43.3 Líffærafræði æxlunarfæra manna og kynfrumumyndun

Hæfniviðmið

Í lok þessa hluta munt þú geta gert eftirfarandi:

• Lýst líffærafræði æxlunarfæra karla og kvenna
• Fjallað um kynferðislega svörun manna
• Lýst sáðfrumumyndun og eggfrumumyndun og fjallað um muninn og líkindin á milli þeirra

Eftir því sem dýr urðu flóknari þróuðust sérhæfð líffæri og líffærakerfi sem sinna afmörkuðum hlutverkum fyrir lífveruna. Æxlunarfærin sem þróuðust hjá landdýrum gera karldýrum og kvendýrum kleift að makast, frjóvga egg innvortis og styðja við vöxt og þroska afkvæma.

Líffærafræði æxlunarfæra manna

Æxlunarvefir karla og kvenna þroskast á svipaðan hátt í móðurkviði þar til, í sumum tilvikum, lítið magn af hormóninu testósteróni er seytt frá kynkirtlum. Testósterón veldur því að óþroskaðir vefir sérhæfast í líffæri á borð við pung og getnaðarlim. Þegar testósterón er ekki til staðar halda vefirnir áfram að þroskast í líffæri á borð við eggjastokka og skapabarma. Þessar frumur eru taldar tvímöguleikafrumur: sami frumuhópur getur þroskast í hvora gerð æxlunarfæra sem er. Frumstæðir kynkirtlar verða að eistum eða eggjastokkum. Vefir sem mynda getnaðarlim hjá körlum mynda sníp hjá konum. Vefurinn sem verður að pung hjá körlum verður að skapabörmum hjá konum; þetta eru því samsvarandi líffæri.

Líffærafræði æxlunarfæra karla

Í æxlunarkerfi karla eru eistun í pungnum; þar liggja einnig æðar, taugar og vöðvar sem tengjast starfsemi eistna. Eistun eru pöruð æxlunarfæri karla sem mynda sáðfrumur og nokkur æxlunarhormón. Hvert eista er um það bil 2,5 × 3,8 cm að stærð og er skipt í fleyglaga bleðla með bandvefsskilveggjum. Í hverjum bleðli eru hlykkjóttar sáðpíplur sem mynda sáðfrumur.

Sáðfrumur eru óhreyfanlegar við líkamshita; þess vegna eru pungurinn og getnaðarlimurinn utan á líkamanum, eins og sýnt er á mynd 43.8, svo viðeigandi hitastigi sé viðhaldið fyrir hreyfanleika sáðfrumna. Hjá landspendýrum þurfa eistun að hanga utan líkamans við um það bil 2 °C lægra hitastig en líkamshitann til að mynda lífvænlegar sáðfrumur. Ófrjósemi getur komið fram hjá landspendýrum ef eistun ganga ekki niður úr kviðarholi á fósturskeiði.

Sáðfrumur þroskast í sáðpíplum sem liggja hlykkjóttar inni í eistunum, eins og sýnt er á mynd 43.8. Veggir sáðpíplanna eru myndaðir af sáðfrumum á mismunandi þroskastigum; minnst þroskuðu frumurnar eru við jaðar píplunnar en fullþroskaðar sáðfrumur eru í holrýminu. Sáðfrumurnar eru innan um stoðfrumur, Sertoli-frumur, sem vernda kynfrumurnar og stuðla að þroska þeirra. Aðrar frumur í veggjum píplanna eru millifrumur, eða Leydig-frumur. Þær mynda mikið magn af testósteróni þegar karlmaður nær kynþroska.

Þegar sáðfrumur hafa myndað svipu og eru næstum fullþroskaðar yfirgefa þær eistun og fara í eistnalyppuna, sem sýnd er á mynd 43.8. Þetta líffæri líkist kommu og liggur ofan á og aftan við eistun; þar fer lokastig þroskunar sáðfrumna fram. Sáðfrumurnar fara síðan úr eistnalyppunni í sáðrásina, sem flytur þær aftur fyrir þvagblöðruna og myndar sáðfallsrásina ásamt rás frá sáðblöðrunni. Við ófrjósemisaðgerð á körlum er hluti sáðrásarinnar fjarlægður, sem kemur í veg fyrir að sáðfrumur berist út úr líkamanum við sáðlát og kemur þannig í veg fyrir frjóvgun.

Sæði er blanda af sáðfrumum og seyti úr sáðrásum, um 10 prósent af heildarmagninu, ásamt vökva frá aukakirtlum sem mynda mestan hluta sæðisins. Sáðfrumur eru einlitna frumur með svipu sem myndar hala, háls sem inniheldur orkuframleiðandi hvatbera og höfuð sem inniheldur erfðaefnið. Mynd 43.9 sýnir smásjármynd af mannssáðfrumu og skýringarmynd af hlutum hennar. Frymisbóla sem kallast akrósóm er efst á höfði sáðfrumunnar. Hún inniheldur meltihvata sem geta rofið hlífðarhjúp eggsins og hjálpað sáðfrumunni að komast inn í eggið og frjóvga það. Eitt sáðlát inniheldur tvö til fimm millilítra af vökva með 50-120 milljónum sáðfrumna í hverjum millilítra.

