家畜繁殖学 生殖激素课件.ppt

家畜繁殖学,Reproduction in Farm Animals 家畜繁殖学课程组,天马行空官方博客：http:/;QQ:1318241189,第二章 生殖激素,Chapter 2 Reproductive Hormone,本章内容,第一节 概述 Section 1 Introduction 第二节 神经激素 Section 2 Neuro-endocrine hormone第三节 促性腺激素 Section 3 Gonadotrophin第四节 性腺激素 Section 4 Gonadal hormones第五节 前列腺素和外激素 Section 5 Prostaglandin and pheromone,一、生殖激素的定义 激素：激素是由动物机体产生，经体液循环或空气传播等作用于靶器官或靶细胞，具有调节机体生理机能的一系列微量生物活性物质。生殖激素：激素中与动物性器官、性细胞、性行为等的发生和发育、排卵、妊娠、分娩和密乳等生殖活动有直接关系的激。,1 概 述,天马行空官方博客：http:/;QQ:1318241189,（一）根据来源及分泌器官，可分为五大类 1、脑部激素：由脑部神经细胞核团分泌，主要调节脑内和脑外的生殖激素的分泌活动。2、性腺激素：由睾丸或卵巢分泌，参与生殖激素分泌的调节。3、胎盘激素：由雌性动物胎盘产生，对于妊娠维持和分娩启动等有直接或间接作用 4、其它组织器官分泌的激素：生殖系统外的所有组织器官均可分泌。5、外激素：由外分泌腺体（有管腺）所分泌，主要借助空气和水传播而作于靶器官，影响动物的性行为和性机能。,二、生殖激素的种类及分泌器官,天马行空官方博客：http:/;QQ:1318241189,（二）根据其化学性质分为三类 1、蛋白质、多肽类 2、类固醇类 3、脂肪酸类,三、生殖激素的作用特点与作用机理（一）生殖激素的转运 1、表分泌 2、旁分泌 3、神经内分泌 4、外分泌,（二）激素的作用特点,1、生殖激素必须与其受体结合后才产生生物学效应2、生殖激素在生物机体中由于受分解酶的作用，其活性丧失很快3、微量的生殖激素便可产生巨大的生物学效应4、生殖激素的生物学效应与动物所处生理时期及激素的用量和使用方法有关5、生殖激素间具有协同或颉颃作用6、分子结构类似的生殖激素，一般具有类似的生物学活性,（三）激素作用的机理 蛋白质激素的作用机理（见图）类固醇激素的作用机理（见图）,2 神经激素,中枢神经系统内有些细胞合成和分泌的一些肽类物质，并通过血液循环到达靶器官发挥作用。这些细胞成为神经内分泌细胞，所分泌的神经肽称为神经激素。一、下丘脑激素（一）合成部位 下丘脑内侧区的神经核团分为前区、结节区和后区（见图）。（二）下丘脑与垂体关系（见图）,下丘脑神经核和垂体示意图,下丘脑与垂体关系示意图,（三）下丘脑激素的种类 下丘脑的神经内分泌细胞分为大型神经内分泌细胞（位于视上核和室旁核）和小型内分泌细胞（位于下丘脑结节组，至少分泌9种肽类激素）。（四）下丘脑分泌的激素,1、促性腺激素释放激素 GnRH,（1）合成和分布 主要由下丘脑的特异性神经核合成。此外，松果腺、视网膜、性腺、胎盘、肝脏消化道及颌下腺等器官组织中存在GnRH或GnRH样肽。（2）化学结构 属于蛋白质激素，10个氨基酸残基，氨基酸残基组成如下：羊：HOOC谷组色丝酪甘亮精脯甘NH2 猪：HOOC谷组色丝酪甘亮精脯甘NH2 鸡：HOOC谷组色丝酪甘亮谷酰脯甘NH2 鲑鱼：HOOC谷组色丝酪甘色亮脯甘NH2,（3）生理作用及临床应用,作用刺激垂体前叶释放促黄体素和促卵泡素，主要以促黄体素为主。异相作用垂体外作用应用诱导母畜发情排卵用于鱼类的催情和促排卵。提高受胎率治疗母畜不孕症,（4）GnRH的分泌调节 GnRH分泌细胞的活动的调节可分为两类：神经调节和体液（激素）调节。神经调节：内外环境的变化反映到高级神经中枢，其神经末梢与GnRH神经元的胞体或树突接触，通过释放神经递质，调节GnRH的分泌。