扩大，充满分泌物。成人的前列腺呈持续活动状态，每天分泌0.5～2mL液体，这些腺液由导管输送，经精阜左右两侧开口直接排入尿道。两条射精管也位于前列腺的中叶和侧叶之间，当它们彼此靠近时，直径变小并开口于前列腺尿道底部。

整个前列腺被平滑肌被膜所包绕。这些被膜又连接到直肠前列腺筋膜及提肛筋膜上，同时，前列腺也穿过尿道，并由前列腺尿道横纹肌与尿道膜部括约肌连接将其固定。射精时，这些肌群也参与了前列腺液的排泄。

前列腺分泌物是均匀、稀薄的乳状液，它约占精液的30%。正常时它呈微碱性（pH值为7.0）。前列腺液中蛋白质甚少（<1%），而含大量的酶类、胆碱、磷脂和胆固醇。盐类离子中镁、锌、钙及钠含量较高。阴离子主要是枸橼酸。

目前对前列腺的许多主要成分及其功能作用还不能十分明确，但可以肯定的功能有：

（1）前列腺分泌的枸橼酸与精囊分泌的枸橼酸钠组成pH缓冲系统，借以保持精液在阴道中有一个短暂稳定的局部pH环境。一般只能维持30分钟左右，这样可以保证精子有足够的复苏和离开阴道的时间。

（2）前列腺分泌的酶主要包括液化凝胶状精液的水解酶系列、抑制免疫物质以及抑制顶体活动的物质。液化精液使复苏的精子解除束缚，从而使精子运动时的流体力学改善而提高活动力；免疫抑制物可抑制男性和女性生殖道中的免疫细胞、补体和抗体对精子的攻击；抑制顶体活动的物质覆盖精子头部，能抑制精子顶体酶被过早激化。

（3）前列腺液中的胆碱和磷脂是为精子提供能量的重要物质。

（4）前列腺液的盐类中的钠、钙与精液的渗透压有关，而且钙还参与液化过程，锌、镁是体内金属酶的主要成分，与精子的运动和免疫有关。

（5）近年来对前列腺的研究颇活跃，发现前列腺除了外分泌功能外还有内分泌功能。

人的前列腺上皮内的神经内分泌细胞是嵌在前列腺上皮内的树突状细胞，具有上皮细胞和神经细胞双重性质。它分布在整个腺体内，但主导管内较多。神经内分泌细胞可能是开放性的，有狭长的顶突伸到管腔面；也可能是关闭性的，顶端不与管腔接触。两种细胞都有突起，伸向上皮细胞下面或细胞之间。这些细胞具有异质性，它们含有不同内容的分泌颗粒。它们的分泌物有：嗜铬粒蛋白（Chromogranin A，CgA）、5-羟色胺（5-HT）、类促甲状腺激素（TSH），有的细胞还含有降钙素（Caldtonin，CT）、降钙素基因相关肽、类蛙皮素、生长抑素与甲状旁腺相关肽等。这些神经内分泌细胞的功能尚不清楚，从形态学的角度来看，开放型细胞顶端有微绒毛，与管腔内容物接触，接受其刺激，刺激信号从树突传播，以旁分泌的方式，调节附近上皮细胞的分泌。开放型细胞可能还具有外分泌的作用，将分泌物排到管腔。精浆中已发现有高浓度的CT、蛙皮素和甲状旁腺相关肽，这些物质与精浆钙相关，可能用于调节精浆钙浓度。

神经内分泌细胞与良性前列腺增生症（BHP）和前列腺癌（PCa）有一定关系。在BHP中5-HT与CT性神经内分泌细胞明显减少，而在PCa中神经内分泌细胞比例较高，大量神经内分泌细胞的出现说明预后不佳。因此测定血清或组织内的神经内分泌细胞的标识物可能对PCa的诊断和治疗有益。