Meginhluti sæðisins kemur frá aukakirtlum sem tengjast æxlunarkerfi karla. Þeir eru sáðblöðrur, blöðruhálskirtill og þvagrásarkirtlar (Cowpers-kirtlar), sem allir eru sýndir á mynd 43.8. Sáðblöðrurnar eru tveir kirtlar sem liggja aftan við þvagblöðruna. Þær mynda þykkan, gulleitan og basískan vökva. Þar sem sáðfrumur eru aðeins hreyfanlegar í basísku umhverfi er basískt pH-gildi mikilvægt til að vinna gegn súru umhverfi legganga. Vökvinn inniheldur einnig slím, frúktósa sem næringarefni fyrir hvatbera sáðfrumna, storknunarensím, askorbínsýru og staðbundin hormón sem kallast prostaglandín. Sáðblöðrurnar mynda um 60 prósent af rúmmáli sæðisins.

Getnaðarlimurinn, sem sýndur er á mynd 43.8, er líffæri sem leiðir þvag frá þvagblöðru og gegnir hlutverki samfaralíffæris við kynmök. Í getnaðarlimnum eru þrír sívalir risvefir sem liggja eftir endilöngu líffærinu. Tveir þeirra eru á baklægri hlið og kallast reðurgroppur; sá þriðji er á kviðlægri hlið og kallast reðurvöttur. Þessi vefur fyllist af blóði, verður stinnur og harður og undirbýr þannig samfarir. Líffærinu er stungið inn í leggöngin og kynmök geta endað með sáðláti. Við kynmök lokast hringvöðvar úr sléttum vöðvum við op þvagblöðrunnar og koma í veg fyrir að þvag fari inn í getnaðarliminn. Fullnæging er tveggja þrepa ferli: fyrst dragast kirtlar og aukalíffæri tengd eistunum saman; síðan þrýstist sæði, sem inniheldur sáðfrumur, út um þvagrásina við sáðlát. Eftir kynmök rennur blóðið úr risvefnum og getnaðarlimurinn verður linur.

Valhnetulaga blöðruhálskirtillinn umlykur þvagrásina þar sem hún tengist þvagblöðrunni. Í honum eru stuttar rásir sem tengjast beint við þvagrásina. Kirtillinn er blanda af sléttum vöðvum og kirtilvef. Vöðvinn veitir stóran hluta kraftsins sem þarf til sáðláts. Kirtilvefurinn myndar þunnan, mjólkurlitaðan vökva sem inniheldur sítrat, ensím og blöðruhálskirtilssértækan vaka (PSA). PSA er próteinkljúfandi ensím sem hjálpar til við að gera sæði fljótandi nokkrum mínútum eftir að það losnar frá karlmanninum. Seyti blöðruhálskirtilsins er um 30 prósent af rúmmáli sæðisins.

Þvagrásarkirtillinn, eða Cowpers-kirtill, seytir vökva áður en meginhluti sæðisins losnar. Hann hlutleysir sýruleifar í þvagrásinni eftir þvag. Þetta eru venjulega nokkrir dropar af vökva í heildarsáðlátinu og vökvinn getur innihaldið fáeinar sáðfrumur. Það getur því mistekist að koma í veg fyrir þungun með því að draga getnaðarliminn út úr leggöngum fyrir sáðlát ef sáðfrumur eru í seyti þvagrásarkirtilsins. Staðsetning og hlutverk æxlunarfæra karla eru dregin saman í töflu 43.1.

Líffærafræði æxlunarfæra kvenna

Nokkur æxlunarfæri eru utan á líkama konunnar. Þar á meðal eru brjóst og sköp, en sköpin samanstanda af munaðarhól, sníp, ytri skapabörmum, innri skapabörmum og anddyriskirtlum, eins og sýnt er á mynd 43.10. Staðsetning og hlutverk æxlunarfæra kvenna eru dregin saman í töflu 43.2. Sköpin eru svæðið umhverfis anddyri legganga og innihalda þau líffæri sem eru á nárasvæðinu. Munaðarhóllinn er kringlótt fitusvæði yfir lífbeinsmótunum. Snípurinn er líffæri úr risvef með mikinn fjölda skyntauga og gegnir hlutverki við kynferðislega örvun. Ytri skapabarmarnir eru par af aflöngum vefjafellingum sem liggja aftur frá munaðarhólnum og umlykja aðra hluta skapanna. Þeir eru komnir af sama vef og myndar pung hjá körlum. Innri skapabarmarnir eru þunnar vefjafellingar miðlægt innan ytri skapabarmanna. Þeir vernda op legganga og þvagrásar. Munaðarhóllinn og fremri hluti ytri skapabarma verða hárvaxin við kynþroska; innri skapabarmar eru hárlausir. Stóru anddyriskirtlarnir, eða Bartholins-kirtlar, eru við hliðar leggangaopsins og sjá um smurningu við kynmök.

