Sự hình thành hệ sinh dục phôi thai

Sự phát triển của cơ quan thuộc hệ sinh dục bao gồm: các tuyến sinh dục, các đường sinh dục bên trong và các cơ quan sinh dục ngoài ở cả nam và nữ đều phải trải qua 2 giai đoạn:

Giai đoạn trung tính: còn gọi là giai đoạn chưa có giới tính hay giai đoạn chưa biệt hóa. Hình dáng bên ngoài và cấu tạo bên trong toàn bộ các cơ quan  không thể phân biệt được giới tính là nam hay nữ.

Giai đoạn có giới tính: còn gọi là giai đoạn biệt hóa. Toàn bộ các cơ quan sinh dục phát triển theo 1 trong 2 hướng để có thể xác định là thuộc nam hay nữ.

Giai đoạn phát triển trung tính

Sự hình thành tuyến sinh dục trung tính

Mặc dù giới tính của phôi được xác định ngay sau khi thụ tinh, nhưng tuyến sinh dục không biểu hiện giới nam hoặc nữ cho đến tuần thứ 7 trong quá trình phát triển. Ở loài người, giai đoạn trung tính của quá trình phát triển các tuyến sinh dục bắt đầu từ tuần thứ 3 và kết thúc cuối tuần thứ 6.

Trong tuần thứ 4, sự tăng sinh của các tế bào biểu mô khoang cơ thể và sự tụ đặc của trung mô nằm phía dưới đã tạo ra gờ (mầm) tuyến sinh dục  nằm ở 2 bên của đường giữa phôi, xen giữa trung thận và mạc treo lưng.

Hình: A. Sơ đồ phôi tuần thứ ba – Các tế bào sinh dục nguyên thủy ở thành túi noãn hoàng; B. Sự di cư của các tế bào sinh dục nguyên thủy đến gờ sinh dục.

(1. tim; 2. ruột trước; 3. niệu nang; 4. niệu nag; 5. tế bào sinh dục nguyên thủy; 6. túi noãn hoàng; 7. ổ khớp; 8. gờ sinh dục; 9. trung thận).

Toàn bộ các tế bào thuộc các dòng tế bào sinh dục (dòng tinh và dòng noãn) đều phát sinh từ những tế bào sinh dục nguyên thủy. Ở phôi người khoảng tuần thứ 4, các tế bào sinh dục nguyên thủy ở thành túi noãn hoàng, nơi gần niệu nang di chuyển dọc theo mạc treo lưng của ruột sau đến gờ (mầm) tuyến sinh dục nằm ở trung bì trung gian, giữa mạc treo ruột và trung thận (H. 10). Khoảng tuần thứ 6, các tế bào mầm nguyên thủy xâm nhập vào gờ tuyến sinh dục và tác động cảm ứng vào các tế bào trung bì trung gian làm tế bào này tăng sinh tạo ra những dây tế bào biểu mô bao xung quanh các tế bào sinh dục nguyên thủy và tạo thành dây sinh dục nguyên phát (nguyên thủy). Các dây sinh dục nguyên phát được ngăn cách nhau bởi những tế bào trung mô cũng được biệt hóa từ tế bào trung bì trung gian. Những dây tế bào sinh dục nguyên thủy cùng với gờ tuyến sinh dục tạo thành tuyến sinh dục trung tính, chưa có sự biệt hóa của tuyến sinh dục. Những dây sinh dục nguyên phát dài ra và tiến sâu vào vùng trung tâm của tuyến sinh dục trung tính , do đó chúng còn được gọi là dây sinh dục nguyên tủy.

Sự hình thành đường sinh dục trung tính

Vào khoảng tuần thứ 6, phôi thuộc cả 2 giới đều có 2 cặp ống sinh dục: 2 ống trung thận dọc và 2 ống cận trung thận (còn gọi là ống Mullerian) mới được tạo thành nằm song song với ống trung thận dọc.

Hình: Đường sinh dục ở tuần thứ 6 ở nam (A), ở nữ (B).

