Fizjologia wzwodu prącia

Fizjologia jest nauką o funkcjonowaniu żywych organizmów i dotyczy wszystkich jego procesów. Stanowi integralną część każdej dziedziny medycyny. Poprzez badanie regulacji i adaptacji czynnościowej organizmu pozwala zaprojektować wszelkie interwencje medyczne i przewidzieć ich skutki.

Poznanie fizjologii układu moczowo-płciowego umożliwiło wprowadzenie do powszechnego stosowania wielu leków, np. antagonistów receptora α-adrenergicznego i inhibitorów 5α-reduktazy do leczenia chorych na łagodny rozrost stercza oraz inhibitorów fosfodiesterazy typu piątego do leczenia zaburzeń wzwodu prącia (ED - erectile dysfunction).

Celem tego opracowania jest krótkie przedstawienie mechanizmów leżących u podstaw regulacji wzwodu prącia.

W ostatnich latach nastąpił znaczący postęp w dziedzinie farmakologicznego leczenia chorych na ED. Jego podstawą jest poznanie mechanizmu wzwodu na poziomie tkankowym i komórkowym oraz wykazanie, że czynność skurczowa mięśni gładkich zatok ciał jamistych prącia oraz naczyń doprowadzających i odprowadzających krew z tych zatok zależy między innymi od aktywności fosfodiesterazy typu piątego (PDE-5), enzymu rozkładającego cykliczny guanozylomonofosforan (cGMP) będący przekaźnikiem wewnątrzkomórkowym związanym z działaniem tlenku azotu (NO).

Mięśnie gładkie ciał jamistych oraz naczynia doprowadzające krew do zatok ciał jamistych (tętnice-arteriole) pozostają pod stałym tonicznym wpływem zazwojowych włókien układu współczulnego (gałązki nerwu podbrzusznego). Adrenalina uwalniana na ich zakończeniach stymuluje receptory α1-adrenergiczne i powoduje utrzymywanie się mięśni gładkich naczyń krwionośnych oraz beleczek ciał jamistych prącia (lub łechtaczki) w stanie skurczu, co ogranicza dopływ krwi do zatok ciał jamistych i przyczynia się do pozostawania prącia w stanie wiotkości (flaccid penis). W następstwie pobudzenia mechanoreceptorów okolic genitalnych lub psychogennego pobudzenia seksualnego dochodzi do zmniejszenia aktywności zakończeń układu współczulnego i tym samym do ograniczenia ich działania hamującego erekcję.
Jednocześnie występuje pobudzenie neuronów części przywspółczulnej układu autonomicznego. Impulsy z tych neuronów docierają poprzez nerwy jamiste, będące odgałęzieniami nerwów miednicznych, do naczyń i beleczek prącia. Są to neurony zaliczane do grupy neuronów NANC (nieadrenergiczne, niecholinergiczne). Uwalniają one na swoich zakończeniach tlenek azotu (NO). Oprócz NO z zakończeń przywspółczulnych uwalniane są także acetylocholina, adenozyna i wazoaktywny peptyd jelitowy (VIP - vasoactive intestinal peptide), które zwiększają wtórnie uwalnianie NO przez komórki śródbłonka. NO aktywuje cyklazę guanylową, która powoduje powstawanie cyklicznego guanozylomonofosforanu (cGMP) z guanozynotrifosforanu (GTP). cGMP powoduje ucieczkę jonów wapnia (Ca²⁺) z komórek mięśni gładkich i tym samym wpływa rozluźniająco na komórki mięśni gładkich naczyń doprowadzających krew do prącia oraz beleczek ciał jamistych, co skutkuje zwiększeniem napływu krwi tętniczej do zatok ciał jamistych prącia, uruchomieniem mechanizmu weno-okluzyjnego i w konsekwencji wystąpieniem wzwodu prącia (ryc. 1, 2). Początkowo ciśnienie w ciałach jamistych prącia jest mniejsze o 10-20 mm Hg od ciśnienia skurczowego krwi. Podtrzymywanie stymulacji seksualnej doprowadza do dalszego wzrostu ciśnienia nawet do wartości powyżej 150 mm Hg, dzięki skurczowi mięśni krocza (kulszowo-jamistego, opuszkowo-gąbczastego) otaczających podstawę prącia. Wzwód prącia ustępuje po wytrysku nasienia, który jest wynikiem pobudzenia purynergicznych zakończeń układu współczulnego, również typu NANC, uwalniających adenozynotrifosforan (ATP). ATP, stymulując receptory P2x, powoduje skurcz mięśni gładkich nasieniowodów i pęcherzyków nasiennych. Stymulacja części współczulnej układu autonomicznego podczas ejakulacji wywołuje stopniowe wiotczenie prącia, natomiast duże stężenie adrenaliny we krwi odpowiedzialne jest za znaczny wzrost ciśnienia tętniczego podczas orgazmu.

