Anatomie und Physiologie der Hoden und der ableitenden Samenwege (Teil 2/3)

Anatomie Hoden (1/3): Makroskopie
Anatomie der Hoden (2/3): Histologie Hoden, Meiose
Anatomie der Hoden (3/3): Physiologie, Sexualhormone Testosteron, LH, RH, GnRH

Zusammenfassende Literatur: (Benninghoff, 1993).

Mikroskopische Anatomie der Hoden und Samenwege

Histologie der Hoden

Die Tubuli seminiferi (Samenkanälchen) beinhalten das Keimepithel und haben einen Durchmesser von ungefähr 200 μm. Die stark gewundenen Tubuli seminiferi bilden die Hodenläppchen (s. o.). Die Spermatogonien bilden die basale Schicht des Keimepithels und stellen die Stammzellen der Samenbildung dar. Pro Stunde werden etwa eine Million Spermien an den Nebenhoden abgegeben. Die Entwicklungsdauer von einer Stammzelle bis zur Abgabe im Ejakulat dauert ungefähr 60–80 Tage.

Die meiotischen Teilungen:

Spermatozyten I gehen durch mitotische Teilungen aus Spermatogonien hervor und enthalten den normalen diploiden Chromosomensatz (46,XY). Im Verlauf der meiotischen Teilungen entstehen aus einem Spermatozyten I zwei Spermatozyten II und vier Spermatiden.

Die erste meiotische Teilung (Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase I) des Spermatozyten I führt zu zwei Spermatozyten II (23,X oder Y). Die Prophase I gliedert sich in folgende Unterschritte:

Leptotän:

die DNA wird kondensiert.

Zygotän:

homologe Chromosomen paaren sich (Konjugation).

Pachytän:

Spiralisierung der gepaarten Chromosomen und Austausch von genetischem Material (crossing over).

Diplotän:

die Überkreuzungsstellen (crossing over) werden im Lichtmikroskop sichtbar.

Diakinese:

Auflösung der Kernmembran und Einleitung der Metaphase I. Nach Vollendung der ersten meiotischen Teilung besitzt der Spermatozyt II 22 Autosomen und ein Geschlechtschromosom (X oder Y). Jedes Chromosom besitzt zwei Chromatiden (2n).

Die Spermatozyten II teilen sich in der zweiten meiotischen Teilung (Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase II) in je zwei Spermatiden, ohne vorher den DNA-Gehalt zu verdoppeln. Eine Spermatide besitzt somit 22 Autosomen und ein Geschlechtschromosom, jedes Chromosom besteht nur aus einem DNA-Strang (23,X oder Y, 1n).

Entwicklung der Spermatozoen:

aus der anfangs rundlichen Spermatide entsteht durch eine komplizierte Differenzierung (Spermiogenese) die Spermatozoen, die reifen Spermien.
Folgende Schritte sind zu unterscheiden:

Kernkondensation auf ein Zehntel des Ausgangsvolumens
Akrosombildung: kappenförmiges Gebilde am Kopf des Spermiums mit den Enzymen Akrosin und Hyaluronidase. Das Akrosom ermöglicht die Penetration des Spermiums in die Eizelle durch die Zona pellucida.
Geißelanlage: ausgehend von den Zentriolen wachsen Tubuli aus. Die 2 zentralen Tubuli und 9 peripheren Doppeltubuli werden Axonema oder Achsenfaden genannt. Im Mittelstück der Geißel befinden sich reichlich Mitochondrien, das Hauptstück der Geißel wird von ringförmigen Fasern umgeben.

Die Freisetzung der Spermien in das Tubuluslumen wird als Spermiation bezeichnet. Die Spermien werden durch Kontraktionen der Tubuli seminiferi in den Nebenhoden transportiert, da sie noch unbeweglich sind. Erst nach Reifungsvorgängen im Nebenhoden werden sie beweglich und befruchtungsfähig.

Anatomie der Spermatozoen:

die reifen Samenzellen lassen sich in einen Spermatozoenkopf und in einen Spermatozoenschwanz gliedern. Der Kopf hat etwa eine Größe von 2 μm Breite und 4 μm Länge, er enthält den Kern und wird vom Akrosom bedeckt. Der Schwanz hat eine Länge von etwa 60 μm, er besteht aus einem Mittelstück mit reichlich Mitochondrien, einem Hauptstück und einem Endstück [Abb. 1.25].

**Abbildung 1.25: Schematische Anatomie der reifen Spermotozoen.** Modifiziert nach einer Abb. von Mariana Ruiz Villarreal.

Sertoli-Zellen:

umgeben die Keimzellen und haben wichtige Aufgaben bei der Stützfunktion und Ernährung der Keimzellen, Ausbildung der Blut-Hodenschranke, Phagozytose von Spermatidenreste, Steuerung der FSH-Sekretion über die Bildung von Inhibin und Übertragung der hormonellen Stimuli auf die Keimzellen.
Die Sertolizellen sitzen auf der Basalmembran der Tubuli seminiferi und reichen mit ihren Zystoplasmaausläufern bis nach luminal. Der Zellkern ist in der Nähe der Basalmembran. Die Zellen der Spermatogenese sind vom Zytoplasma der Sertolizellen umgeben. Sertoli-Zellen können sich nicht teilen, die Anzahl bleibt auch nach Schädigung des Keimepithels konstant.

Leydig-Zellen:

liegen im Hodeninterstitium zwischen den Tubuli seminiferi. Die Hauptaufgabe liegt in der Testosteronproduktion. Testosteron wird im glatten endoplasmatischen Retikulum gebildet.

Rete testis:

netzartig miteinander verbundene Spalträume, mit einschichtigem isoprismatischem Epithel ausgekleidet. In das Rete testis münden die Tubuli seminiferi, dort endet abrupt das Keimepithel und bildet eine Art Ventil gegen den Rückstrom von Spermatozoen.

Histologie von Nebenhoden und Samenleiter

Die Ductuli efferentes werden von einem hochprismatischen Epithel mit Microvilli und Kinozilien ausgekleidet. Die Aufgabe besteht in der Resorption von Hodenflüssigkeit und in dem Weitertransport der Spermatozoen.
Der Ductus epididymidis ist von hochprismatischen Epithel ausgekleidet und besitzt eine Wand aus glatten Muskelzellen. An der Oberfläche des Epithels befinden sich Stereozilien. Die Passage des Spermatozoen durch den Nebenhoden dauert 8–17 Tage, während dieser Zeit findet ein Reifungsprozess der zunächst noch unbeweglichen Spermatozoen statt.
Der Ductus deferens (Samenleiter) ist von einem zweireihigen prismatischen Epithel ausgekleidet, welches Sterozilien besitzt. Die glattmuskuläre Wandung ist kräftig und dreigeschichtet (längs-quer-längs).

Hoden (1/3)

Inhalt

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Literatur Hoden

Benninghoff 1993 BENNINGHOFF, A.:: Makroskopische Anatomie, Embryologie und Histologie des Menschen.
15. Auflage.
Mnchen; Wien; Baltimore : Urban und Schwarzenberg, 1993

English Version: microscopic anatomy (histology) of the testis, epididymis, scrotum and spermatogenesis

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Dr. med. Dirk Manski
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