前列腺特异性抗原（Prostate Specific Antigen，PSA）为前列腺上皮分泌的一种糖蛋白，分子量为3.5KD，含240个氨基酸残基，存在于前列腺腺泡、导管、精液和血清中。PSA是一种丝氨酸蛋白酶，同人类的缓激肽释放酶非常相似。PSA有较高的特异性，只存在于正常前列腺、前列腺增生及前列腺癌的组织中。目前认为PSA是敏感性较高的前列腺肿瘤标识。赵长林等用酶免疫法（EIA）对健康男性成人及前列腺炎、前列腺增生、前列腺癌患者进行血清PSA检测，结果发现患前列腺癌时，PSA显著增高，但血清内的PSA浓度也受到其他一些因素的影响。第一，前列腺体积。血清内的PSA浓度与前列腺体积呈正相关。第二，年龄。目前研究表明，血清PSA值随年龄增大而逐渐增高。Joseph等研究分析了年龄和血清之间的关系，年龄小于60岁者仅10.7%的人血清PSA值高于4ng/mL，大于66岁者这一比例为34.3%。总之，在前列腺的功能方面目前尚有许多问题有待进一步研究。

（三）球尿道腺

球尿道腺是阴茎尿道球背侧的一对黄褐色腺体，位于尿道膜部，离舟状窝很近。它们被包绕在尿道生殖膈肌内，这些腺体为分支的单层管泡状腺体。腺液为透明无色的黏液，分泌物排入到海绵体尿道的起始部，分泌物富含唾液酸蛋白，腺液一般在阴茎勃起时就会排出，也可能在高潮时才排出。一般认为它的主要功能是滑润尿道。目前许多人认为尿液排出时出现分叉就是前列腺炎，这是错误的。尤其是早晨第一次排尿，由于早晨阴茎勃起，所以常见尿路分叉，这并非都是前列腺炎症所致。

七、阴茎

胚胎体表腹侧正中的生殖隆起发育成生殖结节，生殖结节最后分化为前列腺及阴茎等外生殖器官。阴茎包含尿道和三个勃起的柱状海绵体组织，即尿道海绵体和两个侧海绵体，阴茎海绵体构成了阴茎的大部分。两侧的侧海绵体向后分开，附着在骨盆耻骨下支和坐骨上，远端终止于距阴茎顶端2cm处。每个海绵体外部包裹着一层厚的纤维膜，称为白膜，白膜含有纵形及内环两层胶原纤维。两个海绵体之间是一层由坚韧纤维组织形成的梳状膈，膈上有一些缝隙状小孔，使两侧海绵体之间可以互相连通。白膜中伸延出许多结缔组织，它们深入海绵体内，形成许多腔隙，腔隙表面覆盖有一层内皮上皮细胞，形成血窦。阴茎勃起时，血窦内充盈着血液，使海绵体变得硬实。尿道海绵体包绕着尿道，位于两个侧海绵体下方的尿道沟内，其近端略膨大，形成海绵球，紧贴于三角韧带上，其末端膨大，形成阴茎的龟头，并覆盖了两个侧海绵体的末端。包绕尿道海绵体的白膜较侧海绵体薄得多，伸入腔隙的结缔组织含有丰富的弹性纤维。龟头部分的海绵体没有白膜包绕，而血窦为较致密的静脉窦构成，因而当阴茎勃起时，龟头及尿道海绵体均不像侧海绵体那么坚挺，可充分保证射精通道的畅通。

覆盖阴茎的皮肤较薄且没有皮下脂肪，皮肤在龟头处反褶成双层的包皮，包皮一直延续到尿道外口，包皮的内层皮肤湿润且不角化，像一层黏膜，这层皮肤的毛囊退化，而汗腺和皮脂腺形成了太森氏（Tyson's）腺，其分泌物常积在冠状沟，形成包皮污，若不及时清洁易引起炎症。

