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불임의 남성 인자
1. 남성의 생식기 구조

남성 생식기는 고환, 부고환, 정관, 전립선, 정낭, 사정관, 구요도선(bulbourethral gland) 그리고 요도 등으로 구성되어 있다(그림 32-1). 고환은 세정관을 구성하면서 정자생성을 도우는 셀토리(Sertoli) 세포와 안드로겐을 합성하는 간질조직으로 구성되어 있다(그림 32-2).

남성 생식기의 구조

그림 32-1. 남성 생식기의 구조

고환의 구조

고환의 구조

그림 32-2. 고환의 구조

2. 남성의 생식 생리

시상하부에서 GnRH가 분비되며 GnRH는 뇌하수체로 하여금 FSH 및 LH의 분비를 촉진시킨다(그림 32-3).

LH는 레이디히(Leydig) 세포로 하여금 테스토스테론의 합성 및 분비를 촉진한다.

FSH는 셀토리(Sertoli) 세포로 하여금 인히빈의 합성을 촉진한다.

FSH와 테스토스테론은 세정관에서 정자형성을 촉진한다.

정자형성에 소요되는 시간은 74일이며 이 중 약 50일 정도는 세정관에서 머무르고 12-21일간은 부고환으로 이동하여 성숙 과정을 거친다.

사정시에는 성숙 정자 이외에 전립선, 세정낭 및 구요도선에서 분비되는 액체와 함께 배출된다.

시상하부-뇌하수체-고환의 축

그림 32-3. 시상하부-뇌하수체-고환의 축

3. 정자의 모양

정자의 두부는 첨체(acrosome)와 핵으로 구성되어 있다(그림 32-4). 첨체의 내막은 핵막과 붙어 있고 외막은 혈장막과 연결되어 있으며 그 속에는 단백질 분해효소가 들어 있다(그림 32-5). 편모는 미세소관(microtubule)과 섬유(fiber)로 구성되고 두부와 편모 사이는 사립체(mitochondria)가 있다.

정자의 모양

그림 32-4. 정자의 모양

정자의 첨체

그림 32-5. 정자의 첨체

4. 질에 사정된 이후의 정자

사정된 정액은 일단 겔(gel) 형태를 유지하다 20-30분이 지나면 전립선액에 포함된 단백분해효소에 의해 액화(liquefaction)가 일어난다.

알카리성인 정액은 산성인 질을 중화시키는데 2시간밖에 효과가 없다. 따라서 그 이후 정자는 질내에서 활동성을 잃게 된다.

사정된 정자가 자궁내로 이동하는데는 정자 자신의 왕성한 추진력도 필요 하지만 자궁의 수축력도 필요하다. 이때 자궁의 수축에 관여하는 인자가 에스트로겐 분비폭발(surge)이다.

자궁 외구에 도달한 정자는 자신의 두부보다 더 작은 경관 점액의 미세 터널을 통과하여야 하는데(그림 32-6) 이때 점액에 항정자 항체가 존재하거나 정자 두부의 형태학적 이상이 있으면 통과하지 못한다.

사정 후 정자가 난관에 도달하는 시간은 빠르게는 사정 후 5분에 도달한다.

난관까지 접근하는 정자는 불과 200개 정도인 것으로 알려지고 있다.

정자가 난관에서 생존하는 시간은 80시간이나 수정력을 갖는 시간은 40시간 정도이다.

자궁경관 점액을 통과하면서(그림 32-6) 정자는 수정능획득(capacitation)이 일어나며 난자와의 접촉에 의하여 첨체 반응(acrosome reaction)이 일어난다.

자궁경관 점액을 통과하는 정자

그림 32-6. 자궁경관 점액을 통과하는 정자

5. 정액 검사(semen analysis)

정액 검사는 수음에 의하여 정액을 채취하여 검사하는데 이를 위해서 2-3일간 금욕을 해야 한다. 왜냐하면 사정의 빈도가 많으면 정액의 양과 정자의 수가 다소 감소하기 때문이다.

정액의 수집병은 반드시 소독된 용기를 사용하여야 하며 콘돔을 사용해서는 안 된다.

정액을 받은 다음 추위에 노출되지 않게 하고 수집 30분 내지 1시간 내에 검사해야 한다(그림 32-7).

정액 검사에서 볼 수 있는 정자

그림 32-7. 정액 검사에서 볼 수 있는 정자

6. 정액 검사의 정상 기준치

1992년 세계 보건 기구(WHO)는 다음과 같은 새로운 기준치를 발표하였다.

  1. 정액의 양 2 ml 이상

  2. 정자의 수 1ml 당 2000만 이상

  3. 정자 운동성 전방 진행 50%이상 또는 급속 진행 25% 이상

  4. 정자 형태 30% 이상이 정상형

  5. 백혈구 1ml당 100만 미만

  6. 면역비드 검사 면역 입자와의 응집 20% 미만

  7. SpermMar test 면역 입자와의 응집 10% 미만

7. 컴퓨터에 의한 정액 검사(computer-associated semen analysis: CASA)

최근 컴퓨터에 의한 정액 검사가 가능해짐으로써 정액 검사를 보다 정확하게 할 수 있을 것으로 기대하였으나 실제는 그렇지 않다. 다시 말하면 컴퓨터를 이용한 정액 검사에서도 동일 검체에 대해서 서로 다른 결과가 나오기 때문이다.

