Эректильная ткань состоит из двух дорсально расположенных пещеристых тел и вентрально расположенного губчатого тела. Эректильная ткань пещеристых тел и губчатого тела состоит из множества пещеристых пространств. разделенных трабекулами. Эти трабекулы состоят преимущественно из гладкомышечных клеток, которые окружены синцитием. Эндотелиальные клетки покрывают поверхности трабекул.
Кровоснабжение
Артериальное кровоснабжение полового члена осуществляется из половых артерий, которые есть ветвями внутренних подвздошных артерий. Половая артерия, ветвь подчревной артерии, подразделяется на пещеристую, спинки полового члена и бульбоуретральные артерии. Пещеристые артерии и их ветви, завитковые артерии, обеспечивают приток крови к пещеристым телам. Дилатация завитковых артерий увеличивает приток крови и давление в кавернозных синусах.
Иннервация полового члена
Иннервация полового члена представлена симпатическими, парасимпатическими и соматическими нервами. Симпатические и парасимпатические волокна сливаются в нижнее подчревное сплетение, где происходит интеграция автономной иннервации к половому члену и ее сообщение с половым членом через пещеристые нервы. У человека нижнее подчревное ганглионарное сплетение локализовано ретроперитонеально вблизи прямой кишки.
Различные отделы головного мозга, в том числе миндалина, медиальное предзрительное поле, паравентрикулярное ядро гипоталамуса и околоводопроводное серое вещество, действуют скоординированно для осуществления эрекции полового члена. Медиальное предзрительное поле гипоталамуса служит в качестве интегративной области для контроля эрекций со стороны центральной нервной системы; она принимает чувствительные волокна из миндалины и посылает импульсы к паравентрикулярным ядрам гипоталамуса и околоводопроводному серому веществу. Нейроны в паравентрикулярных ядрах отдают волокна к пояснично-грудным и крестцовым ядрам, связанным с эрекциями. Парасимпатическая иннервация полового члена проэректильна, а симпатическая иннервация в основном ингибирующая. Стимулы от промежности и нижнего отдела мочевыделительного тракта «доносятся» до полового члена посредством крестцовой рефлекторной дуги.
Гемодинамические изменения в процессе эрекции полового члена
Эрекция полового органа — результат серий биохимических и гемодинамических событий, которые связаны с активацией регионов центральной нервной системы, участвующих в регуляции эрекций, релаксации пещеристых гладких мышц, увеличении притока крови в пещеристых синусах и венозной окклюзии, приводящей к накоплению крови в половом члене и его твердости. Нормальная эрекция полового члена требует скоординированного участия непораженной центральной и периферической нервной системы, пещеристых тел, губчатых тел, нормального артериального кровоснабжения и венозного оттока.
Пещеристая гладкая мускулатура релаксирует, и приток крови к половому члену возрастает, накопление крови в пещеристых пространствах приводит к увеличению полового члена. Расширяющиеся пещеристые тела прижимают венулы к напряженной белочной оболочке, ограничивая венозный отток из пещеристых пространств. Это способствует захвату крови в пещеристых синусах, обеспечивая твердость полового члена.
Биохимическая регуляция тонуса пещеристых гладких мышц
Тонус гладкомышечных клеток тел определяет эрегированное состояние, полового члена. Когда пещеристые гладкомышечные клетки расслаблены, половой член переполняется кровью и эрегирует. Когда кавернозные гладкомышечные клетки сокращаются, происходит преобладание активности симпатических нервов и половой член становится мягким.
Тонус гладкой мускулатуры в пещеристых телах поддерживается за счет выделения из резервов внутриклеточного кальция в цитоплазму и его проникновения через мембранные каналы. Трансмембранное поступление кальция в кавернозные гладкомышечные клетки опосредовано преимущественно потенциалзависимыми кальциевыми каналами L-типа, несмотря на то, что кальциевые каналы Т-типа также экспрессируются в кавернозных гладкомышечных клетках. Увеличение уровня внутриклеточного кальция активизирует киназу легких цепей миозина, приводя к взаимодействиям актина и миозина и сокращению гладкой мускулатуры.
Трансмембранный и внутриклеточный кальциевый ток в пещеристых гладкомышечных клетках регулируется рядом клеточных процессов, которые включают течение К через калиевые каналы, щелевидные соединения, опосредованные коннексином-43, и ряд холинергических, адренергических и норадренергических нехолинергических медиаторов. Норадренергические нехолинергические медиаторы включают вазоактивный интестинальный пептид, кальцитонин-ген, родственный пептид и оксид азота (N0).
Адренергические проводящие пути действуют через рецепторы норадреналина и а1-адренергические рецепторы, активизируя фосфолипазу С, образующую диацилглицерол и инозитолтрифосфат. Диацилглицерол активизирует протеинкиназу С, которая ингибирует К+ каналы и активизирует трансмембранный приток кальция путем активизирования кальциевых каналов L-типа. Инозитол 1,4,5-трифосфат (ИФ3) повышает внутриклеточный уровень кальция посредством обеспечения его выделения из внутриклеточных кальциевых резервов.
Общее повышение внутриклеточного уровня кальция способствует взаимодействию актин- миозин, что приводит к сокращению гладкой мускулатуры и смягчению полового члена.
Простагландин Е провоцирует формирование цАМФ, которая активизирует протеинкиназу А. Активизированная поотеинкиназа А стимулирует К+ каналы, приводя в результате к оттоку К4 из клеток. Процессы, опосредованные протеинкиназой А, также завершаются общим снижением внутриклеточного кальция, способствуя релаксации гладкомышечных клеток.
