Клетки Сертоли¶

Клетки Сертоли — это соматические клетки, расположенные в извитых семенных канальцах мужских половых желёз (семенников). Они выполняют опорную, трофическую, защитную и регуляторную функции, обеспечивая развитие и созревание сперматозоидов (сперматогенез). Клетки Сертоли являются ключевым компонентом гематотестикулярного барьера и секретируют ряд гормонов, в том числе ингибин и антимюллеров гормон.

¶История открытия

Клетки были впервые описаны итальянским физиологом и гистологом Энрико Сертоли в 1865 году. Изучая под микроскопом срезы семенников, Сертоли заметил крупные клетки с отростками, которые охватывали развивающиеся половые клетки. Он назвал их «клетками-няньками» (нем. Nährzellen), подчеркнув их питательную функцию. Долгое время их роль оставалась неясной, и лишь в середине XX века, с развитием электронной микроскопии и биохимии, были выявлены их многочисленные функции.

¶Строение

Клетки Сертоли имеют характерную пирамидальную или столбчатую форму. Их основание прилегает к базальной мембране семенного канальца, а вершина обращена в просвет канальца. От тела клетки отходят многочисленные цитоплазматические отростки, которые охватывают и поддерживают развивающиеся сперматогенные клетки (сперматогонии, сперматоциты, сперматиды, сперматозоиды).

Ключевые особенности строения:

• Ядро: крупное, неправильной формы, с глубокими впячиваниями, содержит хорошо заметное ядрышко.
• Цитоплазма: богата гладкой эндоплазматической сетью (участвует в синтезе стероидов), аппаратом Гольджи, лизосомами и включениями липидов и гликогена.
• Плотные контакты: между соседними клетками Сертоли вблизи их основания формируются плотные (окклюзионные) контакты. Эти контакты являются основой гематотестикулярного барьера, разделяющего семенной каналец на два отдела: базальный (содержит сперматогонии) и адлюминальный (содержит более зрелые половые клетки).
• Реснички: на апикальной поверхности клеток имеются единичные реснички, функция которых до конца не выяснена.

¶Функции

Клетки Сертоли выполняют несколько критически важных функций, обеспечивающих нормальное протекание сперматогенеза.

¶Опорная и механическая

Клетки Сертоли образуют структурный каркас семенного канальца. Их цитоплазматические отростки механически удерживают развивающиеся сперматогенные клетки, предотвращая их преждевременное слущивание в просвет канальца.

¶Трофическая (питательная)

Клетки Сертоли снабжают развивающиеся половые клетки питательными веществами, которые не могут поступать к ним напрямую из кровотока из-за гематотестикулярного барьера. Они транспортируют глюкозу, аминокислоты, липиды и другие метаболиты. Кроме того, они синтезируют и секретируют белки, необходимые для созревания сперматозоидов, например, андрогенсвязывающий белок (ABP), который концентрирует тестостерон в просвете канальца.

¶Защитная (формирование гематотестикулярного барьера)

Плотные контакты между клетками Сертоли создают гематотестикулярный барьер. Этот барьер изолирует развивающиеся половые клетки (особенно гаплоидные сперматиды и сперматозоиды) от иммунной системы организма. Поскольку сперматозоиды появляются после установления иммунологической толерантности, их антигены воспринимаются иммунной системой как чужеродные. Барьер предотвращает их атаку. Кроме того, он защищает половые клетки от токсинов и инфекций, циркулирующих в крови.

¶Фагоцитарная

В процессе сперматогенеза значительная часть развивающихся половых клеток (до 50-75% у человека) погибает в результате апоптоза. Клетки Сертоли фагоцитируют (поглощают и переваривают) остатки погибших клеток, а также избыточную цитоплазму, которую сбрасывают созревающие сперматиды (так называемые «цитоплазматические капли»).

¶Эндокринная и паракринная регуляция

Клетки Сертоли являются важнейшим звеном в гормональной регуляции мужской репродуктивной системы. Они экспрессируют рецепторы к фолликулостимулирующему гормону (ФСГ) гипофиза. В ответ на стимуляцию ФСГ клетки Сертоли синтезируют и секретируют:

• Андрогенсвязывающий белок (ABP): транспортирует и концентрирует тестостерон, необходимый для сперматогенеза.
• Ингибин B: подавляет секрецию ФСГ гипофизом по механизму отрицательной обратной связи.
• Антимюллеров гормон (АМГ): в эмбриональном периоде вызывает регрессию мюллеровых протоков (зачатков женских половых органов); у взрослых его уровень снижается, но он может участвовать в регуляции сперматогенеза.
• Активин: стимулирует секрецию ФСГ (антагонист ингибина).
• Трансферрин, церулоплазмин, кластерин и другие белки: обеспечивают транспорт ионов (железа, меди) и защиту половых клеток.

¶Регуляция активности

Основным регулятором функции клеток Сертоли является фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), вырабатываемый гипофизом. ФСГ связывается со специфическими рецепторами на поверхности клеток Сертоли, запуская каскад внутриклеточных сигналов (в основном через цАМФ), что стимулирует синтез ABP, ингибина и других белков.

Тестостерон, вырабатываемый клетками Лейдига в интерстиции семенников, также необходим для поддержания сперматогенеза, и его действие частично опосредовано через клетки Сертоли, которые экспрессируют рецепторы к андрогенам. Взаимодействие ФСГ и тестостерона обеспечивает нормальное протекание всех этапов развития половых клеток.

¶Клиническое значение

Нарушение функции клеток Сертоли может приводить к различным формам мужского бесплодия. Повреждение гематотестикулярного барьера (например, при травме, инфекции или аутоиммунных заболеваниях) может вызвать развитие аутоиммунного орхита и гибель сперматогенных клеток.

Снижение уровня ингибина B в крови является маркером нарушения функции клеток Сертоли и может указывать на недостаточность сперматогенеза. При синдроме Клайнфельтера (наличие лишней X-хромосомы) клетки Сертоли часто аномальны, что приводит к гиалинозу семенных канальцев и азооспермии.

Существуют редкие опухоли, происходящие из клеток Сертоли — сертолиомы (опухоли из клеток Сертоли). Они могут быть гормонально-активными и вызывать феминизацию у мужчин (гинекомастию) или, наоборот, андрогенизацию. В большинстве случаев эти опухоли доброкачественные, но требуют хирургического лечения.

¶Интересные факты

• Клетки Сертоли обладают высокой устойчивостью к повреждающим факторам (радиации, химиотерапии), в отличие от быстро делящихся сперматогониев. Это делает их потенциальными мишенями для разработки методов защиты сперматогенеза при лечении рака.
• В некоторых исследованиях клетки Сертоли рассматриваются как перспективный материал для клеточной терапии, в частности, для создания искусственных семенников или для защиты трансплантированных клеток от иммунной атаки благодаря их иммуносупрессивным свойствам.
• У некоторых видов животных (например, у грызунов) клетки Сертоли не делятся после полового созревания, и их количество остается постоянным на протяжении всей жизни. У человека также наблюдается прекращение их пролиферации в постпубертатном периоде.

¶Источники

• Гистология, цитология и эмбриология: учебник / под ред. Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Физиология человека: учебник / под ред. В. М. Смирнова, Д. С. Свешникова. — М.: Медицина, 2015.
• Альбертс Б. и др. Молекулярная биология клетки. — М.: Мир, 2013.
• Клетки Сертоли: строение, функции и клиническое значение / Обзорная статья в журнале «Андрология и генитальная хирургия», 2020.