松果腺褪黑素影响GnRH分泌。激素调节：通过三种反馈机制来调节。长反馈：性腺激素调节下丘脑的分泌活动。短反馈：垂体激素调节下丘脑的分泌活动。超短反馈：血液中GnRH浓度对下丘脑的分泌活 动也有自身引发效应。,2、催产素（oxytocin）,（1）合成部位：下丘脑视上核和室旁核合成加压素和催产素。经视上垂体束，其神经末梢终止于垂体后叶。此外，下丘脑以外脑区、脑脊液、脊髓、卵巢和子宫也产生催产素。（2）化学结构：为9肽激素，如果以两个半胱氨酸组成一个胱氨酸，可以认为8肽。半衰期：2分钟（3）生理作用：促使输卵管收缩：交配的刺激可使催产素释放，有利于精子、卵子的运行，提高受胎率；,引起子宫收缩：参与分娩发动使胎儿、胎衣排出；促使产后子宫恢复、恶露排出。参与排乳：加强乳腺腺泡肌上皮的收缩，使乳汁从腺泡中排出；松弛大的乳导管和乳池，使乳汁蓄积；对PRL的分泌有促进作用。小剂量催产素有促黄体的作用，大剂量则有溶黄体的作用；,（4）分泌调节：,它由丘脑下部神经细胞合成，贮存于垂体后叶，由于内外有关因素的刺激而释放：异性刺激发情母畜：爬跨、交配、射精 吮挤乳头、按摩乳房、触摸阴门，以及与挤奶有关的活动；分娩时子宫颈受到压迫和牵引，兴奋该部感受器；雌激素能使催产素受体的亲和力增强、数量增多，而孕酮则能降低子宫对催产素的敏感性。,3、褪黑素(melatonin，MLT),（1）合成部位：1958年由利勒尔首次从牛松果腺中分离出来，其结构为：5-甲氧基-N-乙酰色胺。属吲哚类。（2）生理作用：使青蛙和蝌蚪等动物皮肤褪色；哺乳动物：抗性腺和抗甲状腺作用。对毛纤维生长的作用。毛绒的生长与褪黑激素的分泌,（3）分泌调节：黑暗刺激合成，光照抑制释放。因此，随光照条件昼夜波动，黑暗高、白天低。（4）靶细胞：垂体促性腺细胞。（5）作用机理：对抗性腺的作用就是通过抑制垂体促性腺细胞对促性腺激素释放的应答来实现。（6）临床意义：调节繁殖季节：这与日照的长度有关-表现松果体对性腺功能的季节性抑制作用。人类可以通过控制光照，来调节动物的性活动周期，引发母畜发情。治疗神经系统疾病：MLT可加强中枢抑制过程，来治疗神经兴奋性疾病。,一、促卵泡素（FSH）（一)合成部位：垂体前叶嗜碱性细胞合成分泌。（二）化学性质：糖蛋白，血浆中半衰期为6小时,3 垂体促性腺激素,（三）主要生理作用：,对母畜，当卵泡生长出现一个空腔时，能刺激它继续发育至接近成熟，并刺激其分泌雌激素；当血液中FSH和LH达到一定浓度，且成一定比例时引起排卵；对公畜：刺激细精管上皮和次级精母细胞发育，并在促间质细胞素的协同下，使精子发育完成。,（四）分泌调节,上级激素的调节：丘脑下部激素GnRH的调节。受性腺激素的反馈调节：雄激素、雌激素和孕激素的反馈调节。,二、促黄体素 LH,（一）合成部位：垂体嗜碱性细胞分泌。（二）化学结构：糖蛋白，半衰期为约70分钟,（三）生理作用,对母畜：协同FSH促使卵泡发育并最后成熟；在FSH和LH达到一定比例时，导致排卵，对排卵起主要作用；排卵之后，LH使颗粒细胞成黄体细胞，并产生孕酮；对公畜：刺激睾丸间质细胞，使其产生并释放雄激素；与FSH及雄激素协同作用下，使精子生成充分完成。,（四）分泌调节,受上级激素的调节：丘脑下部激素GnRH的调节。受性腺激素的反馈调节：在排卵前，成熟卵泡分泌大量雌激素，它能使LH大量分泌，从而导致排卵；当雌激素和孕激素一起作用时，则能抑制FSH和LH的分泌；在公畜，睾酮对促间质细胞素的分泌有负反馈调节作用。,三、促乳素 LTH,（一)合成部位：垂体嗜酸性细胞分泌。此外，中枢神经系统、胎盘、羊膜、蜕膜、子宫、乳腺、免疫系统也能合成促乳素。（二）化学结构：由200个左右氨基酸组成的糖蛋白质。其半衰期为15-30分钟。,（三）生理作用：,刺激和维持黄体分泌孕酮是刺激阴道分泌粘液的主要激素，并能使子宫颈松弛，以排出子宫的分泌物；刺激乳腺发育，促进乳腺乳汁的分泌释放；能增强母性；在雄性，维持睾酮分泌，并协同雄激素刺激副性腺的分泌。