神经递质对生殖的调控

石河子大学动物科技学院2014-2015学年第二学期课程名称：动物生殖生理学任课教师：赛务加甫专业：动物遗传育种与繁殖年级：2014级学号：2014108003姓名：李超程2015年8月20日研究生课程论文神经递质对生殖的调控摘要：突触传递是神经系统信息交流最重要的方式，主要依赖囊泡介导的神经递质释放完成。神经递质释放具有快速、精确、可重复三大特点。突触囊泡可以在不足1ms时间内完成释放，这种快速同步化释放一般认为是通过囊泡-质膜融合前的囊泡在质膜上的停靠和启动来实现的。下丘脑-垂体-性腺轴系内各种激素的相互作用是动物繁殖周期的主要调节者。其中，下丘脑的作用极为重要，它能将中枢神经系统内的信号转变为内分泌信号，并接受性腺激素的反馈调节。此外，在性腺或其他生殖器官上均有外周神经分布，这些神经末梢也通过递质影响生殖器官的功能。神经递质的作用是复杂的，有的神经细胞内，两种或两种以上神经递质共存，有的神经递质又可作为神经激素或神经调质起作用。本文介绍几种调节繁殖机能的主要的神经递质。关键词：神经递质；突触；生殖调控；一、胺类神经递质（一）儿茶酚胺去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺统称为儿茶酚胺（catacholamine）（单胺类）神经递质。它们对GnRH分泌具有重要的调节作用。1.去甲肾上腺素（norepinephrine）来自中枢神经系统的去甲肾上腺素能神经纤维不仅在下丘脑弓状核和正中隆起区域与GnRH轴突末梢发生密切的联系，而且与下丘脑的肽能神经元（如β-内啡肽神经元）形成突触联系，这些肽能神经元是调节GnRH分泌的中间神经元。因此，去甲肾上腺素通过2条途径影响GnRH分泌：通过直接突触联系控制GnRH神经元的活动，或者改变中间神经元的活动而间接影响GnRH分泌。实验证明，去甲肾上腺素对下丘脑GnRH分泌具有刺激作用，而这种调节作用与体内性腺类固醇激素水平有关。性激素水平正常时，去甲肾上腺素促进GnRH分泌，排卵前GnRH和LH峰与去甲肾上腺素有密切关系。而性激素水平低下时，则起抑制作用。兴奋作用是通过α受体实现，抑制作用是通过β受体实现。此外，外周神经末梢释放的去甲肾上腺素对性腺功能也有调节作用。例如，卵泡发育和自发性排卵需要儿茶酚胺，卵巢发育期间获得儿茶酚胺受体是儿茶酚胺、类固醇激素和促性腺激素相互作用的结果。2.肾上腺素（epinephrine，adrenaline，adrenine）肾上腺素能纤维分布在下丘脑内侧前区、弓状核、室管膜和正中隆起。在间情期和发情前期，肾上腺素是唯一刺激LH释放的单胺类递质。有人推测，去甲上腺素和肾上腺素在调节GnRH分泌中有不同的作用，即去甲肾上腺素可能与正中隆起神经末梢GnRH积累有关，而肾上腺素只与正中隆起末梢GnRH释放到垂体门脉血管有关。肾上腺素的作用也受体内性激素水平调节。3.多巴胺（dopamine）多巴胺纤维投射到下丘脑前区、视前区、隔核和室旁核。多巴胺可能通过突触联系直接影响GnRH神经元活动，并在正中隆起影响GnRH释放；这种影响也与性腺激素浓度有关。有的试验表明，多巴胺抑制GnRH释放；另一些人认为多巴胺刺激GnRH释放。这与剂量有关，小剂量时引起释放。大剂量时抑制释放。此外，与受体类型（α或β）也有关系。多巴胺还能起促乳素释放抑制因子的作用。脑内多巴胺可引起性行为。（二）5-羟色胺（5-HT）5-HT（5-hydroxytryptamine）神经纤维在下丘脑的分布以视交叉上核、弓状核及乳头体前核较丰富，在正中隆起也有。5-HT对下丘脑-垂体多种激素的分泌具有调节作用。5-HT可增加下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）及垂体前叶ACTH、PRL及垂体后叶加压素和催产素的分泌。