阴茎的血液循环很丰富，来自阴部内动脉的阴茎动脉分出阴茎背动脉、阴茎深动脉和尿道动脉等分支。阴茎背动脉行走于阴茎背部，为阴茎皮肤和皮下筋膜提供营养。阴茎深动脉穿出尿生殖膈后，即穿行于海绵体内，通过海绵体小梁发出螺旋形动脉，与海绵窦相连接。螺旋动脉管壁有一个纵形平滑肌束隆起突向管腔，称为动脉内膜嵴，具有瓣膜的功能，平时内膜嵴呈收缩状态，因而隆起闭塞了动脉管腔。当性兴奋时，在植物神经系统控制下，螺旋动脉内膜嵴松弛，螺旋动脉开通，于是大量的血液注入海绵窦，海绵体充盈膨胀，但海绵体的体积受到白膜的限制，所以压力增加。压力增加限制了阴茎静脉的回流，引起压力加大，而致使阴茎勃起。待性兴奋减弱时，螺旋动脉平滑肌恢复原有张力，注入海绵体的血液减少，血液从四周静脉徐徐流出，阴茎海绵体压力降低，阴茎逐渐恢复原来的松软状态。

阴茎的神经感觉支来自会阴神经的阴茎背神经，随行于阴茎背动脉，分布于阴茎皮肤、包皮及系带上，尤其龟头上较密集。运动支来自腹下交感神经节和副交感神经骶2～4条神经丛，这些神经纤维随阴茎深动脉进入海绵体，支配血管平滑肌的运动。

八、阴囊

在胚胎发育过程中，阴囊是腹壁的延续部分。它似一个袋状结构，其中由肉膜形成的阴囊膈将阴囊分成左右两囊，各囊内具有睾丸、附睾和精索的阴囊段。阴囊的皮肤薄而柔软，且富有弹性。阴囊壁组织的层次自外向内分别是皮肤、肉膜、睾丸鞘膜和精索被膜。皮层内有丰富的汗腺、皮脂腺和少量的毛囊，肉膜厚1～2mm，含许多平滑肌纤维、致密结缔组织和弹性纤维组织，适应于阴囊壁感受到局部温度时调整阴囊的弛张或收缩。睾丸鞘膜和精索被膜又分为多层，从外向内分别为提睾肌膜、提睾肌、睾丸精索鞘膜、睾丸固有鞘膜和鞘膜腔。

阴囊的血液供应很丰富，动脉来自阴部外动脉、阴囊后动脉和精索外动脉。阴囊的静脉与动脉相平行流入阴囊内静脉和阴囊背静脉中。

阴囊的主要功能是调节睾丸生精活动所需的环境温度，阴囊壁具有良好的调温条件，如皮肤薄，有丰富的汗腺而没有皮下脂肪，利于散热，等等。阴囊壁可以通过肉膜的热胀冷缩来保持一定温度。阴囊又是一个有一定活动余地的软囊，可以缓冲外力对囊内睾丸、附睾和精索的损伤。

九、男性生殖道中免疫活性细胞分布及血睾屏障

精子细胞具有免疫抗原性，并能诱发特异性自身或同种免疫反应。1854年，Rumke等首次报道自身免疫可能是男性不育的原因之一。到目前为止，对人类抗精子自身免疫的研究仍限于检测抗精子抗体，而对这些抗体产生的细胞和机制了解甚少。男性生殖道的免疫系统是一组非常特殊的免疫系统，它不仅要防止自身产生抗精子抗体，而且还要承担精子进入女性生殖道后不被吞噬且不会引起女性产生抗精子抗体的任务。T淋巴细胞、B淋巴细胞是免疫活性细胞，二者以具有辅助/诱导（Th/I）和抑制/细胞毒（Ts/C）功能的T淋巴细胞亚群来调节体液和细胞免疫反应的类型与强度，所以确定男性生殖道组织内淋巴细胞亚群的准确部位对了解自身免疫性不育具有重要意义。

