动物生殖生理学PPT.ppt

中国农业大学动物科技学院,动物生殖生理学,雌性动物性机能发育发情与发情周期卵子发生与卵泡发育排卵,目录,雌性动物性机能发育,一、概念二、初情期三、性成熟期四、体成熟期五、适配年龄六、繁殖机能停止期,一、概念,1.性机能发育定义广义：是指动物从出生前的性别分化和生殖器官形成到出生后的性发育、性成熟和性衰老的全过程。狭义：是指动物出生后的性发育、性成熟、性衰老有关的一系列生理过程，包括性行为及其调节。,雌性动物生殖生理,2.性机能发育过程初情期性成熟期体成熟期繁殖机能停止期,1.概念初情期：雌性动物从出生到第一次出现发情表现并排卵的时期，称为初情期。初情期年龄愈小，表明性发育愈早。,二、初情期,与下丘脑-垂体-卵巢轴的生长和分泌机能有关。（1）接近初情期时，垂体和卵巢对GnRH的敏感性增强，从而引起卵泡发育。同时释放到血液中的GnRH量增加。（2）雌激素对下丘脑-垂体的反馈调节，随着卵泡的增长和成熟，卵巢的重量增加，同时卵泡分泌雌激素到血液，刺激生殖道的生长和发育。,2.初情期的激素调节,（1）品种 个体小的品种一般较个体大的初情期早。肉牛的初情期较奶牛更晚。国内的地方品种(如太湖猪、湖羊等)较国外品种早。（2）气候（温度、湿度和光照等气候因素）南方地区气候湿热，光照时间长，各种动物的初情期较早,3.影响初情期的因素,（3）营养水平 高营养水平条件下饲养，初情期较早；相反，饲养水平较低的情况下，生长发育缓慢，初情期较晚。但是，营养水平过高，动物饲养过肥，虽然体重增长很快，初情期反而延迟。,动物繁殖学，杨利国主编，中国农业出版社，2003年,荷斯坦奶牛三种不同营养水平对于初情期的年龄和体重的影响,（4）出生季节 出生时气候适宜，饲草饲料丰富，生长速度较快，所以初情期较短。季节性发情动物尤其如此。（5）初情期与其终身寿命有关 寿命愈长的动物，初情期往往较晚;相反，寿命较短的动物，初情期往往较早。,第一次发情时，易出现安静发情现象。初情期的长短与动物繁殖力有关。初情期早，繁殖力较高;初情期较晚，终身繁殖的幼畜数较少。,雌性动物在初情期后，一旦生殖器官发育成熟、发情和排卵正常并具有正常的生殖能力，则称为性成熟。动物从出生至性成熟的年龄，称为性成熟期。动物种类、同种动物不同品种、饲养水平、出生季节、气候条件等因素都对性成熟期都有影响。,三、性成熟期,四、适配年龄,又称配种适龄，是指适宜配种的年龄。适配年龄的确定应根据个体生长发育情况和使用目的而定，一般比性成熟期晚一些，在开始配种时的体重应为其成年体重的70%左右，所以生产中一般在性成熟后一定时期才开始配种。,动物出生后达到成年体重的年龄，称为体成熟期。雄性动物在适配年龄后配种受胎，身体仍未完全发育成熟，只有在产下23胎以后，才能达到成年体重。,五、体成熟期,六、繁殖能力停止期,动物从出生至繁殖能力消失的时期，称为繁殖能力停止期或繁殖终止期。雌性动物在繁殖能力停止期后，即使是遗传性能非常好的品种，继续饲养也无意义，应及早淘汰，以减少经济损失。,各种雌性动物初情期、性成熟、适配年龄及繁殖机能停止期 初情期 性成熟 适配年龄 繁殖机能停止期牛 8-12m 8-14m 1.5-2.0y 13-15y水牛 10-15m 15-20m 2.5-3.0y 13-15y猪 3-6m 5-8m 8-12m 6-8y绵羊 4-5m 6-10m 1-1.5y 8-11y山羊 4-6m 6-10m 1-1.5y 8-11y马 12m 12-18m 2.5-3.0y 18-20y兔 4m 3-4m 6-7m 3-4y狗 6-8m 8-14m 12-18m,动物繁殖学，杨利国主编，中国农业出版社，2003年,第二节 发情与发情周期,发情发情周期影响发情和发情周期的因素,一、发情,1.概念发情：雌性动物生长发育到一定年龄后，在垂体促性腺激素的作用下，卵巢上卵泡发育并分泌雌激素，引起生殖器官和性行为的一系列的变化，并产生性欲，雌性动物所处的这种生理状态称为发情（estrus)。,卵巢上的卵泡发育、成熟和雌激素产生是发情的本质而外部生殖器官变化和性行为变化是发情的外部现象。卵巢变化：家畜发情开始前34d，卵泡开始生长，卵泡内膜增生，卵泡液分泌开始增多；,2.