多数实验表明，5-HT对GnRH和LH的释放有抑制作用。但也有人报道5-HT对排卵前LH释放是必要的。在卵巢水平，5-HT可抑制卵泡肾上腺素能神经递质的释放。5-HT可促进绵羊黄体细胞孕酮的生成。（三）组胺组胺（histamine）神经元在下丘脑的分布以正中隆起为最多。中枢和全身灌注组胺能刺激PRL、ACTH、α-促黑激素的释放。这种作用可能由儿茶酚胺、β-内啡肽所介导。组胺促PRL释放的作用可能通过增加5-HT和精氨酸加压素（AVP）等而间接实现。中枢灌注组胺，可促进去卵巢、雌激素和孕激素预处理的大鼠以及发情前期的大鼠LH释放，但不影响FSH分泌。组胺还间接抑制GH的分泌。组胺在垂体后叶激素的释放中也有调节作用。在性腺水平，组胺参与卵泡的收缩。二、胆碱类神经递质乙酰胆碱（acetylcholine）是最古老的神经递质之一，不论在中枢系统还是在外周神经，均有胆碱能纤维。中枢胆碱能纤维与下丘脑弓状核多巴胺神经元形成突触，通过乙酰胆碱刺激多巴胺神经元兴奋，释放多巴胺，刺激GnRH释放继而导致LH释放。乙酰胆碱还通过激活多巴胺系统而抑制PRL分泌。胆碱能系统还参与调节卵巢功能。三、氨基酸类神经递质研究最多的是γ-氨基丁酸（GABA）对繁殖机能的影响。它是一种广泛分布于脑内的抑制性神经递质。在中枢系统中，GABA抑制ACTH分泌。GABA对PRL的分泌有双重效应，小剂量时抑制，可能是直接作用于垂体；大剂量时促进PRL分泌，可能通过抑制多巴胺系统而间接实现。第三脑室灌注GABA，可引起下丘脑GnRH释放增加，继而导致LH释放增加。但GABA对垂体无直接作用。GABA对GnRH的促进作用是在雌激素和去甲肾上腺素的中介下完成的。此外，CRH可抑制GnRH释放，GABA则抑制CRH释放，因而间接促进GnRH释放。然而，有人根据在妇女的研究推测，在黄体期中期，GABA可能参与卵巢激素对下丘脑的负反馈抑制作用，从而降低GnRH和LH的释放。四、肽类神经递质（一）类阿片肽类阿片肽（opioidpeptides，OPs）或称阿片样肽（opiate-likepeptides，OLPs）是一类作用与阿片类物质相似的神经递质。1975年首次从猪的脑组织中分离出2种具有阿片样活性的多肽——甲硫氨酸-脑啡肽和亮氨酸-脑啡肽以来，已先后发现20多种这类物质。它们共分为内啡肽、脑啡肽和强啡肽三大家族。它们不仅广泛存在于脑组织中，而且也存在于许多外周组织，如生殖系统的睾丸间质、卵巢的颗粒细胞、黄体细胞和间质细胞、胎盘，以及肾上腺髓质、肾脏、肺脏、消化道等等。在中枢神经系统，β-内啡肽神经元主要集中在下丘脑弓状核及其周围区域，轴突较长，终止于正中隆起等部位。脑啡肽神经元分布较广，在端脑、边缘系统、下丘脑、脑干、脊髓均有分布，轴突很短。部分脑啡肽神经纤维延伸到正中隆起外带中央区。强啡肽神经元轴突集中在正中隆起内带，其纤维穿过正中隆起到达垂体后叶。在正中隆起偶尔也能观察到阿黑皮素原（POMC）衍生物ACTH的轴突。POMC是β-内啡肽、ACTH、促黑素细胞素的共同前体。这些解剖构造提示，类阿片肽可能与下丘脑正中隆起GnRH神经元末梢调节有关。早在20世纪50年代，就已发现吗啡有抑制垂体促性腺激素分泌的作用。近年来大量实验表明，类阿片肽通过抑制下丘脑GnRH脉冲发生器和正中隆起GnRH的释放来抑制垂体促性腺激素的释放。有的作者认为类阿片肽对GnRH分泌的抑制作用是直接的，但有的作者认为这种抑制作用是间接的，胺类神经递质可能在其中起了中间调节作用。类阿片肽能否在垂体水平上直接调节促性腺激素分泌尚需进一步研究。脑内类阿片肽神经元的活动受类固醇激素如雌激素、孕酮和睾酮的调节。这种调节不仅包括类阿片肽的合成、分泌，又包括类阿片肽受体的数量及其与类阿片肽的结合。