动物繁殖学-生殖激素.ppt
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1、第一章第一章 生殖激素生殖激素第一节第一节 概述概述n一、内分泌学与动物繁殖一、内分泌学与动物繁殖 n 内分泌学是研究激素及其受体的生化、生理、内分泌学是研究激素及其受体的生化、生理、药理和分子生物学的一门学科。生殖内分泌学是药理和分子生物学的一门学科。生殖内分泌学是内分泌学的一个组成部分,其研究内容包括与繁内分泌学的一个组成部分,其研究内容包括与繁殖有关的激素及其受体的结构和功能、繁殖机能殖有关的激素及其受体的结构和功能、繁殖机能的内分泌调节规律及其人工调控等。的内分泌调节规律及其人工调控等。二、生殖激素的定义二、生殖激素的定义n激素是由有机体产生、经体液循环或空气传播等途径作用于靶器官或靶
2、细胞、具有调节机体生理机能的微量信息传递物质。n生殖激素(reproductive hormone)是直接作用于生殖活动,并以调节生殖过程为主要生理功能的激素。n三、调节繁殖机能的器官和组织三、调节繁殖机能的器官和组织n 动物的繁殖以性腺的活动为基础,即两性的动物的繁殖以性腺的活动为基础,即两性的性腺产生雌、雄配子,配子受精形成合子继而发性腺产生雌、雄配子,配子受精形成合子继而发育成新的个体。同时,性腺还产生性激素,引起育成新的个体。同时,性腺还产生性激素,引起一系列有关的形态、行为、生理生化变化。性腺一系列有关的形态、行为、生理生化变化。性腺的活动受垂体、下丘脑以及更高级神经中枢的调的活动受
3、垂体、下丘脑以及更高级神经中枢的调节,从而构成大脑节,从而构成大脑下丘脑下丘脑垂体垂体性腺相互调性腺相互调节的复杂系统。此外,繁殖过程还涉及其他外周节的复杂系统。此外,繁殖过程还涉及其他外周器官的活动。器官的活动。n(一)大脑边缘系统(一)大脑边缘系统n n大脑边缘系统包括大脑边缘叶的皮质及皮质下核、大脑边缘系统包括大脑边缘叶的皮质及皮质下核、边缘中脑区和边缘丘脑核等部分。其中大脑边缘边缘中脑区和边缘丘脑核等部分。其中大脑边缘叶皮质主要包括海马和齿状回等组成的古皮层,叶皮质主要包括海马和齿状回等组成的古皮层,前梨状区和内嗅区等组成的旧皮层,扣带回和海前梨状区和内嗅区等组成的旧皮层,扣带回和海马
4、回等组成的中皮层,以及新皮层。皮质下核有马回等组成的中皮层,以及新皮层。皮质下核有杏仁复合体、隔核、下丘脑诸核、丘脑上部缰核、杏仁复合体、隔核、下丘脑诸核、丘脑上部缰核、丘脑前核及部分基底神经节。丘脑前核及部分基底神经节。视视前前核核视上核视上核前前区区下下丘丘脑脑腹中核弓状核下丘脑背中区下丘脑背中区下丘脑后区下丘脑后区乳头体乳头体垂体后叶垂体后叶垂体前叶垂体前叶室旁核下丘脑背区下丘脑背区乳头体前核乳头体前核神经部神经部中间部远侧部远侧部结节部结节部视交叉上核视交叉上核视视交交叉叉正中隆起下丘脑内侧区主要神经核团Cyclic centreTonic centre周期分泌区持续分泌区紧张分泌区前
5、组:视前核、下丘脑前区、视上核、室旁核、视交叉上核结节组:腹中核、弓状核、正中隆起后组:乳头体前核(二)丘脑下部(二)丘脑下部 丘脑下部与垂体关系丘脑外神经核丘脑外神经核垂体上动脉垂体上动脉长门脉长门脉短短门门脉脉垂体下动脉垂体下动脉视上核视上核室旁核室旁核第第三三脑脑室室轴突轴突垂垂体体后后叶叶垂垂体体前前叶叶丘脑下部丘脑下部垂体细胞垂体细胞FSH(促卵泡素)LH(促黄体素)PRL(促乳素)(LTH)合成OXT(催产素)ADH(加压素)(三)垂体(三)垂体n(四)性腺(四)性腺n n 雄性动物的睾丸和雌性动物的卵巢是重要的内分泌、旁雄性动物的睾丸和雌性动物的卵巢是重要的内分泌、旁分泌和自分泌
