อัณฑะ

อัณฑะ (มาจากรากศัพท์ภาษาบาลีและสันสกฤต หมายถึง ไข่) เป็นต่อมระบบสืบพันธุ์หรือต่อมบ่งเพศของเพศชายในสัตว์ทุกชนิดรวมถึงมนุษย์ เป็นอวัยวะกำเนิดเดียวกันกับรังไข่ในเพศหญิง อัณฑะมีหน้าที่สร้างทั้งตัวอสุจิและฮอร์โมนเพศชาย โดยมีฮอร์โมนเทสโทสเตอโรนเป็นหลัก ซึ่งการปล่อยนั้นจะถูกควบคุมโดยลูติไนซิงฮอร์โมนของต่อมใต้สมองส่วนหน้า ในขณะที่การสร้างอสุจินั้นถูกควบคุมโดยทั้งฮอร์โมนกระตุ้นต่อมน้อยของต่อมใต้สมองส่วนหน้าและฮอร์โมนเทสโทสเตอโรนของต่อมบ่งเพศ
โครงสร้าง.
ลักษณะปรากฏ.
เพศชายมีอัณฑะสองข้างขนาดใกล้เคียงกันอยู่ภายในถุงอัณฑะ ซึ่งเป็นส่วนที่ขยายต่อเนื่องมาจากผนังช่องท้อง ความไม่สมดุลของถุงอัณฑะหรือการที่อัณฑะข้างหนึ่งยื่นลงไปในถุงอัณฑะมากกว่าอีกข้างหนึ่งถือเป็นเรื่องปกติ เนื่องมาจากความแตกต่างในด้านกายวิภาคของระบบหลอดเลือด ซึ่งผู้ชายร้อยละ 85 จะมีอัณฑะข้างขวาห้อยต่ำกว่าข้างซ้าย
การวัดและปริมาตร.
ปริมาตรของอัณฑะสามารถประมาณได้โดยการคลำตรวจและการเทียบกับทรงรีที่ทราบขนาด อีกวิธีหนึ่งคือการใช้เครื่องมือวัดขนาด (ออร์คิโดมิเตอร์) หรือไม้บรรทัดวัดบนตัวบุคคลหรือบนภาพอัลตราซาวด์ซึ่งวัดได้ทั้งสามแกน (ความยาว ความลึก และ ความกว้าง) โดยการวัดเหล่านี้สามารถนำมาใช้ในการคำนวณปริมาตรได้ผ่านสูตรปริมาตรทรงรี: 
<math>Volume = \frac{4}{3} \cdot \pi \cdot \frac{length}{2} \cdot \frac{width}{2} \cdot \frac{depth}{2}</math>
<math>\approx length \cdot width \cdot depth \cdot 0.52</math>
อย่างไรก็ตาม การคำนวณปริมาตรจริงของอัณฑะที่แม่นยำสามารถหาได้จากสูตร:
<math>\approx length \cdot width \cdot depth \cdot 0.71</math>
ขนาดอัณฑะผู้ใหญ่เฉลี่ยสามารถวัดได้ถึง โดยมาตราแทนเนอร์สำหรับช่วงการเจริญเต็มที่ของอวัยวะสืบพันธุ์เพศชายกำหนดระยะการเจริญเต็มที่ตามปริมาตรที่คำนวณได้ ตั้งแต่ช่วงระยะที่ 1 ปริมาตรน้อยกว่า 1.5 cm3 ไปจนถึงช่วงระยะที่ 5 ปริมาตรมากกว่า 20 cm3 ปริมาตรปกติจะอยู่ที่ 15 ถึง 25 cm3 และมีค่าเฉลี่ยที่ 18 cm3 ต่ออัณฑะ (ช่วง 12–30 cm3)
จำนวนตัวอสุจิที่มนุษย์สร้างขึ้นในวัยผู้ใหญ่นั้นจะแปรผันตรงกับปริมาตรของอัณฑะ เนื่องจากอัณฑะที่ใหญ่ขึ้นจะมีหลอดสร้างอสุจิและเซลล์เซอร์โตลีที่มากกว่า ด้วยเหตุนี้ ผู้ชายที่มีอัณฑะขนาดใหญ่จะผลิตเซลล์อสุจิเฉลี่ยมากกว่าในแต่ละการหลั่งน้ำอสุจิ เนื่องจากปริมาตรของอัณฑะมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับโครงร่างของน้ำอสุจิ
โครงสร้างภายใน.
ระบบท่อ.