Ống cận trung thận được hình thành bởi sự lõm vào trung mô của biểu mô khoang cơ thể theo chiều dọc tạo thành ống. Ở phía đầu, ống này mở vào khoang cơ thể. Ơí phía đuôi, đầu tiên ống này chạy song song bên cạnh và ở phía ngoài ống trung thận dọc, sau đó bắt chéo ống trung thận dọc ở mặt trước và nằm ở phía trong ống nàỳ. Ðoạn cuối cùng của 2 ống cận trung thận tiến về phía đường dọc giữa và ở đó chúng sát nhập với nhau tạo thành ống niệu- sinh dục sau này. Ống niệu- sinh dục tiếp tục phát triển theo hướng đuôi đến xoang niệu- sinh dục và mở vào thành sau của xoang này. Ở mặt trong của xoang niệu- sinh dục, ống niệu- sinh dục tạo thành một khối lồi nhỏ gọi là củ Mullerian. Ống trung thận dọc mở vào xoang niệu- sinh dục ở 2 bên ống niệu sinh dục. Sự phát triển tiếp theo của ống trung thận dọc và ống cận trung thận phụ thuộc vào giới tính của thai để tạo ra đường sinh dục của nam hay của nữ giới.

Sự hình thành cơ quan sinh dục ngoài trung tính

Sự phát triển của các cơ quan sinh dục ngoài có quan hệ mật thiết với sự phát triển của đoạn chậu và đoạn sinh dục  của xoang niệu- sinh dục.

Vào khoảng tuần thứ 3 của quá trình phát triển, các tế bào trung mô của đường nguyên thủy di chuyển đến xung quanh màng nhớp hình thành 2 nếp lồi lên gọi là nếp ổ nhớp (H. 12A). Ở phía trước màng nhớp, 2 nếp ổ nhớp sát nhập lại tạo thành củ ổ nhớp. Vào khoảng tuần thứ 6, màng nhớp được phân chia thành 2: màng niệu- sinh dục và màng hậu môn. Nếp ổ nhớp được phân chia thành : nếp sinh dục ở phía trước bao quanh màng niệu- sinh dục và nếp hậu môn ở phía sau bao quanh màng hậu môn.

Hình: Giai đoạn trung tính của đường sinh dục ngoài.

(A. khoảng 4 tuần; B. khoảng 6 tuần).

Củ ổ nhớp ngày càng lồi về phía trước (phía bụng) tạo thành củ sinh dục. Củ sinh dục phát triển sang 2 bên và tạo thành một cái rãnh ở đường dọc giữa mặt dưới gọi là rãnh niệu- sinh dục. Củ sinh dục sẽ tạo ra dương vật ở nam và âm vật ở nữ.

Ở mỗi bên nếp sinh dục, 1 gờ khác xuất hiện gọi là gờ sinh dục. Sau này, gờ sinh dục sẽ tạo ra môi lớn ở nữ và bìu ở nam.

Tới tuần thứ 8 của quá trình phát triển phôi, sự phát triển của mầm cơ quan sinh dục ngoài (củ sinh dục, nếp sinh dục, gờ sinh dục) ở 2 giới giống nhau, không phân biệt được thuộc nam hay nữ giới.

Phát triển của các cơ quan sinh dục nam

Phát triển của tinh hoàn

Ở phôi có giới tính là nam, tuyến sinh dục trung tính sẽ biệt hóa thành tinh hoàn.

Từ tuần thứ 4 đến tuần thứ 8, các dây sinh dục nguyên thủy tăng sinh liên tục, dài ra và cong queo, xâm nhập sâu hơn vào trung tâm tuyến sinh dục, rồi tách khỏi biểu mô khoang cơ thể, những dây đó được gọi là dây tinh hoàn. Tế bào trung mô ngay dưới biểu mô khoang cơ thể tạo thành một màng liên kết gọi là màng trắng, ngăn cách biểu mô này với các dây tinh hoàn và màng trắng bọc gần như toàn bộ tuyến sinh dục. Từ màng trắng phát sinh các vách xơ tiến vào tinh hoàn chia ra thành các tiểu thùy.

Mỗi dây tinh hoàn phân thành 3- 4 dây nhỏ hơn nằm trong một thùy. Mỗi dây nhỏ sẽ tạo thành một ống sinh tinh, các ống này vẫn đặc, chưa có lòng ống. Các tế bào biểu mô (một thành phần tạo dây sinh dục nguyên thủy) biệt hóa thành tế bào Sertoli. Ống sinh tinh duy trì như vậy cho tới tuổi dậy thì, lúc đó mới bắt đầu có lòng ống và xuất hiện quá trình tạo tinh trùng.   

Các dây tế bào trung mô nằm giữa các dây sinh dục nguyên thủy sẽ biệt hóa thành những tế bào kẽ và phát triển trong khoảng tháng thứ 3 đến tháng thứ 5, sau đó số lượng giảm dần.