正常发情征状,行为变化：表现为鸣叫、举尾拱背、频频排尿、食欲减退、泌乳量减少等；生殖道变化：发情时随着卵泡分泌的雌激素量增多，生殖道血管增生并充血，阴部表现充血、水肿、松软，阴道粘膜充血、红肿，子宫颈松驰，子宫粘膜分泌能力增加，有粘液分泌。,排卵(ovulation):发情征象消失时卵泡已发育成熟，卵泡体积达到最大。在激素作用下，卵泡壁破裂，卵子从卵泡内排出，即排卵。,3.排卵,雌性动物生殖生理,Heat Cycle,1.发情周期概念 在生理或非妊娠条件下，雌性动物每间隔一定时期均会出现一次发情，通常将这次发情开始至下次发情开始、或这次发情结束至下次发情结束所间隔的时期，称为发情周期。,二、发情周期,2.发情周期类型,季节性发情周期即只有在发情季节才能发情排卵。季节性多次发情 在发情季节有多次发情表现，如马、驴和绵羊等;季节性单次发情在发情季节只有一个发情周期。无季节性发情周期 全年均可发情，发情、配种无季节之分。,根据机体在发情周期中所发生的一系列生理变化，一般多采用四期分法和二期分法来划分发情周期的阶段。二期分法:卵泡期和黄体期。四期分法:发情前期、发情期、发情后期、间情期。,3.发情周期的划分,3.1 二期分法是根据卵巢上组织学变化以及有无卵泡发育和黄体存在为依据，将发情周期分为卵泡期和黄体期。,卵泡期:是指黄体进一步退化，卵泡开始发育直到排卵为止。实际上包括发情前期和发情期两个阶段。黄体期:是指从卵泡破裂排卵后形成黄体，直到黄体萎缩退化为止。相当于发情后期和间情期两个阶段。,3.2 四期分法,发情前期 黄体退化萎缩；新的卵泡开始生长发育;阴道和阴门黏膜轻度充血、肿胀;子宫颈略为松弛，子宫腺体略有生长，腺体分泌活动逐渐增加，分泌少量稀薄黏液，阴道黏膜上皮细胞增生；但尚无性欲表现。,发情期 卵巢上的卵泡迅速发育；阴道及阴门黏膜充血肿胀明显，子宫黏膜显著增生，子宫颈充血，子宫颈口开张，子宫肌层蠕动加强，腺体分泌增多，有大量透明稀薄黏液排出；性欲达到高潮的时愿意接受雄性动物交配。,发情后期 卵泡破裂排卵后，黄体开始形成并分泌孕酮；动物由性欲激动逐渐转入安静状态；生殖道充血肿胀逐渐消退，子宫肌层蠕动逐渐减弱，腺体活动减少，黏液量少而稠;子宫颈管逐渐封闭，子宫内膜逐渐增厚;排卵后黄体开始形成的时期。,间情期 又称休情期或发情间期，是黄体活动时期。性欲已完全停止，精神状态恢复正常。间情期的前期,4.牛发情周期中的生殖激素变化,在发情周期的16-19d孕酮浓度突然下降,E浓度上升。发情开始后12h有LH高峰,导致排卵。,动物繁殖学，杨利国主编，中国农业出版社，2003年,雌性动物的发情周期，实质是卵泡期和黄体期的交替环，而卵泡的生长发育与排卵以及黄体的形成和退化是受神经激素的调节和外界环境因素的影响。外界环境的变化及雄性刺激反应,嗅觉、听觉、视觉、触觉,下丘脑GnRH,垂体FSH、LH,性腺Estrogen,发情,5.发情周期的调节,雌性动物生殖生理,动物繁殖学，杨利国主编，中国农业出版社，2003年,（1）遗传因素 动物种类、同种动物不同品种以及同一品种不同家系或不同个体的发情周期长短不一。（2）气候因素 纬度、光照、气温和湿度等环境气候条件均对雄性动物发情和发情周期有影响，尤其是光照和环境温度影响更大。（3）饲养管理水平 饲养水平过高或过低，均可影响发情。,三、影响发情和发情周期的因素,卵子发生卵泡发育卵泡闭锁与排卵,第三节 卵子发生与卵泡发育排卵,概念：雌性生殖细胞分化和成熟的过程。包括：卵原细胞的增殖卵母细胞的生长卵母细胞的成熟,一、卵子发生,卵子发生模式图,马,http:/click4biology.info/c4b/11/hum11.4.htm#2,卵原细胞由来：是由胚胎期性别分化后,雌性胎儿的原始生殖细胞分化而来。细胞特点：通过有丝分裂进行增殖。增殖期的长短：因动物而异,通常在出生前或出生后不久即停止。如牛、绵羊分别在胚胎期45-110天和35-90天；猪在胚胎期30天至出生后7天。,1.卵原细胞的增殖,卵母细胞经过最后一次有丝分裂后，即发育成为初级卵母细胞。初级卵母细胞特点：卵黄颗粒增多，卵母细胞的体积增大；出现透明带；卵泡细胞通过有丝分裂而增殖；初级卵母细胞形成后,到初情期到来之前,处于静止状态。