例如，垂体门脉血液中β-内啡肽的水平随发情周期的不同阶段而变化，在黄体期最高，卵泡期最低。怀孕大鼠的下丘脑β-内啡肽的含量和阿片肽受体的密度最大，泌乳大鼠最低，去卵巢大鼠居中，去卵巢后经E2和P4处理的大鼠与怀孕大鼠相似。这说明性激素的周期性变化可通过对丘脑下部的GnRH和β-内啡肽的含量及其与受体的结合而影响垂体前叶功能。另一方面，类阿片肽参与性腺激素对下丘脑GnRH的负反馈机制。在性腺中也有类阿片肽存在，有些证据已经表明它们与卵泡发育和精子发生有关。（二）神经肽Y神经肽Y（neuropeptideY，NPY）是36个氨基酸组成的多肽类神经递质，1982年首先从猪脑分离出来。NPY属于胰多肽（PP）族的结构相关肽，其氨基酸序列与PP和YY肽（PYY，主要存在于胃肠道）具有很高同源性，并具有PP类共有的二级结构。NPY广泛存在于中枢和外周神经组织。下丘脑弓状核含有丰富的NPY细胞体。NPY可与去甲肾上腺素共存于同一神经元中。正中隆起部位NPY的释放与GnRH的脉冲释放密切相关。实验表明，NPY可加强雌激素引起的排卵前LH峰。NPY增加GnRH刺激的LH分泌，但在缺乏GnRH时，NPY对LH分泌无影响。还有实验证明，NPY对垂体有直接作用，NPY使GnRH刺激的发情前期的大鼠垂体LH和FSH分泌增加，但对发情后期大鼠垂体没有同样的效应。说明发情前期孕酮的作用对于垂体对NPY的反应很重要，换言之，NPY促进LH和FSH分泌的作用受此前内分泌环境尤其是P4的调节，发情后期似乎对NPY的作用有抑制性。在雄性动物，睾酮浓度对正中隆起NPY的释放有调节作用。NPY还参与卵巢功能的调节。分布于卵巢的交感神经末梢，与去甲肾上腺素共存。局部生成的NPY可调节卵巢血流，抑制黄体细胞和经促性腺激素刺激的颗粒细胞孕酮分泌。（三）P物质P物质（Psubstance，PS）是最早（1931年）发现的神经肽，为11肽。在脊髓、脑干、间脑及端脑水平均可见到含P物质的神经细胞体，含P物质的神经末梢分布更为广泛。最近研究表明，在垂体前叶也有含P物质的神经纤维存在，并与垂体腺细胞有突触接触，暗示垂体前叶的激素分泌除了受传统的体液途径调节之外，还可能受包括P物质纤维在内的直接神经调节。P物质作为递质或中枢调质，在繁殖机能调节中的作用近来受到重视并取得很大进展。P物质纤维在下丘脑与GnRH神经元形成突触联系，P物质可以促进GnRH释放，继而导致LH和FSH的释放增加。下丘脑-垂体轴内P物质的组织水平与性周期是协调的，并可受血液循环内雌激素水平影响。P物质含量随发情周期而变，尤其在发情后期变化显著。雌激素能使垂体P物质含量降低。P物质在垂体水平上对LH和FSH的作用却与下丘脑水平上不同；有实验报道，P物质抑制了离体培养的垂体前叶细胞经GnRH刺激的LH释放（但不抑制FSH），而另一研究报道P物质对垂体前叶在离体或在体时都无作用。看来，P物质对下丘脑和垂体的调节存在复杂的机制。P物质促进GH、PRL和促甲状腺素（TSH）释放，而抑制ACTH释放。P物质对PRL的调节可能在垂体前叶有直接效应，而GH、TSH和ACTH的调节除经中枢途径外是否对垂体前叶有直接作用，尚未确定。在垂体后叶，P物质与儿茶酚胺递质在神经细胞共存。P物质可促进后叶激素如精氨酸加压素（AVP）和催产素释放。P物质对性腺功能也有调节作用。例如P物质与NPY都能抑制猪黄体细胞和经促性腺激素处理的颗粒细胞分泌孕酮。在卵巢基质、卵泡膜存在P物质。卵巢受到过度刺激会增加血液中P物质浓度。（四）其他神经肽除上述神经递质外，还有许多神经肽以神经递质或神经调质或神经激素的角色对繁殖机能起调节作用。例如，降钙素基因相关肽（CGRP）、血管活性肠肽（VIP）、精氨酸加压素（AVP）、心钠素（ANP）、生长抑素（SOM）、促甲状腺素释放激素（TRH）、神经降压肽（NT）等。