由于能使黄体功能加强，抑制FSH的分泌。,（四）分泌调节：,促乳素的分泌受内和外界环境的影响。最主要的生理刺激是 乳、应激和卵巢类固醇主要是雌激素水平上升。促乳素释放因子：能促进PRL的释放；促乳素释放抑制因子：抑制PRL的释放；其它物质的调节作用：多巴胺：抑制PRL的释放；去甲肾上腺素、利血平、甲基多巴：能促进PRL的释放。,4 胎盘促性腺激素,一、人绒毛膜促性腺激素 hCG（一）合成部位：人类胎盘绒毛膜滋养层细胞合成和分泌，大量存在于孕妇尿液血液中，血液中也有。早在受孕后8d的孕妇尿液中即可检测到hCG，妊娠60d左右尿液中达到高峰，妊娠150d前后降至低浓度。其它灵长类胎盘也产生类似于hCG的促性腺激素。（二）化学结构：糖蛋白，半衰期为12-36小时。,（三）生理作用,既有LH样作用，又有FSH样作用，但以LH样作用为主。对雌性动物的作用：能促进卵泡发育、成熟、破裂、排卵和黄体的形成，特别对排卵、黄体的形成和孕酮的分泌起主要作用；能短时间刺激卵巢分泌雌激素，而引起发情；对雄性动物：促进睾丸发育，并合成与分泌雄激素；,二、孕马血清促性腺激素 PMSG,（一）合成部位：经典说法是妊娠母马子宫内膜杯组织产生；也有人证明PMSG是由尿膜绒毛膜细胞产生的。主要存在于血清中，从妊娠38d-40d即可测出，60d-120d间浓度最高，此后逐渐下降，到70d检测不出。（二）化学结构：糖蛋白，半衰期为可达几天,（三)生理作用：既有FSH样作用，又有LH样作用，但以FSH样作用为主。对孕马本身：无刺激卵泡发育的作用，且具有促进黄体功能的作用；对其它动物：刺激卵泡生长发育，常用于诱导发情和超数排卵；对雄性动物，能促进精细管发育及精子形成。,5 性腺激素,一、雌激素（estrogens）（一）合成部位：卵巢、胎盘、肾上腺、睾丸等分泌雌激素。（二）化学结构：由18个碳原子所组成的类固醇物质；其体内的代表产物为雌二醇。半衰期很短，仅5-20分钟。（三）生理作用：刺激并维持雌性生殖道的发育；,（三）生理作用：刺激并维持雌性生殖道的发育；刺激性中枢，使母畜发生性欲和性兴奋 猪胚泡产生雌激素作为妊娠信号，有利于妊娠的建立；负反馈调节作用，调节FSH和LH的分泌；少量雌激素促进雄性性行为，大量时抑制；,对骨代谢的影响：肠、肾、骨等组织有雌激素受体。雌激素作用于这些组织，促进钙的吸收，减少钙的排泄，抑制骨吸收，强化骨形成，抑制长骨增长；雌激素与促乳素协同作用于乳腺导管系统；怀孕末期雌激素含量升高，且与孕酮达到一定比例时，可合使催产素对子宫肌层发生作用，为开始分娩创造必需条件。,二、孕激素,（一）合成部位：主要来源于卵巢的黄体细胞，此外，卵泡的颗粒细胞、胎盘等也分泌。（二)化学结构：由21个碳原子所组成的类固醇物质；孕酮是活性最高的孕激素。孕激素是雌激素和雄激素的共同前体。（三）生理作用：对生殖道的作用：孕酮能促进生殖道发育，生殖道受到雌激素的刺激开始发育，但只有经过孕酮的作用才能发育更完全；,对发情的作用：少量时协同雌激素，使发情外部表现明显化，并接受交配；大量时能抑制发情。对妊娠的作用：保胎为妊娠作准备为子宫胚胎附植作准备识别妊娠抑制子宫前列腺素的释放维持妊娠保持子宫安静对乳腺的作用：与雌激素协同，刺激乳腺发育。孕酮主要刺激乳腺腺泡系统的发育。,三、雄激素（Testosterone）,（一）合成部位：睾丸、卵巢和肾上腺内合成分泌。(二)化学结构：由19个碳原子所组成的类固醇物质；其体内的代表产物为睾酮。卵巢的雄激素主要以雄烯二酮为主。,（三）生理作用：刺激并维持公畜的性行为；维持精子的生成：在FSH和ICSH的共同作用之下，刺激精细管上皮，从而生成精子；刺激和维持附睾的发育，并维持精子在附睾中的存活时间；刺激并维持副性腺及生殖器官的生长及其功能；维持公畜第二性征；对丘脑下部和垂体前叶具有反馈作用。,四、松弛素（relaxin）,（一）合成部位：主要由妊娠黄体产生，此外，卵泡内膜、子宫内膜（蜕膜）、胎盘、乳腺、前列腺都可产生。