Rycina 1

Rycina 1: Kolejne fazy wypełniania zatok ciał jamistych prącia krwią, dzięki zwiększeniu dopływu krwii i zmniejszeniu odpływu w wyniku działania mechanizmu "weno-okluzyjnego"

Rycina 2	Mechanizm molekularny warunkujący wystąpnienie wzwodu prącia

Rycina 2:
(I) aktywacja układu niecholinergicznego-nieadrenergicznego (NANC) przyczynia się do powstania tlenku azotu (NO),
(II) NO uczynnia cyklazę guanylową
(III) pod wpływem cyklazy guanylowej dochodzi do przemiany guanozynotrifosforanu (GTP) w cykliczny guanozynomonofosforan (cGMP)
(IV) cGMP powoduje ucieczkę jonów wapnia (Ca⁺²) z komórek mięśni gładkich ciał jamistych, co prowadzi do ich rozkurczu
(V) cGMP podlega działaniu fosfodiesterazy typu piątego (PDE-5), która powoduje degradację cGMP do guanozynomonofosforanu (GMP)
(VI) zmniejszenie ilości cGMP w wyniku działania PDE-5 jest przyczyną skurczu mięśni gładkich i zmniejszenia dopływu krwi do zatok ciał jamistych prącia.

PDE-5 jest enzymem, który rozkłada cGMP i tym samym przyczynia się do utrzymywania się stężenia tego nukleotydu w cytoplazmie na względnie niskim poziomie. Hamowanie PDE-5, np. dzięki stosowaniu inhibitora tego enzymu (sildenafil, wardenafil lub tadalafil), prowadzi do wzrostu puli czynnego cGMP, a to z kolei promuje rozkurcz mięśni gładkich i tym samym przyczynia się do wzmocnienia wzwodu prącia. Warunkiem niezbędnym do uruchomienia kaskady zdarzeń związanych z leczeniem inhibitorami (PDE-5) jest stymulacja seksualna.

Aktywność pozazwojowych neuronów docierających do prącia zarówno z części przywspółczulnej, jak i współczulnej układu autonomicznego jest regulowana przez neurony przedzwojowe zlokalizowane głównie w słupach pośrednio-bocznych rdzenia kręgowego. Obszar, w którym zlokalizowane są neurony regulujące aktywność nerwów miednicznych, nazywa się ośrodkiem rdzeniowym wzwodu. Neurony tego obszaru pobudzane są przez impulsację z mechanoreceptorów prącia i łechtaczki, warunkując obecność wzwodów odruchowych u chorych, którzy doznali urazowego uszkodzenia rdzenia kręgowego. Do neuronów tego obszaru dociera również informacja z wyższych struktur układu nerwowego. Badania z wykorzystaniem pozytronowej tomografii emisyjnej (PET) wykazały, że wystąpienie erekcji jest wynikiem oddziaływań wielu sieci neuronalnych mózgowia (kory mózgowej, układu limbicznego i pnia mózgu). Ostatecznie informacja dociera do rdzenia kręgowego drogą dwóch głównych projekcji: projekcji pobudzającej z jądra przykomorowego podwzgórza (PVN - paraventricular nucleus) i projekcji hamującej z jąder szwu pnia mózgu (RN - raphe nucleus). Neurony jąder szwu uwalniają w spoczynku serotoninę, która wywiera hamujący wpływ na erekcję na poziomie rdzenia kręgowego. U chorych przyjmujących leki przeciwdepresyjne, które hamują wychwyt zwrotny serotoniny zwiększając jej stężenie w przestrzeni synaptycznej, częściej obserwuje się zaburzenia wzwodu, natomiast u mężczyzn chorujących na przedwczesny wytrysk (ejaculatio praecox) działanie to jest korzystne i znalazło swój wyraz w leczeniu tej choroby.

Wyróżnia się kilka rodzajów wzwodu prącia: (I) wzwody odruchowe, (II) wzwody psychogenne i (III) wzwody nocne, występujące spontanicznie w czasie snu. Wzwody odruchowe są wynikiem drażnienia mechanoreceptorów okolic genitalnych. Do wzwodów psychogennych dochodzi pod wpływem bodźców wzrokowych, słuchowych, węchowych (bodźce erotogenne) lub wyobrażeń o treściach erotycznych. Geneza wzwodów tego rodzaju jest bardzo złożona. Zależą one głównie od pobudzenia neuronów ciał migdałowatych, struktur wchodzących w skład układu limbicznego, który reguluje procesy emocjonalne. Informacja z ciał migdałowatych dociera drogą polisynaptyczną do międzymózgowia, w którym znajdują się neurony aktywujące oksytocynergiczne neurony jądra przykomorowego. Oksytocyna, uwolniona na ich zakończeniach w rdzeniu kręgowym, aktywuje neurony rdzeniowego ośrodka erekcji. Neurony międzymózgowia pozostają pod tonicznym pobudzającym wpływem neuronów, które uwalniają dopaminę. Dopomina aktywuje neurony międzymózgowia i promuje erekcję. Mechanizm ten leży u podstaw działania apomorfiny, która stymuluje receptory dopaminergiczne i jest wykorzystywana do leczenia ED.

Interesującym rodzajem wzwodu jest wzwód występujący spontanicznie, na przykład podczas fazy REM (rapid eye movements) snu. Faza ta charakteryzuje się między innymi szybkimi ruchami gałek ocznych. Podczas REM obserwuje się zwiększoną aktywność neuronów międzymózgowia oraz zmniejszoną aktywność neuronów serotoninergicznych jąder szwu, co prowadzi do odhamowania neuronów rdzeniowego ośrodka erekcji. Badanie wzwodów nocnych stanowi ważny element rozpoznawania przyczyn ED. Występowanie prawidłowych wzwodów nocnych świadczy, że przyczyna ED leży poza sferą zaburzeń neurogennych i naczyniowych i że ma tło psychogenne.