32.8. 정자 형태의 엄격한 기준치(strict criteria)

최근 크루거(Kruger)는 정액 검사의 여러 가지 검사 항목 중에서 "정자 형태"가 즉, 사람의 정자는 다른 동물에 비하여 비정상형의 정자가 많다는 점을 고려하여(그림 32-8) 정자의 형태가 조금이라도 이상하면 비정상으로 판독함으로써 정상 정자의 모양을 아주 까다롭게 정의하는 방법이다.

이 방법을 임신 성공률과 비교하면 정상 형태가 15% 이상이면 임신 성공률이 높고, 4% 미만은 수정률이 매우 낮으며, 4-14%는 중간 정도의 수정률을 보인다.

이 방법을 크루거(Kruger)의 "정자형태의 엄격한 기준치"라고 부르는데 남성의 수태 능력을 알 수 있는 가장 정확한 지표 중의 하나라고 알려져 있다.

사람의 정자는 비정상형이 많다

그림 32-8. 사람의 정자는 비정상형이 많다

9. 정자 투과 검사(sperm penetration assay: SPA)

정자 투과 검사란 정자가 직접 난자를 침투하여 수정시킬 능력이 있나를 보는 검사로써, 처음에는 동물의 난자를 이용하였다. 그러나 동물의 난자도 동종의 정자만을 허락하기 때문에 인간의 정자를 동물의 난자에 침투시키기 위해서는 투명대를 제거하여야만 하였다. 그래서 투명대를 제거하면 사람의 정자도 수용하는 동물이 햄스터(hamster)임을 발견하였다.

정자 투과 검사를 하는 방법은 다음과 같은 단계를 밟는다.

  1. 햄스터를 과배란유도하여 난자를 채취한다.

  2. 햄스터 난자의 투명대를 제거한다.

  3. 검사하고자 하는 정자를 처리하여 시험관에서 사람의 정자와 투명대가 제거된 햄스터 난자와를 수정시킨다.

  4. 48 시간 이상 배양한 후 햄스터 난자에서 두 개의 전핵(pronucleus) 유무를 확인한다(그림 32-9).

이때 판정 기준은 연구자마다 다른데, 전체 난자의 수에서 전핵을 형성한 난자의 수의 비률이 10%, 14% 혹은 20% 이상이면 정상으로 판정한다.

두 개의 전핵(흰 화살과 빨강 화살 표시)이 보인다

그림 32-9. 두 개의 전핵(흰 화살과 빨강 화살 표시)이 보인다

10. 인간 투명대 결합 검사(human zona binding assay)

인간 투명대 결합 검사란 다음과 같은 단계를 밟는다.

  1. 제3자로부터 적출된 난소에서 난자를 공여받는다.

  2. 난자의 투명대를 반으로 자른다.

  3. 불임 환자의 정자를 처리하여 투명대의 반쪽과 접촉시킨다.

  4. 정상인의 정자를 처리하여 나머지 투명대의 반쪽에 접촉시킨다.

  5. 불임 환자 및 정상인의 각각에서 정자가 투명대에 결합된 정도를 투명대 결합지수(hemizona assay index: HZI)라는 비율로 표시하여 정자의 투명대 침투력을 비교한다.

이 방법은 크루거(Kruger)의 "정자 형태의 엄격한 기준치"와 더불어 남성의 수태능력을 알 수 있는 가장 좋은 방법 중의 하나로 알려져 있다.

11. 남성 인자의 원인

남성 불임의 원인은 다음과 같이 크게 4가지 원인으로 나눈다.

  1. 시상하부-뇌하수체의 원인

  2. 고환의 원인

  3. 정로(精路)의 원인

  4. 사정(射精)의 원인

남성 인자의 원인을 더 구체적으로 살펴 보면 다음과 같다.

  1. 정계정맥류(varicocele): 37.4%

  2. 원인불명(idiopathic): 25.4%

  3. 고환 기능정지(testicular failure): 9.4%

  4. 유출관 폐쇄(obstruction): 6.1%

  5. 잠복고환증(crytorchidism): 6.1%

  6. 정액 용량 결핍: 4.7%

  7. 정액응집(semenagglutinatio): 3.1%

  8. 정액 점도 이상: 1.9%

  9. 기타: 5.9%

12. 무정자증(azoospermia)의 원인

무정자증의 원인은 다음과 같다.

  1. 역행성 사정(retrograde ejaculation)

  2. 고환 기능정지(testicular failure)

  3. 정자 형성 불능증

  4. 프로락틴과다혈증

  5. 뇌하수체 종양(pituitary tumor)

  6. 안드로겐 불감성 증후군

  7. 정노 폐쇄(vasal obstruction)

13. 정액 검사의 모든 항목이 이상으로 나타나는 원인

정액 검사의 모든 항목이 이상 소견을 보일 때, 그 원인은 다음과 같다.

