附睾上皮具有吸收、分泌及浓缩三种功能。
(一)吸收功能
由于附睾与肾小管在胚胎发育上同一起源,所以这种功能与肾小管相似。睾丸支持细胞产生大量睾网液流入附睾。一只公羊每天可产生40毫升睾网液,但真正从附睾排出的只有0.4毫升,可见99%左右的睾网液被附睾重吸收。一般认为主细胞参与吸收过程,形态学上表现为细胞膜向内形成凹陷,细胞顶部有许多膜被小体,并有大泡与多泡体。这些结构成分在输出小管、附睾头与附睾体的主细胞内比较发达,而在附睾尾部的主细胞内则较少,说明附睾尾部的吸收功能不及附睾头与体。但目前有报道大鼠附睾尾部的亮细胞亦具有较强的吸收作用。
附睾的吸收能力具有高度选择性,表现在某些离子的吸收,特别是Na2+,K+的转移;睾网液中Na+含量高于K+,而附睾中则是K+高于Na+,并且在附睾中K+/Na+比例是逐渐增加的。
(二)分泌功能
附睾上皮有分泌功能,其分泌物包括甘油磷酸胆碱(Glyccrophosphat0choline GPc),糖蛋白,固醇与唾液酸等。附睾上皮中的主细胞由于富含内质网,高尔基器发达,并有小泡,因而被认为是主要的分泌细胞。
1.GPc
附睾各部上皮均能合成GPc,从头部到尾部,其含量逐渐增加,说明精子在雄性生殖道内不能对GPc进行代谢,这是由于在男性生殖道内缺乏磷酸二脂酶,此酶可使甘油从GPC分离出来。此酶存在于某些动物的子宫内,被分离出来的甘油可以作为底物被雌性生殖道内的精子所氧化,附睾尾部含有高浓度的GPC,有人认为高浓度的GPC可抑制精子代谢。
2.糖蛋白 附睾上皮能分泌多种糖蛋白。
(1)前向运动蛋白
为酸性糖蛋白,分子量为3.7KD,可被胰蛋白酶完全灭活,被一些糖酵解酶部分灭活。当前向运动蛋白与附睾精子表面前向运动蛋白受体结合后,可促使精子产生前向运动。用公牛附睾未成熟精子实验证实,只有同时加上前向运动蛋白与茶碱(一种磷酸二酯酶抑制莉)才能使精子有完善的前向运动能力。前向运动蛋白中的糖基具有重要作用,用β一半乳苷酶、半乳糖氧化酶、唾液酸酶或a-甘露糖苷酶处理以后,前向运动蛋白活性明显减弱。用刀豆球蛋白(ConA)亲和层析技术证实前向运动蛋白中含有甘露糖与葡萄糖。以前早已发现,精子在附睾运行过程中,其表面的’ConA受体增加,这可能就是与精子表面结合的前向运动蛋白。
(2)特异性附睾蛋白
为酸性糖蛋白,由附睾头部的上皮分泌。它结合于精子表面,定位于顶体及尾部分。将特异性附睾蛋白与附睾朱成熟精子一起孵育,能增加精子固着于透明带的能力。
(3)50KD与100KD两种蛋白质它们由附睾近端上皮合成,结合于精子表面:
(4)糖基转移酶与糖苷酶前者能将新的糖基转移到精子表面糖蛋白的糖链上,从而改变了末端糖基;后者则将原来精子表面的末端糖基除去,从而暴露了原来的第二位末端糖基。用微穿刺技术发现大鼠附睾头部新出现半乳糖苷酶,N一乙酰氨基葡萄糖苷酶,附睾体部出现了a葡萄糖苷酶。
3.唾液酸
由附睾上皮分泌,附睾液内的唾液酸有游离的和结合于蛋白质的唾液酸蛋白。从附睾头部到尾部,唾液酸糖蛋白的含量逐渐升高,至尾部达最高水平,而与精子结合的唾液酸逐渐下降,两者呈负相关。
精子在附睾运行期间,通过唾液酸化与去唾液酸化,使精子表面的结合唾液酸含量发生变化,前者依赖于唾液酸糖基转移酶,主要发生在头部,后者依赖于唾液酸苷酶,主要发生于附睾尾。人精子的唾液酸分布于头部的质膜与顶体膜上,与唾液酸酶的分布位置相接近,提示它在受精过程中可能起作用。
附睾液内的唾液酸和结合于精子表面的唾液酸具有重要的生理功能:
(1)与维持附睾液内的离子平衡有关。
(2)为精子表面负电荷的一个来源,唾液酸是一种含有羧基的糖,带有负电荷。精子成熟过程中膜表面负电荷增加的主要原因即为唾液酸增加。
(3)作为免疫保护剂,掩盖着精子表面的特异抗原。例如猪精子表面有一种特异抗原称为S2P3,此抗原在精子发生晚期即开始出现,位于顶体后区。S2P3在精子成熟过程被掩盖。已知顶体后区的细胞膜流动性很大,在受精过程中起关键作用。这种掩盖作用使精于在成熟与运行过程中不致于被免疫细胞识别而产生自身免疫反应。
(4)维持精子顶体的稳定和膜结构的完整性,特别是唾液酸可稳定顶体前区的细胞膜,从而抑制精子的顶体反应。
(三)浓缩功能
肉毒碱在肝内合成,附睾上皮不含肉毒碱合成所需的酶,故不能合成肉毒碱,但附睾头部远端和体部上皮能将循环血液内的肉毒碱转运至附睾内。从附睾头部至尾部,附睾液内的肉毒碱含量逐渐增加,如大鼠附睾尾部的肉毒碱含量可比血浆高2000倍.睾丸精子内无肉毒碱存在,当精子进入附睾后,可将附睾液内的肉毒碱积聚在精子的细胞内,故从附睾头部至尾部,精子内肉毒碱不断增加。精子内含有肉毒碱乙酰转移酶,此酶在初级精母细胞阶段已开始出现,在成熟精子内此酶活性最大,肉毒碱乙酰转移酶可催化下述反应:
L肉毒碱+乙酰一CoA→乙酰肉毒碱+CoA
由于乙酰辅酶A不能通过线粒体内膜而进入基质,通过上述反应肉毒碱将乙酰带入基质,进入基质以后,再通过酶的作用重新形成乙酰辅酶A。游离出来的肉毒碱又回到内膜外侧,再进行乙酰转移作用。此反应产生的乙酰辅酶A可进入三羧酸循环(有关的酶位于线粒体基质内),产生ATP,以供应精子运动所需要的能量。此外肉毒碱还与精子运动的发育和调节有关。