Sự phát triển của đường sinh dục nam

Khi trung thận thoái hóa, toàn bộ tiểu cầu thận và một số ống trung thận ngang ở vùng đầu đến tuyến sinh dục thoái hóa và biến đi hoàn toàn, chỉ còn sót lại một số ống nằm bên cạnh tuyến sinh dục. Những ống này ngắn lại và được nối với các dây sinh dục nguyên thủy bởi những dây nối nhỏ gọi là dây nối niệu- sinh dục. Dây nối niệu sinh dục phát triển thành những đường dẫn tinh nằm trong tinh hoàn tạo ra ống thẳng và lưới tinh hoàn. Ống trung thận dọc tạo ra phần lớn các đường sinh dục nam:

Hình: A. Đường sinh dục nam tháng thứ 4; B. Đường sinh dục nam sau khi tinh hoàn đã đi xuống.

(1. ống ra; 2. ống trung thận ngang; 3. lưới tinh; 4. ống sinh tinh; 5. màng trắng; 6. ống trung thận dọc; 7. củ Mullerian; 8. ống dẫn tinh; 9. ống ra; 10. mào tinh; 11. túi tinh; 12. tuyến tiền liệt; 13. thủy bào có cuống; 14. Paradidymis).

Ðoạn ống trung thận dọc nằm ở phía trên tinh hoàn cùng với các ống trung thận ngang thông với nó tạo ra túi thừa tinh hoàn, một di tích của phôi thai.

Ðoạn ống trung thận dọc nằm đối diện với tinh hoàn tạo ra ống mào tinh.

Ðoạn ống trung thận dọc còn lại ở phía dưới tinh hoàn tạo ra ống dẫn tinh.  Ðoạn cuối của ống dẫn tinh biến đổi tạo ra ống phóng tinh. Túi tinh được tạo ra từ những mầm biểu mô phát sinh ở đoạn dưới của ống dẫn tinh, gần chỗ ống trung thận dọc mở vào xoang niệu- sinh dục.

Ống cận trung thận thoái hóa và biến đi một phần lớn, chỉ để lại các di tích nhỏ, trong đó có di tích quan trọng là túi bầu dục của tuyến tiền liệt nằm xen giữa ống phóng tinh.

Phát triển của cơ quan sinh dục ngoài

Dương vật được hình thành từ củ sinh dục và các nếp sinh dục.

Niệu đạo dương vật: nếp sinh dục và bờ của rãnh niệu đạo- sinh dục sát nhập với nhau ở đường dọc giữa và rãnh niệu- sinh dục khép lại từ phía sau ra phía trước tạo thành niệu đạo dương vật, con đường bài xuất duy nhất và chung cho cả 2 hệ tiết niệu và sinh dục.

Niệu đạo quy đầu: ở trước quy đầu, ngoại bì tăng sinh vào phía trong tạo nên một dây tế bào gọi là màng niệu đạo quy đầu, tiến về phía niệu đạo dương vật rồi tạo lòng và nối với đoạn niệu đạo dương vật, hình thành xong toàn bộ niệu đạo. Lỗ niệu đạo ngoài ở đầu chóp của quy đầu.

Mô cương của dương vật phát sinh từ trung mô chứa mạch của củ sinh dục và các nếp sinh dục.

Bìu: phát triển từ gờ sinh dục ở phía đuôi phôi.

Sự di cư của tinh hoàn

Trong quá trình phát triển, tinh hoàn sẽ di cư từ khoang bụng xuống bìu. Cuối tháng thứ 2 của quá trình phát triển phôi, tinh hoàn tách rời khỏi trung thận, mạc treo sinh dục (treo gờ tuyến sinh dục vào trung thận) trở thành mạc treo tinh hoàn sau khi trung thận thoái hóa. Ðoạn dưới của trung thận tồn tại tạo thành dây chằng bẹn hay  dây kéo tinh hoàn, nối cực dưới tinh hoàn với gờ sinh dục (sau này trở thành bìu). Thân phôi và hố chậu ngày càng lớn nhưng dây kéo tinh hoàn không dài ra tương ứng nên giữ tinh hoàn ở vị trí gần vùng bìu. Khoảng tháng thứ 5, tinh hoàn nằm ở gần vùng bẹn, tháng thứ 6 nằm ở gần lỗ sâu ống bẹn và đi qua ống đó vào tháng thứ 7 và tới vị trí vĩnh viễn vào khoảng cuối tháng thứ 8.

Phát triển của cơ quan sinh dục nữ

Buồng trứng

Buồng trứng bắt đầu biệt hóa vào cuối tuần thứ 8, muộn hơn sự biệt  hóa của tinh hoàn.