  1. 역행성 사정

  2. 고환 기능정지(testicular failure)

  3. 정자 형성 불능

  4. 프로락틴과다혈증

  5. 뇌하수체 종양

  6. 약물, 스트레스, 과열

  7. 고환 정맥류(Varicocele: 그림 32-10)

  8. 면역학적 인자

고환 정맥류(varicocele)

그림 32-10. 고환 정맥류(varicocele)

14. 정액 검사에서 하나의 항목이 이상으로 나타나는 원인

정액검사에서 하나의 항목에 한해서 이상 소견을 보일 때, 그 원인은 다음과 같다.

  1. 양의 과소를 일으키는 원인

    1. 정액 채취상의 잘못

    2. 역행성 사정

    3. 안드로겐과소증

    4. 생식기의 염증

  2. 액화의 지연(30분 이상)을 일으키는 원인

    1. 단백질 분해효소의 결핍

  3. 기형정자증(teratospermia)을 일으키는 원인

    1. 스트레스 과다

    2. 저성선자극호르몬증(hypogonadotropism)

    3. 정계정맥류(varicocele)

  4. 희소정자증(oligospermia )을 일으키는 원인

    1. 저성선자극호르몬증(hypogonadotropism)

    2. 특발성

  5. 무력정자증(asthenospermia)을 일으키는 원인

    1. 항정자 항체(antisperm antibody: ASA)

    2. 생식기 염증

    3. 정계정맥류(varicocele)

15. 남성 불임을 일으키는 환경 인자

최근 여러 보고자들에 의하면 50년전에 비하여 사람의 정자 수가 유의할 수준으로 줄어들고 있다고 보고되고 있는데 그 원인은 다음과 같다.

  1. 우리 주위에는 소위 '환경 에스트로겐(environmental estrogen)'이라 것이 많아 사람을 알게 모르게 오염시키고 있다. 예를 들면 합성세제, 농약, 플라스틱 원료, 도료 그리고 쓰레기 소각장에서 나는 연기 등이 환경 에스트로겐인데 이들은 인체에 흡수되어 에스트로겐 수용체와 결합함으로써 마치 에스트로겐처럼 작용한다. 따라서 환경 에스트로겐은 인체에 흡수되면 항안드로겐처름 작용하여 정자형성을 억제하게 된다.

  2. 점차 증가 추세에 있는 마리후아나, 코케인 등의 사용이 정자의 수를 감소한다.

  3. 임상에 많이 사용하고 있는 항암제, 동화성 스테로이드, 시메티딘(cimetidine), 에리스로마이신(erythromycin), 니트로푸란(nitrofuran), 테트라사이클린(tetracycline) 등과 같은 약제도 정자의 수를 줄이는 것으로 알려지고 있다.

치 료

1. 남성 인자의 치료 방법

남성 인자의 치료는 크게 다음과 같이 세 가지로 나눌 수 있다.

  1. 내과적 치료

  2. 외과적 치료

  3. 인공수정

2. 남성 인자의 내과적 치료

칼만(Kallmann) 증후군은 GnRH로 치료한다.

성선 기능저하증은 성선자극호르몬으로 치료한다.

역행성 사정은 α-아들레날린계 제제인 페닐에프린(phenylephrine)을 투여하여 내요도괄약근을 강화함으써 치료한다.

특발성 남성 인자에 대하여 클로미펜으로 치료한다. 그러나 그 효과는 미미하다.

3. 남성 인자의 외과적 치료

정계정맥류가 확인되면 내수정관 정맥(internal spermatic vein)을 차단하는 교정수술을 한다.

폐쇄성 무정자증인 경우는 폐쇄된 부위를 절제하고 정관 문합술을 한다.

4. 남성 인자의 인공수정에 의한 치료

다음과 같은 남성 인자가 있는 경우에는 인공수정에 의한 치료를 한다.

  1. 심한 요도하열

  2. 역행성 사정

  3. 발기부전

이때 할 수 있는 인공수정술의 종류는 다음과 같다.

  1. 자궁경관내 인공수정

  2. 자궁강내 인공수정(그림 32-11)

  3. 복강내 인공수정

  4. 난포내 인공수정

  5. 난관내 인공수정

자궁경관내 인공수정

그림 32-11. 자궁경관내 인공수정

5. 비배우자 인공수정에 의한 치료

무정자증이나 정액 검사의 소견이 너무 심한 비정상을 보이는 경우에 제3자의 정자를 공여받아 인공수정을 시도할 수 있다. 비배우자 인공수정을 시도하고자 할 때는 다음 사항을 유념하여야 한다.

  1. HIV 감염을 막기 위하여 최소한 6 개월 이상 냉동 보관되었던 정자를 이용하여야 한다.

  2. 시술하기 전에 AIDS, B형 간염, 매독, 임질, 클라미디아, 사이토메갈로바이러스(cytomegalovirus) 등에 대한 검사가 철저히 이루어져야 한다.

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