（一）正常男性生殖道组织内免疫细胞分布的特征

1.正常男性生殖道组织内免疫细胞分布的特征

（1）淋巴细胞亚群的分布。

睾丸：1984年，Ritchie等首次应用单克隆抗体及免疫酶技术，对正常人睾丸淋巴细胞亚群进行研究，结果表明，在睾丸组织中仅曲细精管之间的间质内存在少量淋巴细胞，而且几乎全是T淋巴细胞，在睾网中除T淋巴细胞外，尚可见到B淋巴细胞，呈滤泡样聚集于间质中，而T淋巴细胞则分布于上皮及间质内。

附睾：正常附睾头、体、尾中均可见到淋巴细胞分布，而且都是T淋巴细胞，分布于上皮及间质内，上皮内的淋巴细胞靠近基底膜的上皮基底层。

输精管：阴囊部输精管上皮细胞之间和固有膜内可见T淋巴细胞，占上皮细胞的25%，而且60%为Ts/C亚群。

输精管壶腹部和精囊：可见少量T淋巴细胞位于壶腹和精囊上皮内。

前列腺：淋巴细胞位于上皮、管腔、管周结缔组织及管壁间结缔组织内，上皮中淋巴细胞几乎都是T淋巴细胞，大部分为Ts/C亚群，趋向于在管壁基底膜部分布。间质内含丰富的T淋巴细胞，主要是Th/I亚群，呈丛状排列，也可见到大量的B淋巴细胞。

综上所述，正常男性生殖道内淋巴细胞几乎都是T淋巴细胞，而且趋向集中于附睾、输精管及前列腺，而睾网、输精管壶腹及精囊上含量不多。B淋巴细胞主要存在于前列腺内。

（2）巨噬细胞及MHCⅠ、Ⅱ类抗原表达。

Pollanen等用单克隆抗体识别巨噬细胞检测方法检测睾丸组织，结果发现睾丸间质内可见丰富单核/巨噬细胞，这些细胞也见于曲细精管固有膜内，而不存在于曲细精管腔内。其他部位见于间质及血管周围。MCHⅠ、Ⅱ类抗原是指HLA-ABC及HLA-DR抗原。睾丸组织中巨噬细胞的作用尚不十分清楚，有人认为，曲细精管内的精子碎片先通过自身自溶酶进行消化，它的残余物质被支持细胞吸收并进一步消化，不能消化的物质移向基底部，再由间质中的巨噬细胞吞噬并进行处理。因而，它可能通过破坏和清除由于血睾屏障而受损的精子来提供一种辅助性保护措施。睾丸间质内巨噬细胞及其他细胞可表达HLA-DR抗原，表明人类睾丸可能可以诱导T淋巴细胞呈外来抗原，因而可以保护生精上皮免受T淋巴细胞的损害。睾丸组织中的肥大细胞是间质结缔组织中的游离细胞，已经发现这些细胞与结缔组织有功能联系。肥大细胞通过释放各种介质如组织胺、5-羟色胺介导速发型IgE依赖性超敏反应，并分泌某些酶如透明质酸酶、细胞色素氧化酶、磷酸酶及其他物质如肝素等，这些物质可能在胶原组织中具有重要作用。

Maseki等发现原发性不育症病人睾丸间质组织中肥大细胞增生与精子发生之间存在密切联系，肥大细胞所分泌的各种酶可能与不育睾丸间质结缔组织合成率增高及纤维化有关。Mathur等认为在不明原因的不育患者中可能存在睾丸局部抗体反应。男性生殖道黏膜的浆细胞在对精液抗原反应中产生IgE抗体，这些抗体对肥大细胞及嗜碱性粒细胞有高度亲和性，诱发这些细胞内物质如组织胺、血清素等的释放，这些物质可引起曲细精管界膜增厚，小管肥大细胞的致敏也可能导致对敏感生精细胞的损伤，从而导致精子发生功能低下。

T细胞产生的淋巴因子能增加肥大细胞数，而肥大细胞的分泌物又可抑制某些T细胞功能，这些提示T细胞与肥大细胞之间具有相互关系。因此，Saloman等认为睾丸发生严重弥漫性小管萎缩和出现异常基底膜时，肥大细胞增多可能是表达免疫介导的生精上皮损害的另一种形式。