К+-каналы
Как минимум, три типа калиевых каналов, относящиеся к макси-К-каналам, экспрессируются на пещеристых гладкомышечных клетках. Среди них ВК-каналы самые важные, поскольку они несут ответственность за 90% оттока К из пещеристых гладкомышечных клеток. Было продемонстрировано, что факторы, открывающие ВК-каналы, вызывают релаксацию гладкомышечных клеток in vitro. Таким образом, неудивительно, что стратегии, которые увеличивают экспрессию каналов, улучшают эректильную способность у старых грызунов и грызунов с диабетом и исследуются на предмет использования в качестве терапии эректильной дифункции.
Коннексин-43. Щелевидные соединения
Гладко мышечные клетки в пещеристых телах соединяются при помощи коннексин-43-щелевидных соединений, которые позволяют ионам и некоторым сигнальным молекулам, таким как инозитолтрифосфат, свободно диффундировать через гладкомышечные клетки. Об ионных изменениях, индуцируемых стимулом из одной гладкомышечной клетки, быстро «оповещаются» другие гладкомышечные клетки, что приводит к скоординированной регуляции всего пещеристого тела. Таким образом, пещеристые тела могут рассматриваться с функциональной точки зрения как синцитий взаимодействующих гладкомышечных клеток.
Оксид азота в механизме эрекции
Оксид азота, выделяемый нервными окончаниями, иннервирующими пещеристые тела, эндотелиальной выстилкой артерий полового члена и кавернозными синусами, — важный биохимический регулятор релаксации пещеристой гладкой мускулатуры. Оксид азота также индуцирует артериальную дилатацию. Воздействия N0 на кавернозные гладкие мышцы и артериальный кровоток опосредуются через активацию гуанилатциклазы, продукцию циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ), а также активацию цГМФ-зависимой протеинкиназы. цГМФ вызывает расслабление гладкой мускулатуры путем снижения уровня внутриклеточного кальция. Имеются экспериментально доказанные сведения о том, что N0 ингибирует Rho-киназаиндуцируемую чувствительность пещеристой гладкой мускулатуры к кальцию.
Циклические нуклеотидфосфодиэстеразы
Циклические нуклеотидфосфодиэстеразы (ФДЭ) гидролизируют циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) и цГМФ, таким образом снижая их концентрации внутри пещеристых гладкомышечных клеток. Среди 13 или более изоформ циклических нуклеотидфосфодиэстераз, которые были выделены, в половом члене экспрессируются изоформы 2, 3, 4 и 5. Только фосфодиэстераза 5 (ФЦЭ5) специфична для пути NO/цГМФ в пещеристых телах. Гидролиз цГМФ под влиянием этого фермента приводит к обратимости релаксации гладкой мускулатуры и устранению эрекции полового члена. Силденафил, варденафил и тадалафил — эффективные и селективные ингибиторы активности ФДЭ5, которые предотвращают распад цГМФ и приводят к увеличению эрекции полового члена.
Регуляция чувствительности к внутриклеточному кальцию под влиянием сигнализирования Rho A/Rho-киназы
Значительные усилия были сконцентрированы на изучении роли Rho-киназы в модулировании чувствительности пещеристой гладкой мускулатуры к внутриклеточному кальцию. На основе увеличивающегося объема доказательных данных предполагают, что сенситизация к внутриклеточному кальцию регулируется путем создания баланса между фосфорилированием регуляторной легкой цепи миозина II под влиянием киназы легких цепей миозина и его дефосфорилирования под влиянием фосфатазы легких цепей миозина. Фосфорилирование регуляторных легких цепей миозина II необходимо для активизации миозин II аденозинтрифосфатаз (АТФаз) под действием актина, а его дефосфорилирование предотвращает активацию миозина. Соотношение активностей киназ и фосфатаз — важнейший фактор, определяющий сократительную чувствительность пещеристых гладкомышечных клеток к внутриклеточному кальцию.
Rho А представляет собой гуанозинтрифосфатазу длиной приблизительно 20 кД, которая изменяет активность Rho-киназы, фосфорилированле миозина легких цепей и чувствительность к кальцию в гладкомышечных клетках. Комплекс Rho А-ГДФ (гуанозиндифосфат) обусловливает диссоциацию ингибитора ГДП до его неактивного состояния. Ряд внутриклеточных сигналов может обусловливать обмен ГДП на ГТП в Rho А через регуляцию факторов обмена нуклеотида гуанина. Rho А-ГТФ взаимодействует со своим нисходящим эффектором Rho-киназой, увеличивая чувствительность сосудистых гладких мышц к внутриклеточному кальцию посредством ингибирования фосфатаз миозина легких цепей. Несмотря на то, что экспрессия Rho A/Rho-киназы не имеет значительных отличий у молодых и старых крыс, активность Rho-киназы выше в пещеристой гладкой мускулатуре у старых, нежели у молодых крыс; связанное с возрастом увеличение активности Rho-киназы было предложено как один из возможных механизмов для объяснения снижения эректильной способности у крыс в связи с возрастом. Ингибирование активности Rho-киназы у экспериментальных животных приводит к увеличению релаксации пещеристой гладкой мускулатуры и совершенствует внутрипещеристое давление и эрекцию полового члена. Таким образом, ингибиторы Rho А/ Rho-киназы указывают на привлекательные перспективы развития методов терапии эректильной дисфункции.