（二）化学结构：50多个氨基酸组成的一种多肽物质。（三）生理作用：抑制子宫平滑肌收缩，与催产素的交替作用，使子宫在分娩时发生节奏性阵缩；作用于靶器官的结缔组织，使耻骨联合和其它骨盆关节松弛，而使盆腔扩张，使子宫颈扩张、变软；促使子宫水分含量增加；刺激妊娠后期乳腺发育。,五、抑制素（inhibin）(一)合成部位：性腺是抑制素的主要来源。卵泡液中的抑制素主要由卵泡颗粒细胞产生，睾丸内的抑制素主要由足细胞产生，间质细胞也可少量产生。（二）化学性质：一种糖蛋白激素。（三)生理作用：抑制对基础的和GnRH刺激的FSH分泌都有抑制作用。一是直接作用于腺垂体，对抗下丘脑释放的GnRH对垂体的作用；一是直接作用于下丘脑抑制GnRH的合成和释放。抑制FSH分泌而间接影响配子的发生外，在睾丸或卵泡中还通过自分密或旁分泌作用，直接影响配子的发生。在啮齿类动物中证明，抑制素可抑制胚胎附植。,6 前列腺素 PGs,前列腺素不是一种单一的物质，而是一类有生物活性的长链不饱和羟基脂肪酸。目前已知的天然前列腺素分为三类九型。与生殖关系密切的主要为F和E型。（一）合成部位：体内多种组织产生，如子宫内膜等（二）化学结构：基本骨架为含有20个碳原子的不饱和脂肪酸，称为前列酸。结构内具有一个环戊烷和二个脂肪酸侧链。体内的代表物质有：PGF2a、PGE等。,（三）生理作用,溶解黄体。影响排卵PGF2a能促进排卵；PGE能抑制排卵。影响输卵管收缩有利于卵子、精子运行，受精卵着床。刺激子宫平滑肌收缩PGF2a可增强怀孕子宫对催产素的敏感性。对公畜的影响在LH的作用下，睾丸不但分泌雄激素，而且也分泌PG，精液中PG含量的下降能导致雄性生育力下降；精液中的PG量与精子数成正比。,（四）应用诱发流产和分娩在奶牛上，选择性流产或诱发分娩；猪用于统一分娩，有利于分娩控制。同期发情和人工控制配种在奶牛上，同期发情和人工配种的方案是间隔11d或12d两次注射PG,第二次注射后的一定时间范围内配种或输精。治疗生殖机能紊乱对子宫病理变化导致的持久黄体及伴随子宫积浓，用PG治疗效果好。排除木乃伊干胎。治疗乏情。,7 外激素（pheromone）,外激素是动物体向外界释放有特殊气味的化学物质，同一类动物通过嗅觉和味觉接受其刺激，可引起行为或生理上的反应。外激素可以是单一的化学物质，也可以是几种化学物质的混合物。可以由专门的腺体所分泌，也可以是一种排泄物。外激素用于母猪催情、试情、增加产子数；养羊业中“公羊效应”；在母性行为和母子联系的建立中也有作用。,8 激素的测定,（一）生物测定法 1、测定激素：以PMSG为例 2、原理：PMSG促进卵泡发育，分泌雌激素，而雌激素促进子宫发育。3、测定方法（1）选30只未性成熟小白鼠（月20日龄），随机分为6组，每组5只。（2）准确称取1 g PMSG，生理盐水稀释至10 ml，然后作100X、1000X、10000X、100000X稀释。（3）每组每只小鼠腹腔注射相应稀释倍数的PMSG 1ml，其中一组小鼠每只注射1ml生理盐水作为对照组。（4）饲养3日后判定结果。,4、结果判定（1）解剖小白鼠，观察小鼠子宫发育情况。（2）如果某组小鼠有3只以上子宫发育明显超过对照组，而稀释倍数更大足有2只以下小鼠子宫发育超过对照组则判定该PMSG的效价为本组的稀释倍数的小鼠单位。（3）假定注射1000X组的小鼠有3只以上子宫发育超过对照组，而注射10000X组的小鼠有2只以下子宫发育超过对照组，则本PMSG样本的效价为1000mU。,（二）酶联免疫试验（ELISA),1、测定激素：孕激素 2、测定原理：抗原抗体竞争性结合，酶促颜色变化反应 3、测定方法（1）试剂：标准孕激素；孕激素抗体；孕激素酶复合物；被测样品；底物（2）用孕激素抗体包被反应皿（3）加孕激素酶复合物和被测样本。,（4）加底物（5）结果判定：与对照组比较，颜色越深被测激素越少。4、改良 ELISA改良的目的在于提高 灵敏度，改良法面包括多重抗体 等。,