（二）生殖道组织内淋巴细胞分布的意义

男性生殖道内T淋巴细胞呈分隔化分布，提示男性生殖道上皮和固有膜内的Ts/C淋巴球在功能上可能形成一个免疫屏障，正常时制止自身体液或细胞形成抗精子免疫反应。这一抑制屏障的分布形式与每一个器官的结构和功能一致。正常的情况下，睾丸内含极少量或无淋巴细胞，因为此处由Sertoli细胞间紧密连接形成了血睾屏障，使曲细精管内生精细胞和精子处于遮蔽状态，与免疫系统隔绝。而睾网处血睾屏障较薄弱甚至缺乏，需要有一种相应的机制来防止精子分化抗原的自身免疫反应产生。在睾网上皮内相当多数量的Ts/C淋巴亚群为此提供了基础，其在免疫耐受的产生中起重要作用。Freand和Davis（1969）报告正常精液中60%～70%的精子来自附睾及输精管远端，睾网液几乎全部在附睾内被重吸收，因为精子具有抗原性，因此附睾内精子碎片与分解物的吸收表现为一种内源性免疫刺激，可能导致免疫反应产生，但在健康情况下，这种精子内源性免疫刺激能被附睾上皮内免疫屏障Ts/C淋巴球所处理。这可以解释为什么附睾内含有大量的Ts/C淋巴细胞，说明它在男性生殖道正常免疫自稳中的重要性。同时也可以解释为什么精子肉芽肿、睾丸变性、输精管结扎及梗阻后有大量死亡的精子需要处理，但超过了淋巴系统处理的能力则有可能产生自身免疫的抗精子抗体。

前列腺中这种免疫屏障的重要性在于年轻人常发生感染和炎症，可能导致射精管闭塞及前列腺和精子被吸收，Ts/C则抑制机体对这些抗原的自身免疫反应。前列腺间质结缔组织内B淋巴细胞的存在，可以解释精液中免疫球蛋白的来源和分泌水平。精囊不是精子的贮存部位，精囊分泌物仅在射精时与精子接触，所以精囊上皮仅含少量Ts/C细胞。

睾丸内淋巴细胞代表免疫反应过程，免疫反应可能介导各种因素对睾丸产生损害。已知位于血睾屏障内的生精细胞含有能引起自身免疫反应的特异性抗原，当外源性有害因素破坏部分曲细精管上皮及血睾屏障时，含特异性自身抗原的生精细胞与免疫系统接触，其抗原负荷超过抑制细胞能力或使正常免疫耐受状态由于超生理量抗原而被打破，则可导致免疫反应参与睾丸病理损害过程。

调节免疫反应的一系列复杂作用涉及T细胞，各种免疫反应的抑制需要Leu2a+细胞和Leu3a+细胞间的相互作用，而Leu3a+细胞则在可溶性抗原的存在下产生、增殖，并诱导B细胞分泌免疫球蛋白以及促进前细胞毒细胞转变为细胞毒细胞，这些细胞毒细胞可能损害表达 MHCⅡ类抗原的各种细胞。不育症患者的睾丸中存在淋巴细胞浸润，而且以Ts/C为主，可以进一步增加我们对抗精子抗体及睾丸组织病理改变产生的可能机制的理解。

（三）生殖道的免疫抑制物质

尽管精子对男性而言是一个自身抗原，但男性生殖道内有一组屏障将精子与自身免疫系统相隔，在正确情况下并不发生自身免疫反应。对女性来说，精子是一个同种异体抗原，但在一系列免疫保护机制作用下，女性生殖道也不对精子发动免疫攻击。在这一系列防御、保护机制中包括了近年来发现的人类精液中的免疫抑制物质。已有研究表明，精浆中的免疫抑制物质随精液进入女性生殖道，对抑制全身与局部免疫应答起了重要作用，由此避免了女性发生过敏反应或使受精卵受到排斥。在男性中也很少出现自身免疫情况。但也正是由于这些免疫抑制物质的存在，导致了这些疾病的感染和传播。