Hình: A. Sơ đồ đường sinh dục nữ ở cuối tháng thứ 2, B. Đường sinh dục nữ khi buồng trứng đã di chuyển vị trí.

Trong tuyến sinh dục phôi có giới tính di truyền là nữ, những dây sinh dục nguyên thủy thoái hóa. Sự thoái hóa tiến từ vùng ngoại vi (vùng vỏ) vào vùng trung tâm (vùng tủy) của tuyến sinh dục. Ở vùng vỏ, một đợt tăng sinh lần thứ 2 của các tế bào có nguồn gốc là trung bì trung gian tạo ra các dây tế bào biểu mô để chứa các tế bào sinh dục nguyên thủy đã di cư đến đó. Trong các dây này, tế bào sinh dục nguyên thủy biệt hóa thành noãn nguyên bào, tế bào đầu dòng của dòng noãn. Những dây tế bào biểu mô chứa noãn nguyên bào tạo thành dây sinh dục thứ phát. Dây này tách khỏi biểu mô khoang cơ thể và đứt thành từng đoạn. Mỗi đoạn tạo ra một đám tế bào biểu mô bao xung quanh noãn nguyên bào. Cũng giống tinh hoàn, màng trắng được tạo ra phía dưới biểu mô khoang cơ thể, biểu mô khoang cơ thể không biến đi như ở quá trình phát triển tinh hoàn mà tồn tại suốt đời và trở thành biểu mô mầm.

Phát triển của đường sinh dục

Dây nối niệu- sinh dục: ở phôi có giới tính nữ, dây nối niệu- sinh dục thoái hóa đồng thời với dây sinh dục nguyên thủy.

Ống trung thận dọc và trung thận ở phôi nữ thoái hóa biến thành những di tích phôi thai.

Ống cận trung thận: ở phôi thai có giới tính di truyền là nữ, ống cận trung thận phát triển , tao ra phần lớn các đường sinh dục nữ.

Ðoạn trên của ống trung thận ,mở vào khoang cơ thể (khoang bụng), đoạn này phát triển thành vòi trứng.

Ðoạn dưới của 2 ống cận trung thận nằm ở 2 bên sát nhập với nhau ở đường giữa tạo thành một ống gọi là ống tử cung- âm đạo. Ở 2 bên ống này tiếp với vòi trứng bằng một đoạn ngắn của sừng tử cung. Ðoạn trên ống tử cung- âm đạo, vách ngăn giữa của 2 đoạn cận trung thận sát nhập tiêu đi tạo thành thân và eo tử cung.

Ðoạn dưới của ống tử cung- âm đạo: thành biểu mô của 2 đoạn ống cận trung thận sát nhập với nhau tạo ra một lá biểu mô gọi là lá biểu mô âm đạo. Về sau, trong lòng biểu mô âm đạo xuất hiện lòng ống. Ðoạn trên lá biểu mô âm đạo sẽ tạo một phần cổ tử cung, đoạn dưới sẽ tạo ra đoạn trên của âm đạo.

Xoang niệu- sinh dục

Lúc đầu ống tử cung- âm đạo tận cùng bằng một đáy kín dựa vào thành sau của xoang niệu- sinh dục. Ðầu dưới của nó tạo thành một khối lồi vào xoang niệu- sinh dục gọi là củ Mullerian. Biểu mô của xoang niệu- sinh dục nằm đối diện với củ Mullerian cũng dày lên góp phần tạo ra lá biểu mô âm đạo và xâm nhập một phần vào củ Mullerian. Sau đó, cả 2 cấu trúc này hình thành một cái ống do sự tiêu hủy tế bào gọi là âm đạo. Như vậy, biểu mô âm đạo có 2 nguồn gốc: phần biểu mô phát sinh củ Mullerian (đoạn trên âm đạo) có nguồn gốc trung bì, phần biểu mô phát sinh từ xoang niệu- sinh dục (đoạn dưới âm đạo) có nguồn gốc nội bì.

Sự tiêu hủy của lá biểu mô âm đạo tiến hành từ trên xuống dưới và còn để sót lại phía dưới của lá đó một màng mỏng gọi là màng trinh, ngăn cách âm đạo với đoạn chậu của xoang niệu- sinh dục. Về sau, màng trinh có lỗ thủng và đoạn chậu của xoang niệu- sinh dục nằm dưới màng trinh sẽ tạo ra tiền đình âm hộ.

Những cơ quan sinh dục ngoài

Củ sinh dục ở phôi có giới tính nữ kém phát ttriển và sẽ tạo ra âm vật.

