畜牧兽医2动物繁殖学生殖激素

第一节概述一、内分泌学与动物繁殖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、繁殖机能的内分泌调节规律及其人工调控等。二、生殖激素的定义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细胞、具有调节机体生理机能的微量信息传递物质。生殖激素(reproductivehormone)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。三、调节繁殖机能的器官和组织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。性腺的活动受垂体、下丘脑以及更高级神经中枢的调节，从而构成大脑━下丘脑━垂体━性腺相互调节的复杂系统。此外，繁殖过程还涉及其他外周器官的活动。（一）大脑边缘系统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、丘脑前核及部分基底神经节。视前核视上核前区下丘脑腹中核弓状核下丘脑背中区乳头体垂体前叶室旁核下丘脑背区乳头体前核神经部中间部远侧部结节部视交叉上核视交叉正中隆起下丘脑内侧区主要神经核团♂♀CycliccentreToniccentre周期分泌区持续分泌区紧张分泌区前组：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）丘脑下部丘脑下部与垂体关系丘脑外神经核垂体上动脉短门脉垂体下动脉视上核室旁核第三脑室轴突垂体后叶垂体前叶丘脑下部垂体细胞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（四）性腺雄性动物的睾丸和雌性动物的卵巢是重要的内分泌、旁分泌和自分泌器官，其组织结构详见第一章。（五）其他器官和组织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、不同范围地参与动物繁殖机能的调节。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：（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；（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；（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。来自附性器官的前列腺素主要作用于子宫和卵巢2．根据其化学本质分为三类（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。（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；（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。种类名称简称来源主要作用化学特性神经激素促性腺素释放激素GnRH下丘脑促进垂体前叶释放促黄体素（LH）和促卵泡素（FSH）十肽松果腺激素松果腺抑制哺乳动物性成熟将外界周期性的光照刺激转换成内分泌信息小分子肽或氨基酸衍生物催产素OXT下丘脑合成，垂体后叶释放子宫收缩、排乳九肽垂体促性腺激素促卵泡素（卵泡刺激素或促卵泡成熟素）FSH垂体前叶促使卵泡发育成熟、促进精子发生糖蛋白促黄体素（黄体生成素或间质细胞生成素）LH(或ICSH)垂体前叶促使卵泡排卵，形成黄体；促进孕酮、雌激素及雄激素的分泌糖蛋白促乳素（催乳素或促黄体分泌素）PRL(或LTH)垂体前叶促进黄体分泌孕酮，刺激乳腺发育及泌乳，促进睾酮的分泌蛋白生殖激素种类、来源及主要生理功能三、生殖激素的种类性腺激素雌激素（雌二醇为主）卵巢、胎盘促进发情行为，反馈促进促性腺管道发育，增强子宫收缩力类固醇孕激素（孕酮为主）卵巢、黄体、胎盘与雌激素共同作用于发情行为,抑制子宫收缩，刺激子宫腺体发育、乳腺泡发育，对促性腺激素抑制作用类固醇雄激素（睾酮为主）睾丸间质细胞维持雄性副性器官、第二性征，刺激精子发生，性欲，好斗性类固醇松弛素卵巢、胎盘促使子宫颈、耻骨联合、骨盆韧带松弛，妊娠后期保持子宫松弛多肽抑制素卵巢、睾丸参与性别分化，抑制FSH、LH分泌等作用多肽胎盘促性腺激素绒毛膜促性腺激素（人）HCG灵长类胎盘绒毛膜与LH相似糖蛋白孕马血清促性腺激素PMSG马胎盘与FSH相似糖蛋白其他前列腺素PGs广泛分布，以精液最多多种作用，溶解黄体不饱和脂肪酸外激素不同个体间化学通讯物质生殖激素种类、来源及主要生理功能四、生殖激素的作用特点1.必须与其受体结合后才产生生物学效应2.活性丧失很快3.微量的生殖激素便可产生巨大的生物学效应4.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5.具有协同或颉颃作用6.生物学活性取决于分子结构7·功能无种间选择性，但有种间差异五、生殖激素分泌的调节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激素浓度调节：这种激素浓度的高低影响另一种激素分泌正反馈负反馈第二节生殖激素各论一、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2－1。释放激素的种类与功能名称来源成分生理功能促性腺释放激素（GnRH）下丘脑十肽1、促进垂体合成、释放LH和FSH，但以LH为主。2、刺激排卵3、促进精子生成4、抑制生殖系统功能，具有抗生育作用促乳素释放激素（PRF）下丘脑多肽促进垂体释放LTH促乳素抑制激素（PIF）下丘脑多肽抑制垂体释放LTH促甲状腺释放激素（TRH）下丘脑三肽促进垂体释放LTH和促甲状腺素一、神经激素1、促性腺释放激素简称GnRH，又名促黄体素释放激素（LH-RH或LRH）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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。（二）促性腺激素释放激素（GnRH）O2=(CH2)3图2-3哺乳动物GnRH的分子结构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GnRH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能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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下丘脑视上核与室旁核垂体后叶催产素释放动脉乳汁平滑肌细胞收缩乳腺泡乳头刺激（姿态、气味、叫声）二、垂体促性腺激素（一）概念：垂体促性腺激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）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，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亲色细胞嫌色细胞嗜酸性细胞嗜橙色细胞嗜碱性细胞嗜卡红细胞促肾上腺皮质素细胞促甲状腺激素细胞促性腺激素细胞促生长激素STH促乳素LTH促肾上腺皮质素ACTH促甲状腺素TSH促卵泡素FSH促黄体素LH促性腺激素作用的机理图2-8腺苷酸环化酶依赖性膜结合激素受体系统1、促卵泡素：1、来源与特性：（1）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：促卵泡素是一种糖蛋白激素，分子量大，猪约为29000u，绵羊为25000～30000u，溶于水。其分子由α亚基和β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（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、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200～450U(国产制剂，下同)；猪50-100U，肌注，每日或隔日一次·，连用2～3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）1、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30000u，’而猪为100000u。其分子有α亚基和β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）2、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FSH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牛羊猪马FSHLH发情持续期17h35h48h144h排卵时间发情停止后12