6、器官,其组织结构详见第一章。分泌和自分泌器官,其组织结构详见第一章。n(五)其他器官和组织(五)其他器官和组织n 子宫、胎盘、松果腺、甲状腺、肾上腺、胰岛、免子宫、胎盘、松果腺、甲状腺、肾上腺、胰岛、免疫器官等器官和组织所分泌的激素或生长因子不同程度、疫器官等器官和组织所分泌的激素或生长因子不同程度、不同范围地参与动物繁殖机能的调节。不同范围地参与动物繁殖机能的调节。三、生殖激素的分类三、生殖激素的分类1根据来源和功能不同生殖激素大致分为三类:n(1)来自下丘脑的释放激素,可控制垂体合成与释放有关的激素;n(2)来自垂体前叶的促性腺激素,直接关系到配子的成熟与释放,和刺激性腺产生类固醇激素;n
7、(3)来自两性性腺即睾丸和卵巢的性腺激素,对两性行为以及生殖周期的调节,均起着重要的作用。n来自附性器官的前列腺素 主要作用于子宫和卵巢 2 2根据其化学本质分为三类根据其化学本质分为三类n(1)蛋白质多肽激素:包括蛋白质、多肽、氨基酸衍生物和胺类等,垂体分泌的所有生殖激素和脑部分泌的大部分生殖激素都属此类。此外,胎盘和性腺以及生殖器官外的其他组织器官也可分泌蛋白质和多肽类激素。n(2)类固醇类:主要由性腺和肾上腺分泌,对动物性行为和生殖激素的分泌有直接或间接作用;n(3)脂肪酸类:主要由子宫、前列腺、精囊腺(前列腺素)和某些外分泌腺体(外激素)所分泌。生殖激素种类、来源及主要生理功能生殖激素
8、种类、来源及主要生理功能三、生殖激素的种类三、生殖激素的种类 生殖激素种类、来源及主要生理功能生殖激素种类、来源及主要生理功能四、生殖激素的作用特点四、生殖激素的作用特点 n1.必须与其受体结合后才产生生物学效应 n2.活性丧失很快 n3.微量的生殖激素便可产生巨大的生物学效应 n4.生物学效应与动物所处生理时期及激素用量和使用方法有关 n5.具有协同或颉颃作用 n6.生物学活性取决于分子结构 n7功能无种间选择性,但有种间差异五、生殖激素分泌的调节n中枢神经调节:由中枢神经系统垂体性腺共同组成了生殖激素的控制系统n激素浓度调节:这种激素浓度的高低影响另一种激素分泌n正反馈n负反馈第二节第二节
9、 生殖激素各论生殖激素各论一、神经激素一、释放激素(释放因子)。1、概念:是指由下丘脑和垂体的某些神经细胞,在外界因素的刺激下,或在血液中类固醇激素作用下,所释放的控制促性腺激素和性腺激素分泌,或抑制的一类激素。其种类、来源、生理功能和应用如表21。释放激素的种类与功能释放激素的种类与功能一、神经激素1、促性腺释放激素n简称GnRH,又名促黄体素释放激素(LH-RH或LRH)n化学性质:所有哺乳动物下丘脑分泌的GnRH均为十肽,并具有相同的分子结构和生物学效应 n功能:GnRH可以促进垂体分泌LH和FSH,而且 GnRH对LH分泌的促进作用比对FSH分泌的促进作用更迅速。n(二)促性腺激素释放
10、激素(二)促性腺激素释放激素(GnRH)O2=(CH2)3图图2-3 2-3 哺乳动物哺乳动物GnRHGnRH的分子结构的分子结构 n应用:GnRH对雄性动物有促进精子发生和增强性欲的作用,对雌性动物有诱导发情、排卵,提高配种受胎率的功能。临床上常用于治疗雄性动物性欲减弱、精液品质下降,雌性动物卵泡囊肿和排卵异常等症nGnRH类似物:(LRH-A1)用于治疗牛卵巢静止和卵泡囊肿等症。促排1、2、3号1、促性腺释放激素2.催产素(Oxytocin,OXT)1、来源与特性、来源与特性 催产素是在下丘脑视上核和室旁核内合成的9个氨基酸组成的多肽、激素,并由垂体后叶贮存和释放。2、生理功能、生理功能能