Các nếp sinh dục của phôi nữ không sát nhập với nhau và sẽ tạo ra môi nhỏ bao quanh tiền đình âm hộ.

Các gờ sinh dục tạo ra môi lớn.

Sự di cư của buồng trứng và vòi trứng

Ở giai đoạn trung tính, đầu tiên mầm tuyến sinh dục và trung thận tạo thành một khối lồi vào khoang cơ thể gọi là mào niệu- sinh dục. Trong quá trình phát triển tiếp theo, buồng trứng cũng như vòi trứng và tử cung kéo căng màng bụng do khối lượng của chúng tăng lên. Màng bụng sẽ tạo ra các dây chằng giữ các cơ quan này và làm cho chúng thay đổi vị trí tại chỗ. Dây chằng hoành sẽ tạo ra dây chằng buồng trứng, dây chằng bẹn sẽ tạo ra dây chằng tử cung- buồng trứng và dây chằng tròn tử cung.

Phát triển bất thường

Ở nam

Dị tật của tinh hoàn:

Tinh hoàn lạc chỗ: dị tật này do tinh hoàn di cư lạc chỗ. Tinh hoàn có thể nằm trong ổ bụng (hay gặp), trong ống bẹn, ở đùi, mặt lưng dương vật..., thường kèm theo thoát vị bẹn bẩm sinh.

Thoát vị bẹn bẩm sinh: do ống bẹn không khép kín nên các quai ruột xuống ống bẹn.

Thiếu tinh hoàn: có thể thiếu 1 hoặc 2, do mầm tuyến sinh dục không phát triển.

Thừa tinh hoàn: do sự phân đôi của mầm tuyến sinh dục.

Dính tinh hoàn: do 2 mầm tuyến sinh dục sát nhập với nhau.

Dị tật của đường sinh dục trong và cơ quan sinh dục ngoài:

Ống dẫn tinh mở vào niệu đạo: tật này do đoạn cuối của ống trung thận dọc không sát nhập với thành sau bàng quang.

Thiếu túi tinh hoặc túi tinh nằm ở vị trí bất thường: do mầm túi tinh không phát sinh hoặc phát sinh lạc chỗ.

Thiếu ống phóng tinh: do sát nhập ống phóng tinh.

Lỗ tiểu dưới: thường gặp, lỗ tiểu mở ở mặt dưới quy đầu hoặc mặt dưới của thân dương vật hoặc mặt dưới bìu. Tật này do các nếp sinh dục và các rãnh sinh dục khép bất thường.

Lỗ tiểu trên: hiếm gặp, lỗ tiểu mở ở mặt trên dương vật, do màng niệu đạo- sinh dục không nằm lùi về phía đáy chậu và củ sinh dục dính vào khoảng giữa màng niệu- sinh dục và màng hậu môn.

Các dị tật khác: hẹp bao quy đầu, tịt niệu đạo.

Ở nữ

Dị tật của buồng trứng: buồng trứng lạc chỗ, thiếu buồng trứng, thừa buồng trứng, dính buồng trứng.

Dị tật của vòi trứng: thiếu hoặc tịt vòi trứng, do ống cận trung thận không phát triển (thiếu vòi) hoặc chỉ phát triển một phần (tịt vòi), nếu dị tật xảy ra ở 2 bên sẽ dẫn đến vô sinh.

Dị tật của tử cung:

Tử cung hoàn toàn không phát triển, teo tử cung, tử cung và âm đạo không phát triển, teo tử cung kèm theo âm đạo không phát triển. Nguyên nhân do phát triển của ống cận trung thận đột ngột  bị dừng lại trong tháng thứ 2 của quá trình phát triển phôi.

Tử cung kép, âm đạo kép: do đoạn dưới của ống cận trung thận không sát nhập với nhau một phần hoặc toàn phần để tạo ra ống tử cung- âm đạo. Hay gặp: đáy tử cung chia 2, tử cung 2 sừng.

Dị tật âm đạo:

Tật không có âm đạo: bất sản âm đạo

Hẹp âm đạo: do thành âm đạo kém phát triển.

Tịt âm đạo: do lá biểu mô âm đạo không bị xẻ ra để tạo thành ống âm đạo.

Dị tật của cơ quan sinh dục ngoài:

Hẹp âm hộ: do 2 môi nhỏ sát nhập một phần với nhau.

Màng trinh quá dày, màng trinh không thủng.

Các đường niệu- sinh dục thông ra ngoài bằng một lỗ chung: do còn sót lại một đoạn của xoang niệu- sinh dục.

Trực tràng mở vào đường sinh dục, thường vào âm đạo.