อัณฑะถูกห่อหุ้มด้วยเปลือกเส้นใยที่เหนียว เรียกว่า ทูนิกา อัลบูจิเนีย ใต้ทูนิกา อัลบูจิเนียจะมีหลอดขดที่ละเอียดเป็นจำนวนมาก เรียกว่า หลอดสร้างอสุจิ หลอดเหล่านี้บุด้วยชั้นของเซลล์ (เซลล์สืบพันธุ์) ที่พัฒนาไปเป็นเซลล์อสุจิ (หรือเรียกอีกอย่างว่า สเปอร์มาโทซูน หรือ เซลล์สืบพันธุ์เพศชาย) ตั้งแต่จากวัยเริ่มเจริญพันธุ์ไปจนถึงวัยชรา ตัวอสุจิที่กำลังพัฒนาจะเคลื่อนไปตามหลอดสร้างอสุจิไปยังรีตี เทสทิส ซึ่งตั้งอยู่ในผนังกลางอัณฑะ จากนั้นไปยังท่อนำออก และไปยังเอพิดิไดมิสที่ซึ่งเซลล์อสุจิที่เกิดขึ้นใหม่จะเจริญเติมที่ (การสร้างสเปิร์ม) ตัวอสุจิจะเคลื่อนเข้าสู่หลอดนำอสุจิ และในที่สุดก็จะถูกขับออกทางท่อปัสสาวะ และออกทางรูปัสสาวะผ่านการหดตัวของกล้ามเนื้อ
ประเภทเซลล์ปฐมภูมิ.
ภายในหลอดสร้างอสุจิ เซลล์สืบพันธุ์จะพัฒนาขึ้นเป็นเซลล์ต้นกำเนิดตัวอสุจิ สเปอร์มาโทไซต์ สเปอร์มาทิด และ สเปอร์มาโทซูน ผ่านกระบวนการการสร้างอสุจิ ซึ่งเซลล์สืบพันธุ์จะมีดีเอ็นเอสำหรับการปฏิสนธิกับเซลล์ไข่ เซลล์เซอร์โตลีเป็นเยื่อบุที่แท้จริงของเยื่อบุหลอดสร้างอสุจิ ซึ่งมีความสำคัญต่อการสนับสนุนการพัฒนาของเซลล์สืบพันธุ์ไปเป็นสเปอร์มาโทซูน โดยเซลล์เซอร์โตลีจะหลั่งอินฮิบินออกมา และมีเซลล์ไมออยด์เพอริทิวบูลาร์เป็นเซลล์ที่ห่อหุ้มหลอดสร้างอสุจิไว้
ระหว่างหลอด (เซลล์แทรก) จะมีเซลล์ไลดิชปรากฏอยู่ ซึ่งเป็นเซลล์เฉพาะที่ที่อยู่ระหว่างหลอดสร้างอสุจืที่สร้างและหลั่งฮอร์โมนเทสโทสเตอโรนและฮอร์โมนเพศชายอื่น ๆ ที่สำคัญสำหรับวัยเริ่มเจริญพันธุ์ (รวมถึงลักษณะทางเพศทุติยภูมิ เช่น หนวดเครา) พฤติกรรมทางเพศ และ ความใคร่ นอกจากนี้ยังช่วยสนับสนุนการสร้างอสุจิและการแข็งตัวขององคชาตด้วย โดยฮอร์โมนเทสโทสเตอโรนเป็นตัวควบคุมปริมาตรของอัณฑะ
นอกจากนี้ก็ยังมีเซลล์ไลดิชที่ยังไม่เจริญเต็มที่ แมคโครฟาจแทรก และ เซลล์เนื้อเยื่อบุผิว ปรากฏอยู่เช่นกัน
การเลี้ยงของเลือดและการระบายน้ำเหลือง.
การเลี้ยงของเลือดและการระบายน้่ำเหลืองของอัณฑะและถุงอัณฑะนั้นมีความแตกต่างกัน ดังนี้
ชั้น.
ลักษณะทางกายวิภาคหลายประการของอัณฑะในผู้ใหญ่นั้นสะท้อนถึงต้นกำเนิดในช่องท้อง โดยชั้นของเนื้อเยื่อที่ห่อหุ้มอัณฑะนั้นมาจากชั้นต่าง ๆ ของผนังหน้าท้องส่วนหน้า กล้ามเนื้อครีมาสเตอร์เจริญขึ้นมาจากกล้ามเนื้ออินเทอร์นัลออบลีค
ตัวกั้นระหว่างเลือดกับอัณฑะ.