11、强烈地刺激子宫平滑肌收缩,促进分娩完成。能使输卵管收缩频率增加,有利于两性配子运行。是排乳反射的重要环节,能引起排乳。3、应用、应用 催产素在临床上常用于促进分娩机能,治疗胎衣不下和产后子宫血,以及促进子宫排出其他内容物。在人工授精的精液中加入催产素,可加速精子运行,提高受胎率。催产素的分泌调节神经通路神经通路下丘脑视上核与室旁核下丘脑视上核与室旁核垂体后叶垂体后叶催产素释放催产素释放动脉动脉乳汁乳汁平滑肌细胞平滑肌细胞收缩收缩乳腺泡乳腺泡乳头刺激乳头刺激子宫压迫、牵引子宫压迫、牵引子宫平滑肌收缩子宫平滑肌收缩(姿态、气味、叫声)(姿态、气味、叫声)二、垂体促性腺激素n(一)概念:垂体促性腺激
12、素是指在丘脑释放激素的作用下,由脑下垂体所分泌的、促使性细胞成熟、释放,和刺激性腺产生类固醇激素的一类激素。主要有促卵泡素、促黄体素、促乳素。(二)(二)垂体的结构及其激素来源垂体的结构及其激素来源结构:垂体是一个很小的腺体(成年牛的垂体,也不过一克多重),位于脑下蝶骨凹部(蝶鞍),分前后两叶及位于前后两叶之间的中叶,由柄部和下丘脑相连接。垂体前叶主要为腺体组织,包括远侧部和结节部;垂体后叶主要为神经部。垂体远侧部为构成前叶的主要部分,垂体促性腺激素在此分泌。激素来源 垂体受下丘脑分泌的释放激素以及性腺的反馈,可以释放多种激素,其中垂体前叶分泌的促卵泡素、促黄体素和促乳素与生殖的关系最为密切,
13、它们直接作用于性腺,但在正常生理状态下很少单独存在,多为协同作用垂体前叶腺细胞类型的关系及其分泌激素图解垂体前叶腺细胞垂体前叶腺细胞亲色细胞亲色细胞嫌色细胞嫌色细胞嗜酸性细胞嗜酸性细胞嗜橙色细胞嗜橙色细胞嗜碱性细胞嗜碱性细胞嗜卡红细胞嗜卡红细胞促肾上腺皮促肾上腺皮质素细胞质素细胞促甲状腺促甲状腺激素细胞激素细胞促性腺激促性腺激素细胞素细胞促生长激素促生长激素STH促乳素促乳素LTH促肾上腺皮质素促肾上腺皮质素ACTH促甲状腺素促甲状腺素TSH促卵泡素促卵泡素FSH促黄体素促黄体素LH促性腺激素作用的机理促性腺激素作用的机理 图图2-8 腺苷酸环化酶依赖性膜结合激素受体系统腺苷酸环化酶依赖性膜结
14、合激素受体系统 1、促卵泡素:1、来源与特性:、来源与特性:(1)来源:来源:促卵泡素又称卵泡刺激素或促卵泡成熟素,简称FSH。在下丘脑促性腺激素释放激素的作用下,由垂体前叶促性腺激素腺体细胞产生。(2)特性:特性:促卵泡素是一种糖蛋白激素,分子量大,猪约为29 000u,绵羊为25 00030 000u,溶于水。其分子由亚基和亚基组成,并且只有在两者结合的情况下,才有活性。由于促卵泡素的提纯比较困难,且纯品很不稳定。因此,目前尚无提纯品。1、促卵泡素:2、生理功能、生理功能(1)对母畜可刺激卵泡的生长发育。促卵泡素能提高卵泡壁细胞的摄氧量,增加蛋白质的合成;促进卵泡内膜细胞分化,促进颗粒细胞
15、增生和卵泡液的分泌。一般来说,促卵泡素主要影响生长卵泡的数量。在促黄体素的协同下,促使卵泡内膜细胞分泌雌激素;激发卵泡的最后成熟;诱发排卵并使颗粒细胞变成黄体细胞。(2)对公畜可促进生精上皮细胞发育和精子形成。促卵泡素能促进曲精细管的增大。促进生殖上皮细胞分裂,刺激精原细胞增殖,而且在睾酮的协同作用下促进精子形成。1、促卵泡素:3 3、应用、应用(1)提早动物的性成熟。对接近性成熟的雌性动物和孕激素配合应用,可提早发情配种。(2)诱发泌乳乏情的母畜发情。对产后4周的泌乳母猪及60d以后的母牛,应用FSH可提高发情率和卵率,缩短其产犊间隔。(3)超数排卵。为了获得大量的卵子和胚胎,应用FSH可使