Brjóstin samanstanda af mjólkurkirtlum og fitu. Stærð brjóstsins ræðst af magni fitu sem safnast fyrir aftan kirtilinn. Hver kirtill samanstendur af 15 til 25 blöðum sem hafa rásir sem opnast við geirvörtuna og sjá brjóstabarni fyrir næringar- og mótefnaríkri mjólk sem styður við þroska og verndar barnið.

Innri æxlunarfæri kvenna eru eggjastokkar, eggleiðarar, leg og leggöng, sem sýnd eru á mynd 43.10. Eggjastokkarnir tveir eru festir í kviðarholinu með festiböndum. Eggjastokkar samanstanda af merg og berki: mergurinn inniheldur taugar og æðar sem sjá berkinum fyrir næringarefnum og fjarlægja úrgang. Ytri frumulög barkarins eru starfræni hluti eggjastokkanna. Börkurinn er gerður úr eggbúsfrumum sem umlykja eggfrumur sem þroskast á fósturskeiði í móðurkviði. Í tíðahringnum þroskast hópur eggbúsfrumna og undirbýr eggfrumuna fyrir losun. Við egglos rofnar eitt eggbú og ein eggfruma losnar, eins og sýnt er á mynd 43.11a.

Eggleiðararnir liggja frá leginu í neðra kviðarholi til eggjastokkanna, en þeir snerta ekki eggjastokkana. Hliðlægir endar eggleiðaranna víkka út í lúðurlaga byggingu og hafa kögur af fingurlaga útskotum sem kallast eggleiðarakögur, eins og sýnt er á mynd 43.10b. Þegar eggfruma losnar við egglos hjálpar kögrið hinni óhreyfanlegu eggfrumu að komast inn í eggleiðarann og ferðast til legsins. Veggir eggleiðaranna eru bifhærðir og að mestu gerðir úr sléttum vöðvum. Bifhárin slá í átt að miðju og slétti vöðvinn dregst saman í sömu átt, sem færir eggfrumuna í átt að leginu. Frjóvgun á sér venjulega stað inni í eggleiðaranum og fósturvísirinn sem er að þroskast flyst síðan í átt að leginu til frekari þroska. Það tekur eggfrumuna eða fósturvísinn venjulega um viku að ferðast um eggleiðarann. Ófrjósemisaðgerð hjá konum kallast eggleiðaralokun; hún er hliðstæð sáðrásarrofi hjá körlum að því leyti að eggleiðararnir eru skornir í sundur og lokað fyrir þá.

Legið er líffæri á stærð við hnefa konu. Það er klætt legslímu sem er rík af æðum og slímkirtlum. Legið styður við þroskandi fósturvísi og fóstur á meðgöngu. Þykkasti hluti legveggsins er úr sléttum vöðvum. Samdrættir slétta vöðvans í leginu hjálpa til við að þrýsta barninu í gegnum leggöngin í fæðingu. Hluti legslímunnar losnar í hverjum tíðahring og byggist síðan upp aftur til undirbúnings fyrir hreiðrun. Hluti legsins, leghálsinn, skagar niður í efsta hluta legganga. Leghálsinn er hluti fæðingarvegarins.

Leggöngin eru vöðvarás sem þjónar nokkrum hlutverkum. Þau leyfa tíðablóði að fara út úr líkamanum. Þau taka við getnaðarlimnum við kynmök og eru hluti fæðingarvegarins. Þau eru klædd marglaga flöguþekju sem verndar undirliggjandi vef.

Kynferðisleg svörun við kynmök

Kynferðisleg svörun hjá mönnum er bæði sálfræðileg og lífeðlisfræðileg. Fólk með æxlunarkerfi byggt á eistum eða eggjastokkum upplifir kynferðislega örvun við sálrænt og líkamlegt áreiti. Kynferðisleg svörun skiptist í fjögur stig. Á fyrsta stigi, örvun, leiðir æðavíkkun til blóðfyllingar í risvefjum. Geirvörtur, snípur, skapabarmar og getnaðarlimur fyllast blóði og stækka. Leggangavökvi seytist til að smyrja leggöngin og auðvelda kynmök. Á öðru stigi, hásléttufasa, heldur örvunin áfram, ytri þriðjungur leggangaveggsins stækkar vegna blóðflæðis og öndun og hjartsláttur aukast.