精浆中的免疫抑制物质的抑制作用是多方面的，它们能抑制淋巴细胞（T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞）、巨噬细胞和多形核白细胞的功能，并同样具有抑制补体和抗体的作用。近年来对精浆免疫抑制物质作了许多研究，综合概括如下。

1.精浆免疫抑制物质在体外的免疫抑制作用

（1）对T细胞的抑制作用。Stites和Erikson（1975）首次证实人类精浆能抑制多种致分裂原（PHA、ConA、PWM）、微生物抗原及同种细胞刺激的人外周血淋巴细胞转化。Lord等（1977）报告人类精浆影响细胞毒性T细胞对巨细胞病毒（CMV）感染的靶细胞有杀伤作用。Marcus（1979）和Saxena（1985）分别证实，人类精浆也能抑制E花环形成。Simone等（1988）报道人外周血淋巴细胞经精浆处理后其抗菌作用受到抑制。

（2）对B细胞的抑制作用。Lord（1977）和 Anderson（1982）等证实人类精浆对B细胞受抗原刺激后分化为浆细胞并产生抗体的过程起抑制作用。

（3）对NK细胞的抑制作用。James和Szymaniec等（1985）发现人类精浆对人外周血淋巴细胞的NK活性有抑制作用。Marcus等（1986）报道人类精浆对红细胞膜有高度亲和力，经精浆预处理的红细胞对 PHA诱导的人外周血淋巴细胞转化同样有抑制作用。Ress等（1986）指出人类精浆对干扰素（IFN）和白细胞介素激活的单个核细胞产生细胞毒性具有抑制作用。

（4）对吞噬细胞、多形核白细胞等的抑制作用。人类精浆具有抑制多形核白细胞对革兰氏阴性菌的调理（免疫球蛋白介导的识别和吞噬）的作用，这可能与精浆抑制亲细胞抗体和吞噬细胞上的Fc受体有关。精浆中的Fc封闭因子也可以封闭多形核白细胞和单核细胞上的Fc受体与亲细胞抗体结合部位，以阻止其对外来细胞的识别。

（5）对补体系统的抑制作用。Brooks等（1981）发现精浆对血清的杀菌与调理活性有抑制作用，而这种作用可能主要是对补体的灭活和抑制。动物实验表明，精浆中的补体抑制因子集中在前列腺，精浆补体抑制因子具有保护精子免遭抗体介导溶解的作用，但另一方面存在于男性和性活跃的女性生殖道中的补体抑制因子能抑制机体体液免疫机制对微生物的清除。

2.精浆免疫抑制物质在体内的免疫抑制作用

有关精浆免疫抑制物质在体内的研究较少，且主要是动物实验。Anderson等（1982）和Harrey（1985）报道小剂量精浆能抑制小鼠对接种低剂量抗原的初级应答。Richard（1984）和Kuno（1986）分别将精浆经肛门灌注兔和小鼠，抑制机体的免疫应答，结果发现外周血淋巴细胞转化受到明显抑制。王一飞、朱法炳等（1988）模拟同性恋性交方式，给小鼠肛门灌注人类精浆后，发现淋巴细胞NK活性受到明显影响。由于结肠的吸收特性，经直肠灌注精浆可能对全身的免疫反应机制有明显影响。

3.免疫抑制物质的抑制机理

精浆的免疫抑制作用表现在多方面，因此对其作用机制的解释也有多种。目前对免疫抑制作用的机制仍是推测的，还有许多问题需要进一步研究。

一般认为精浆组分结合到精子表面或者是通过内源酶对精子表面抗原进行了修饰，结果影响了免疫活性的细胞对精子的识别。精浆中的免疫抑制物质还可以从精子表面释放，直接作用于免疫活性细胞，影响它们对自身或同种抗原的识别、处理及分化和增殖能力。精浆中的免疫抑制物质还可以阻止被抗体包裹的精子和吞噬细胞的Fc受体结合。