16、卵泡大量发育和成熟排卵,牛羊应用FSH和LH,平均排卵数可达10枚左右。1、促卵泡素:(4)(治疗卵巢疾病。FSH对卵巢机能不全或静止,卵泡发育停滞或交替发育及多卵泡发育均有较好疗效。如母畜不发情、安静发情、卵巢发育不全、卵巢萎缩、卵巢硬化、持久黄体等(对幼稚型卵巢无反应),其用量为:牛、马为200450U(国产制剂,下同);猪50-100 U,肌注,每日或隔日一次,连用23次。若与LH合用,效果更好。(5)治疗公畜精液品质不良。当公畜精子密度不足或精子活率低时,应用FSH和LH可提高精液晶质。2、促黄体素(LH)n1、来源与特性、来源与特性 促黄体素又称黄体生成素,简称LH。是由垂体前叶促黄
17、体素细胞产生的。促黄体素也是一种糖蛋白激素,其分子量:牛、绵羊为30 000u,而猪为100000u。其分子有 亚基和亚基组成。促黄体素的提纯品化学性质比较稳定,在冻干时不易失活。2、促黄体素(LH)n2、生理功能、生理功能 对母畜,和FSH协同,促进卵巢血流加速,刺激卵泡最后成熟并分泌雌激素;在FSH作用的基础上LH突发性分泌能引起排卵和促进黄体的形成,并能促进牛、猪等动物的黄体释放孕酮。对公畜,可刺激睾丸间质细胞合成和分泌睾酮,这对睾丸、副性腺的发育和精于的最后成熟起决定性作用。2、促黄体素(LH)各种家畜垂体中FSH和LH的含量比例不同,与家畜生殖活动的特点有密切的关系。例如母牛垂体中F
18、SH最低,母马的最高,猪和绵羊介于两者之间。就两种激素的比例来说,牛、羊的FSH显 著低于LH,而马的恰恰相反,母猪的介于中间。这种差别关系到不 同家畜发情期的长短,排卵时间的早晚,发情表现的强弱以 及安静发情出现的多少等。各种母畜垂体前叶促卵泡素及促黄体素含量比例与发情排卵特点的关系2、促黄体素(LH)3 3、应用、应用 主要用于治疗排卵障碍、卵巢囊肿、早期胚胎死亡或早期习惯性流产、母畜发情期过短、久配不孕、公畜性欲不强、精液和精子量少等症。在临床上常以人绒毛膜促性腺激素代替,因其成本低,且效果较好。近年来,我国已有了垂体促性腺激素FSH和LH商品制剂,并在生产中使用,取得一定效果。一般用F
19、SH治疗多卵泡发育,卵泡发育停滞,持久黄体;2、促黄体素(LH)用LH治疗卵巢囊肿,排卵迟缓,黄体发育不全;用两种激素(FSH+LH)治疗卵巢静止或卵泡中途萎缩。这两种激素制剂还可用于诱发季节性繁殖的母畜在非繁殖季节发情和排卵。在 同期发情处理过程中,配合使用这两种激素,可增进群体母畜发情和排卵的同期率。3、促乳素(PRL)1、来源与性质、来源与性质 促乳素又称催乳素和促黄体分泌素,简称PRL。由垂体前叶嗜酸性细胞所产生。促乳素是一种蛋白质激素。不同家畜促乳素的分子结构、生材活性和免疫活性都十分相似。2、生理功能、生理功能 它的主要生理作用是:促进乳腺的机能。它与雌激素协同作用于乳腺导管系统,
20、与孕酮共同作用于腺泡系统,刺激乳腺的发育,与皮质类固醇激素一起激发和维持泌乳活动。促使黄体分泌孕酮。对公畜,具有维持睾丸分泌睾酮的作用,并与雌激素协同,刺激副性腺的发育。三、胎盘促性腺激素三、胎盘促性腺激素(一)概念:胎盘促性腺激素是指由人工从人的胎盘或孕马血清中提取出来的、与垂体促性腺激素作用相同的一类促性腺激素。主要有孕马血清促性腺激素和人绒毛膜促性腺激素两种。1来源来源:孕马血清促性腺激素主要存在于孕马的血清中,它是由马、驴或斑马子宫内膜的“杯状”组织所分泌的。一般妊娠后40d左右开始出现,60d时达到高峰,此后,可维持至第120d,然后逐渐下降,至第170d时几乎完全消失。血清中PMS
