已知正常情况下一个初级精母细胞经过两次成熟分裂后将形成四个精子细胞。如果实际估计的睾丸内精子细胞总数与精母细胞总数之比为2.4,那么这是否就意味着一个精母细胞只实际转换成了2.4个精子细胞呢?答案是否定的,细胞转换率的估计还必须同时考虑精母细胞和精子细胞各自在整个生精周期中的绝对或相对寿命(持续时间)。例如,一个初级精母细胞首先要分裂形成两个次级精母细胞,但人们在切片上可见大量初级精母细胞,而就是很少见到次级精母细胞,其原因就是次级精母细胞在生精周期中的存在时间极短。
生精细胞的分化发育过程是一个连续过程,各种生精细胞都存在于生精周期中的某个或某些细胞组合中,因此生精细胞(尤其是精母细胞和精子细胞)也可分成不同的期。生精周期中生存或循环时间越长的细胞,其在睾丸内的总数自然就越多;反之,生精周期中生存或循环时间越短的细胞,其在睾丸内的总数自然就越少。
假如器官组织内有两种“母子”关系的细胞,那么该器官组织内母、子细胞的数目(总数或数密度N母、N子)及其在细胞增殖周期(假设是一个稳定周期)中的寿命(总时间或相对比例D母、D子),与细胞转换率(一个母细胞形成的子细胞的数目)之间有如下关系:
转换率=(N子/D子)/(N母/D母)
式中细胞的寿命如果以小时表示,那么(N母/D母)和(N子/D子)就分别相当于母、子细胞的小时生产率,即每小时要形成或产生的母、子细胞数。转换率降低一般是因为母细胞产生的子细胞数减少或/和子细胞凋亡或死亡。转换率高于理论最大值一般是因为母细胞减少而子细胞暂时地继续生长或滞留。转换率不变或者是因为母、子细胞数未变,或者是因为二者成比例改变。
例如,促性腺激素撤退大鼠的1~7期精子细胞(位于第1至第Ⅶ种细胞组合内)的小时生产率降至正常对照的29%~35%,而第8期精子细胞的小时生产率降至正常对照的5%;大剂量睾酮治疗未改变前者的小时生产率,而显著增高了后者的小时生产率。这说明睾酮促进了第7至8期精子细胞之间的转换,或者说第7期向第8期精子细胞的转换高度依赖于睾酮。
猴促性腺激素短期撤退16天,A型精原细胞数(每侧睾丸内的绝对数)不变,但B型精原细胞数急剧降至正常对照的15%,粗线期以前的初级精母细胞数以及粗线期精母细胞数分别降至对照的15%和55%。促性腺激素撤退25天时,B型精原细胞和精母细胞数进一步减少,同时1~6期精子细胞(位于第1至第Ⅵ种细胞组合内)也显著降至对照的38%,而更晚期的精子细胞数仍无显著性改变。结合猴精子发生模型,这些结果有力地说明急性促性腺激素撤退几乎阻断了A型精原细胞向B型精原细胞的转换,但睾丸内原有的B型精原细胞几乎“正常地”继续向精母细胞进而精子细胞转换。
成年人(5位)经用庚酸睾酮治疗19~24周后:①A型精原细胞数无显著改变而B型精原细胞数显著降至对照的10%,其余较晚期生精细胞也都减少至对照的1l%~18%。②睾丸内生精细胞受抑制的模式与精液内精子浓度或形成无精子的时间不显著相关,个体差异大。③4位受试者精液中无精子,但睾丸内仍有ll%的晚期长形精子细胞(与对照组相比)。④2位受试者睾丸内的生精细胞(包括晚期生精细胞)数相似。但其中一位精液内无精子,而另一位仍有20百万/ml的精子浓度;此外,后者睾丸内有些精曲小管内生精细胞数很少,有些则较多(这里的生精细胞数均指的是生精细胞数密度与Sertoli细胞数密度之比,即每个Serto“细胞核所支持的生精细胞数,它与每侧睾丸内的生精细胞总数结果一致)。这些结果说明,睾酮致促性腺激素撤退对精子发生的损害主要是抑制了A型精原细胞向B型精原细胞的转换,但其他环节,尤其是晚期精子细胞的释放或/和存活,也有影响;单一的该种睾酮治疗可能没有足够地或一致地撤消对精子发生的激素支持,因而导致生精细胞抑制的显著个体间和个体内差异。
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