4.精浆中免疫抑制物质的来源组成和特性

通过对正常生育者与输精管结扎者精浆的研究，二者免疫作用无明显差别，所以认为精浆的免疫抑制物质主要来源于附性腺。近年来实验证明其主要来自前列腺的分泌物。

James等（1984）认为由于精浆中存在多种免疫抑制物质，以及一些小分子和大分子物质可逆地结合，故使分离和鉴定进展缓慢。众多研究结果显示，精浆中的免疫抑制物质可能包括Zn组分（和肽或蛋白的结合物）、子宫珠蛋白、妊娠相关蛋白A、多胺（精胺、精脒等）、PGF2、转谷氨酸酶、乳铁转运蛋白以及其他一些蛋白酶等。精浆中存在多种具有抑制免疫活性的因子，其分子量大小各异，理化性质也有所不同，它们对不同的免疫反应抑制作用也不一样。因此，人类精浆的免疫抑制作用不能简单认为是由某种单一物质所引起的。

5.精浆中免疫抑制物质的生理、病理意义和临床关系

精浆作为一种介质运送精子，精浆中的一些重要成分如糖、脂、蛋白、酶、有机物及无机离子等有助于精子穿透宫颈黏液、参与精子获能、为精子提供营养、参与精液凝固和液化等，近年来研究表明精浆在生育过程中的作用仍有很多尚未明确。精浆的免疫抑制特性可能是其中一种非常重要的功能。

精浆对精子抗原的遮蔽和改变，及其可溶性免疫抑制因子对机体免疫系统的直接作用，能使雌体对精子免于产生局部或全身免疫应答。精浆中由于免疫抑制物质的存在，能保护受精卵免受母体排斥。从免疫学角度来说，受精卵也是异物，其组织相容性抗原与母体不合，且受精卵具有高度抗原性。但事实上并不发生排斥现象，其重要原因之一就是精浆中的免疫抑制物质抑制了母体免疫应答。若男性精浆中缺乏免疫抑制物质，则可导致其产生抗精子抗体而造成不育，而其配偶既可能出现过敏反应，也可能产生抗精子抗体。自从发现精浆中存在免疫抑制物质，许多研究者将注意力集中到精浆免疫抑制物质在同种和自身免疫不育中的作用。对某些原因不明的不育患者，可考虑是由于其精浆缺乏免疫抑制物质，并可分析其配偶的精浆，观察其是否缺乏免疫抑制物质。Beck等（1984）发现，某些不育患者如果除去精浆，受孕率可能提高。近年也发现女性在怀孕后，对胎儿能产生封闭因子，以保护胎儿成长，缺乏封闭抗体的妇女反复流产的概率明显较高。

利用精浆免疫抑制物质在生殖医学中的作用，从免疫角度探索一条控制生育的新路，无论在理论和实践中均是一个极为使人感兴趣的课题。

由于精浆免疫抑制物质能抑制抗体、T细胞和吞噬细胞对性病病原体的识别和杀伤，故有利于性病的传播。精浆中免疫抑制物质对宿主防御病毒感染中起决定作用的NK细胞和细胞毒性T细胞也具有明显的抑制作用。故一些新近发现的和性病传播有关的病毒，如HIV（人类免疫缺陷病毒）、疱疹病毒、CMV（巨细胞病毒）均能长期存在于生殖道而无明显临床症状。

Kuno（1986）、Richards（1984）和王一飞（1988）等在实验中模拟同性恋性交方式，分别给大鼠、兔和小鼠经直肠灌注PEG2和精浆，导致血浆和精浆体内免疫活性细胞受到明显抑制，这是目前证明这一观点的较有力的实验依据。统计数据表明，同性恋男子AIDS发病率高达71%，而异性性交妇女仅1%。

由于精浆免疫抑制物质能抑制机体免疫监视机制，其结果同样会导致男性和女性泌尿生殖道发生恶变，如前列腺癌、宫颈癌等。