21、G的含量因品种不同而异,轻型马最高(每毫升血液中含100U),重型马最低(每毫升血液中含20U),兼用品种马居中(每毫升血液中含50U)。在同一品种中,也存在个体间的差异。此外,胎儿的基因型对其分泌量影响最大,如驴怀骡分泌量最高,马怀马次之,马怀骡再次之,驴怀驴最低。1.孕马血清促性腺激素孕马血清促性腺激素(PMSG)5010084590150(4590天采血)天采血)PMSG合成量随妊娠天数的变化合成量随妊娠天数的变化2、特性:、特性:PMSG是一种糖蛋白激素,含糖量很高,达4145。其分子量为53000u。PMSG的分子不稳定,高温、酸、碱等都能引起失活,分离提纯也比较困难。3、生理功能、
22、生理功能 (1)与FSH的功能很相似,有着明显的促卵泡发育的作用。(2)由于它可能含有类似LH的成分,因此它能促进排卵和黄体形成。(3)对公畜还可促使精细管发育和性细胞分化。n1.孕马血清促性腺激素孕马血清促性腺激素(PMSG)孕马血清促性腺激素孕马血清促性腺激素(PMSG)4、应用、应用 (1)催情:PMSG对于各种动物均有促进卵泡发育,引起正常发情的效果。(2)刺激超数排卵、增加排卵数:PMSG来源广,成本低,作用缓慢,半衰期较FSH长,故应用广泛。但因系糖蛋白激素,多次连续使用易产生抗体而降低超排效果。常与HCG使用。(3)促进排卵,治疗排卵迟滞:对卵巢发育不全、卵巢机能衰退、长期不发情
23、、持久黄体以及公畜性欲不强和生精机能减退等,疗效显著。2.人绒毛膜促性腺激素(HCG)1来源与特性来源与特性 (1)来源:来源:人绒毛膜促性腺激素由孕妇胎盘绒毛的合胞体层产生,约在受孕第8d开始分泌,妊娠第8-9周时升至最高,至第21-22周时降至最低。(2)特性:特性:HCG是一种糖蛋白激素,其分子有亚基和亚基组成,其化学结构与LH相似。2、生理功能、生理功能 HCG的功能与LH很相似,可促进母畜性腺发育,促进卵泡成熟、排卵和形成黄体;对公畜能刺激睾丸曲精细管精子的发生和间质细胞的发育。3应用应用 在生产上主要用于防治母畜排卵迟缓及卵泡囊肿,增强超数排卵和同期发情时的同期排卵效果。对公畜睾丸
24、发育不良和阳痿也有较显著的治疗效果。常用的剂量为猪 500-1 0001U,牛500-1500IU,马1000一2000IU。四、性腺激素n1概述:性腺激素由性腺卵巢和睾丸分泌,结构相似,功能接近,一般为类固醇激素。n主要功能是:促进第二性征发育和维持促进动物的性行为表现和发情表现 促进生殖器官的周期性变化1、雄性激素1来源来源 最主要的形式为睾酮,由睾丸间质细胞所分泌。肾上腺皮质部、卵巢、胎盘也能分泌少量雄激素,但其量甚微。公畜摘除睾丸后,不能获得足够的雄激素以维持雄性机能。睾酮一般不在体内存留,而很快被利用或分解,并通过尿液或胆汁、粪便排出体外。1、雄性激素2生理功能生理功能 (1)刺激精
25、子发生,延长附睾中精子的寿命。(2)促进雄性副性器官的发育和分泌机能,如前列腺、精囊腺、尿道球腺、输精管、阴茎和阴囊等。(3)促进雄性第二性征的表现,如骨骼粗大、肌肉发达、外表雄壮等。(4)促进公畜的性行为和性欲表现。(5)雄激素量过多时,通过负反馈作用,抑制垂体分泌过多的促性腺激素,保持体内激素的平衡状态。3应用 在临床上主要用于治疗公畜性欲不强和性机能减退。此外,母畜或去势公畜用雄激素处理后,可用作试情动物。常用制剂为丙醋睾酮其使用方法及一般使用剂量如下:皮下埋藏:牛0.510g;猪、羊。肌肉注射:牛0.10.3g;猪、羊0.1g。1、雄性激素2、雌激素 n来源与种类:雌激素主要来源于卵泡
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