โมเลกุลขนาดใหญ่จะไม่สามารถผ่านจากเลือดไปยังช่องภายในหลอดของหลอดสร้างอสุจิได้ เนื่องจากมีไทต์จังก์ชันอยู่ระหว่างเซลล์เซอร์โตลีที่ติดกัน เซลล์ต้นกำเนิดตัวอสุจิจะอยู่บริเวณส่วนฐาน (ลึกลงไปในระดับของไทต์จังก์ชัน) และรูปแบบที่เจริญเติบโตมากขึ้น เช่น สเปอร์มาโทไซต์ปฐมภูมิและทุติยภูมิ และ สเปอร์มาทิด จะอยู่บริเวณส่วนช่องภายในหลอด
หน้าที่ของตัวกั้นอาจมีขึ้นเพื่อป้องกันปฏิกิริยาภูมิต้านตนเอง ซึ่งตัวอสุจิที่เจริญเต็มที่ (และแอนติเจนของมัน) จะปรากฏออกมาอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการทนภูมิต้านทาน (immune tolerance) เกิดขึ้นในวัยทารก เนื่องจากตัวอสุจินั้นมีความแตกต่างทางแอนติเจนจากเนื้อเยื่อของร่างกาย ดังนั้น สัตว์เพศผู้และมนุษย์เพศชายจะสามารถเกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อตัวอสุจิของตัวเองได้ และยังสามารถสร้างสารภูมิต้านทานขึ้นมาต่อต้านตัวอสุจิได้เช่นกัน
การฉีดแอนติเจนของตัวอสุจิจะทำให้เกิดการอักเสบของอัณฑะ (อัณฑะอักเสบเหตุภูมิต้านตนเอง) และทำให้ภาวะเจริญพันธุ์ลดลง โดยตัวกั้นระหว่างเลือดกับอัณฑะอาจลดโอกาสที่โปรตีนของตัวอสุจิจะไปกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน ลดภาวะเจริญพันธุ์ และ ทำให้มีทายาทได้
การควบคุมและการตอบสนองต่ออุณหภูมิ.
การสร้างสเปิร์มจะเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิร่างกายเล็กน้อย การสร้างอสุจิจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในอุณหภูมิที่ต่ำและสูงกว่า 33 องศาเซลเซียส เนื่องจากการที่อัณฑะอยู่นอกร่างกาย เนื้อเยื่อเรียบของถุงอัณฑะจึงสามารถเคลื่อนอัณฑะเข้าหรือออกห่างจากร่างกายได้ อุณหภูมิของอัณฑะจะถูกรักษาไว้อยู่ที่ 34.4 องศาเซลเซียส ซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิของร่างกายเล็กน้อย และที่อุณหภูมิ 36.7 องศาเซลเซียสจะขัดขวางการสร้างอสุจิ มีกลไกหลายอย่างที่ใช้ในการรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมของอัณฑะ
กล้ามเนื้อครีมาสเตอร์เป็นกล้ามเนื้อที่ปกคลุมอัณฑะและสายรั้งอัณฑะไว้ เมื่อกล้ามเนื้อหดตัว สายรั้งอัณฑะจะสั้นลงและอัณฑะจะเคลื่อนเข้าใกล้ร่างกายมากขึ้น ซึ่งจะให้ความอบอุ่นเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เพื่อรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมของอัณฑะ เมื่อต้องการให้เย็นลง กล้ามเนื้อครีมาสเตอร์จะคลายตัว และอัณฑะจะเคลื่อนห่างจากร่างกายที่อุ่น และจะสามารถเย็นลงได้ การหดตัวยังเกิดขึ้นได้เพื่อตอบสนองต่อความเครียดของร่างกายได้ เช่น การบาดเจ็บ โดยอัณฑะอาจจะหดตัวออกจากถุงอัณฑะและเข้าใกล้ร่างกายให้มากที่สุดเพื่อปกป้องตัวอัณฑะ
รีเฟล็กซ์ครีมาสเตอร์เป็นรีเฟล็กซ์ที่ยกอัณฑะขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถยกอัณฑะได้โดยสมัครใจด้วยโดยใช้กล้ามเนื้อลีเวเตอร์แอไน ซึ่งจะไปกระตุ้นกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องบางส่วน
การแสดงออกทางยีนและโปรตีน.
