人體的重要髒器都有巧妙的保護機制，如對大腦就有血腦屏障，防止細菌等異物進入，睾丸也是如此。１９５０年一位叫伯魯恩的科學家在給哺乳動物皮下注射二胺基吖啶染料後，發現大多數器官的細胞均能攝取染料而呈現熒光，但曲細精管的熒光卻很弱。因此，他推測睾丸中存在一種類似血腦屏障的結構，能選擇性地阻止血液中某些物質進入曲細精管内，故稱為血睾屏障。

前面已提及，曲細精管的生精上皮是由一種高柱狀細胞--支持細胞，以及鑲嵌在其上面的各級生精細胞所組成。大量的追蹤實驗和超微結構研究表明，支持細胞之間存在的緊密連接構成了血睾屏障。支持細胞通過緊密連接将生精上皮分隔成基底室和近管腔室。精原細胞、細線前期和細線期精母細胞占據了管壁基底膜與緊密連接之間的基底室，近管腔室位于緊密連接與管腔之間，包含有細線期之後的所有生精細胞。

血睾屏障對血液中各種物質的通透性選擇性很強。來自間質血管的擴散性物質，可以穿過曲細精管壁與基底室的生殖細胞接觸，但并不一定能進入近管腔室。緊密連接構成了一個滲透屏障，可阻止大分子物質和若幹離子向近管腔室的被動彌散，對維持和穩定近管腔室的微環境有十分重要的作用。對于血睾屏障，一些大分子物質如清蛋白、鐵蛋白和ｒ球蛋白等不能通過，而營養物質如氨基酸、碳水化合物、脂肪酸及類固醇激素等則較易通過。

促性腺激素（ＬＨ，ＦＳＨ）能通過血睾屏障，但速度較慢。另外，曲細精管中液體的最顯著特征是鉀和碳酸鹽濃度較高，而鈉和氯化物的濃度較低。這種離子成分及濃度與細胞内液相似。目前認為，血睾屏障調節曲細精管液的分泌及其離子濃度，可造成有利于精子發生和成熟的特殊微環境。生精過程中，生殖細胞的減數分裂過程始于基底室，而減數分裂進一步發展和形成精子細胞隻能在近管腔室内完成。血睾屏障一旦被削弱或受到幹擾，管腔内的微環境即将遭到破壞，進而導緻精子生成障礙。

生精細胞的分化必然導緻特異蛋白質的出現。在精子分化成熟過程中，精子細胞産生特異蛋白質，如乳酸脫氫酶－Ｃ４，并随分化成熟而不斷增加。此時，成熟的精子細胞在某些情況下可被機體看作異物而引起自身免疫反應，從而破壞生精細胞。然而這種自身免疫反應在睾丸健全的機體中并不發生，正是因為血睾屏障阻止了具有免疫活性的ｒ球蛋白進入曲細精管内，排除生精細胞和免疫系統的相互反應。另外，至少在大鼠睾丸裡血睾屏障還使管腔中雄激素結合球蛋白保持在一定濃度，它可以濃縮睾酮，使曲細精管内睾酮濃度比血漿中高１００倍，這也是精子生成所必須的。

綜上所述，血睾屏障是支持細胞主要的功能之一，它保護處于分化着的生精細胞，防止自身免疫反應，并具有調控生精細胞分裂和分化、維持曲細精管内有利于精子發生和成熟排放的特殊微環境等重要作用。

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