Á þriðja stigi, fullnægingu, verða taktfastir, ósjálfráðir vöðvasamdrættir. Hjá körlum dragast aukakirtlar æxlunarfæra og píplur saman og þrýsta sæði í þvagrásina; síðan dregst þvagrásin saman og þrýstir sæðinu út um getnaðarliminn. Hjá konum dragast vöðvar legs og legganga saman í bylgjum sem geta varað í tæplega sekúndu hver. Á fjórða stigi, hjöðnun, ganga ferlin sem lýst var á fyrstu þremur stigunum til baka og líkaminn fer aftur í grunnástand. Karlar upplifa ónæmistíma þar sem þeir geta ekki viðhaldið stinningu eða fengið sáðlát í ákveðinn tíma, frá mínútum upp í klukkustundir.

Kynfrumumyndun (sáðfrumumyndun og eggfrumumyndun)

Kynfrumumyndun, myndun sáðfrumna og eggfrumna, á sér stað með meiósu. Í meiósu skilja tvær frumuskiptingar að fyrst samstæða litninga í kjarnanum og síðan systurlitningsþræði sem mynduðust fyrr í lífsferli frumunnar. Meiósa myndar einlitna frumur með helmingi þeirra litninga sem venjulega eru í tvílitna frumum. Myndun sáðfrumna kallast sáðfrumumyndun og myndun eggfrumna kallast eggfrumumyndun.

Sáðfrumumyndun

Sáðfrumumyndun, sýnd á mynd 43.12, á sér stað í veggjum sáðpíplanna (mynd 43.8), með stofnfrumur við jaðar píplunnar og sáðfrumur í holrými píplunnar. Rétt undir hylki píplunnar eru tvílitna, ósérhæfðar frumur. Þessar stofnfrumur, sem kallast sáðstofnfrumur, fara í mítósu þar sem önnur dótturfruman heldur áfram að sérhæfast í sáðfrumu en hin verður uppspretta næstu kynslóðar sáðfrumna.

Meiósa hefst með frumu sem kallast fyrsta stigs sáðmóðurfruma. Í lok fyrri meiósu myndast einlitna fruma sem kallast annars stigs sáðmóðurfruma. Þessi fruma er einlitna og þarf að fara í gegnum aðra meiósu. Fruman sem myndast í lok meiósu kallast sáðfrumuefni og þegar hún nær holrými píplunnar og myndar svipu kallast hún sáðfruma. Fjórar sáðfrumur verða til úr hverri fyrsta stigs sáðmóðurfrumu sem fer í gegnum meiósu.

Stofnfrumur eru lagðar niður á fósturskeiði og eru til staðar frá fæðingu fram að upphafi kynþroska, en þá eru þær óvirkar. Á kynþroskaskeiði valda kynstýrihormón frá framhluta heiladinguls virkjun þessara frumna og myndun lífvænlegra sáðfrumna. Þetta heldur áfram fram á elliár.

Eggfrumumyndun

Eggfrumumyndun, sýnd á mynd 43.13, á sér stað í ystu lögum eggjastokkanna. Eins og við sáðfrumumyndun hefst eggfrumumyndun með kynstofnfrumu, eggstofnfrumu, sem fer í mítósu til að fjölga sér. Að lokum verða til allt að um ein til tvær milljónir frumna í fósturvísinum.

Fruman sem byrjar meiósu kallast fyrsta stigs eggmóðurfruma, eins og sýnt er á mynd 43.13. Hún hefur fyrri meiósu og stöðvast í fyrsta prófasa. Við fæðingu eru allar framtíðareggfrumur á prófasastigi. Við kynþroska valda hormón frá framhluta heiladinguls þroska nokkurra eggbúa í eggjastokk. Þetta leiðir til þess að fyrsta stigs eggmóðurfruman lýkur fyrri meiósu. Fruman skiptir sér ójafnt: mest af umfrymi og frumulíffærum fer til annarrar frumunnar, sem kallast annars stigs eggfruma, en eitt litningasett og lítið magn umfrymis fer til hinnar frumunnar. Sú fruma kallast skautfruma og deyr venjulega. Önnur stöðvun í meiósu á sér stað, í þetta sinn í metafasa II. Við egglos losnar annars stigs eggfruman og berst í átt að leginu um eggleiðarann. Ef hún frjóvgast heldur hún áfram í gegnum meiósu II, myndar aðra skautfrumu og frjóvgað egg með öllum 46 litningum mannsins, þar af helmingi frá sáðfrumunni.

Eggfrumumyndun hefst fyrir fæðingu, stöðvast í meiósu þar til kynþroska er náð og síðan heldur ein fruma áfram í hverjum tíðahring. Ein eggfruma myndast í hverju meiósuferli, en umfram litningar og litningsþræðir fara í skautfrumur sem rýrna og eru endursogaðar af líkamanum.