จีโนมมนุษย์ประกอบด้วยยีนที่เข้ารหัสโปรตีนประมาณ 20,000 ยีน โดยร้อยละ 80 ของยีนที่แสดงออกเหล่านี้อยู่ในอัณฑะผู้ใหญ่ โดยอัณฑะมีสัดส่วนของยีนเฉพาะต่อเนื้อเยื่อสูงที่สุดเมื่อเทียบกับอวัยวะและเนื้อเยื่ออื่น ๆ โดยมีประมาณ 1,000 ยีนที่มีความจำเพาะอย่างมากสำหรับอัณฑะ และประมาณ 2,200 ยีนที่แสดงรูปแบบของการแสดงออกที่สูงขึ้น ยีนเหล่านี้ส่วนใหญ่จะเข้ารหัสโปรตีนที่ปรากฏอยู่ในหลอดสร้างอสุจิ และมีหน้าที่ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างตัวอสุจิ เซลล์อสุจิจะแสดงโปรตีนที่ทำให้เกิดการพัฒนาในแฟลเจลลัม โดยโปรตีนชนิดเดียวกันนี้ที่ปรากฏอยู่ในเซลล์ที่บุท่อนำไข่ของเพศหญิง จะทำให้เกิดการพัฒนาของซิเลียขึ้น ซึ่งแฟลเจลลัมของเซลล์อสุจิและซีเลียของท่อนำไข่เป็นโครงสร้างที่มีต้นกำเนิดเหมือนกัน ส่วนโปรตีนจำเพาะของอัณฑะที่มีระดับการแสดงออกสูงที่สุด คือ โปรตามีน
พัฒนาการ.
การเจริญเติบโตของอัณฑะอย่างมากแบ่งออกเป็นสองระยะ นั่นคือ ระยะเอ็มบริโอ และ ระยะวัยเริ่มเจริญพันธุ์
ระยะเอ็มบริโอและระยะวัยเริ่มเจริญพันธุ์.
ในระหว่างการพัฒนาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ต่อมบ่งเพศในตอนแรกจะมีความสามารถในการกลายเป็นรังไข่หรืออัณฑะได้ ในมนุษย์ จะเริ่มขึ้นตั้งแต่สัปดาห์ที่ 4 เป็นไปต้น ต่อมบ่งเพศจะปรากฏอยู่ในเมโซเดิร์มกลางซึ่งอยู่ติดกับไตที่กำลังพัฒนา ประมาณสัปดาห์ที่ 6 สายเพศจะพัฒนาขึ้นภายในอัณฑะที่กำลังก่อตัว โดยประกอบด้วย เซลล์เซอร์โตลีช่วงแรกที่ล้อมรอบและหล่อเลี้ยงเซลล์สืบพันธุ์ ที่เคลื่อนเข้าสู่ต่อมบ่งเพศได้ไม่นานก่อนจะเริ่มมีการกำหนดเพศขึ้น ในเพศชาย ยีนเอสอาร์วายซึ่งเป็นยีนเฉพาะเพศที่พบในโครโมโซมวาย จะเริ่มต้นการกำหนดเพศโดยการควบคุมสารที่กำหนดในขั้นปลาย (เช่น GATA4, SOX9 และ AMH) ซึ่งจะนำไปสู่การพัฒนารูปแบบปรากฏของเพศชาย รวมถึง การกำหนดให้สร้างองคชาตโดยตรงของต่อมบ่งเพศระยะแรกเข้าสู่การพัฒนาทางเพศชาย
อัณฑะจะเคลื่อนไปตาม "วิถีเคลื่อนลง" จากจุดที่สูงในช่องท้องด้านหลังของทารกในครรภ์ ไปยังวงแหวนขาหนีบและลงไปในคลองขาหนีบ เข้าสู่ถุงอัณฑะ ในกรณีส่วนใหญ่ (ร้อยละ 97 ของเด็กคลอดครบกำหนด และร้อยละ 70 ของเด็กคลอดก่อนกำหนด) อัณฑะทั้งสองข้างจะเคลื่อนลงมาตั้งแต่เกิด ส่วนกรณีอื่นส่วนมากจะเป็นการลงมาเพียงข้างเดียว (อัณฑะค้าง) และอาจมีการเคลื่อนลงได้เองภายในหนึ่งปี
อัณฑะจะเติบโตขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการเริ่มต้นการสร้างอสุจิ ขนาดจะขึ้นอยู่กับการทำงานของไลติก การสร้างอสุจิ (จำนวนการสร้างอสุจิที่ปรากฏในอัณฑะ) น้ำแทรก และ การสร้างของเหลวโดยเซลล์เซอร์โตลี โดยอัณฑะนั้นจะลงมาอย่างเต็มที่ก่อนที่ผู้ชายจะเข้าสู่วัยเริ่มเจริญพันธุ์