,2.卵原细胞的生长,卵母细胞的成熟经过两次成熟分裂。第一次成熟分裂：在排卵前不久完成的，分裂末期，纺垂体旋转，排出有一半染色体及少量细胞质的极体，染色体数目减半。第二次成熟分裂：染色体是单倍体，排出的卵大多数处于分裂中期，直到精子进入透明带，被激活才能完成分裂。,3.卵原细胞的成熟,营养来源不同发生的连续性形成的数量不同排出时两者成熟度不同最终两者形态不同相对而言,卵母细胞在卵巢中的储备是有限的,而精子的产生是无限的,4.精子与卵子发生过程比较,卵泡发育过程卵泡的分类卵泡发育的变化特点各阶段卵泡的闭锁卵泡发生波,二、卵泡发育,雌性动物生殖生理,原始卵泡初级卵泡次级卵泡三级卵泡成熟卵泡,动物繁殖学，杨利国主编，中国农业出版社，2003年,1.卵泡发育过程,卵泡发育是指卵泡由原始卵泡发育成为成熟卵泡的生理过程。,2.卵泡的分类,有无卵泡腔：无腔卵泡（或腔前卵泡）和有腔卵泡。形态分类：原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡、三级卵泡和成熟卵泡。,初级卵母细胞,层扁平的卵泡细胞,（1）原始卵泡：排列在卵巢皮质外周，其核心为卵母细胞，周围为一层扁平状卵泡上皮细胞，无卵泡膜和卵泡腔。除少数原始卵泡发育成熟外，其他均在发育过程中退化。,形态分类,（2）初级卵泡 排列在卵巢皮质外围，由卵母细胞和周围的一层立方形卵泡细胞组成，卵泡膜尚末形成，也无卵泡腔。许多初级卵泡在发育过程中退化。,（3）次级卵泡：在生长发育过程中，初级卵泡移向卵巢皮质的中央，这时卵泡上皮细胞增殖并形成多层圆柱状细胞，(颗粒细胞)。,（4）三级卵泡 随着卵泡的发育，颗粒细胞层进一步增加，并出现分离，形成许多不规则的腔隙，充满由卵泡细胞分泌的卵泡液，各小腔隙逐渐合并形成新月形的卵泡腔。,（5）成熟卵泡：又称葛拉夫氏卵泡。三级卵泡继续生长，卵泡液增多，卵泡腔增大，卵泡扩展到整个卵巢的皮质部而突出于卵巢的表面。,成熟卵泡模式图,卵泡腔,卵泡膜外层,卵泡膜内层基膜颗粒层,次级卵母细胞 放射冠 透明带,卵丘,原始卵泡,次级卵泡,三级卵泡,卵母细胞变化,卵泡细胞变化,周围结缔组织变化,成熟卵泡,3.卵泡发育的变化特点,晚期生长卵泡：内膜细胞形成间质腺,4.各阶段卵泡的闭锁(atretic follicle),原始卵泡退化：卵母细胞核固缩，卵泡细胞变小，互相分离，最后均自溶消失,初级卵泡和早期次级卵泡：卵泡塌陷，透明带呈波浪状,卵泡发育是动态过程，即在任何时期检查动物的卵巢，均可发现处于两种或两种以上不同发育阶段的卵泡。这种反映从原始卵泡发育至初级、次级、三级以至成熟卵泡动态变化过程所组成的图形，即为卵泡发生波。但在每个发情周期，卵泡通过募集、选择和优势化三个阶段发育成熟。,5.卵泡发生波,雌性动物生殖生理,http:/click4biology.info/c4b/11/hum11.4.htm#2,原始卵泡库,启动卵泡生长,形成卵泡腔,促性腺激素反应性,促性腺激素依赖性,排卵卵泡,排卵,闭锁,闭锁,卵泡发育的连续变化,单排卵动物,多排卵动物,雌性动物生殖生理,1.卵泡闭锁包括颗粒细胞和卵母细胞的一系列形态学变化。主要特征:染色体浓缩，核膜起皱，颗粒细胞发生固缩，卵母细胞发生异常分裂或碎裂，透明带玻璃化并增厚，细胞质碎裂等变化。,四、卵泡闭锁和排卵,是细胞发生凋亡。细胞凋亡又称细胞程序性死亡，是一种主动的、先天性的和选择性的细胞死亡过程。出生前，卵巢中卵泡消失主要是卵母细胞凋亡；出生后，卵泡闭锁是从颗粒细胞的凋亡开始的，然后引起内膜细胞发生凋亡。凋亡主要受抑制基因和促进基因的调控。,1.1 卵泡闭锁调控机制,1.2 卵泡发育的调控：GTH不依赖期和依赖期。在这两个时期，颗粒细胞和内膜细胞的增殖类型可以明显区分开来。GTH不依赖期：在不依赖期，主要受生长因子的调节。GTH依赖期：FSH和LH起主要调节作用。此外，与GTH分泌和释放有关的GnRH、雌激素、孕激素、IBn、Fst、Atn等，也直接或间接参与卵泡发育的调节。,卵泡发育的调节序列：(1)原始卵泡-初级卵泡期间：生长因子(如IGF、EGF等)促进颗粒细胞的有丝分裂调节卵泡发育。(2)初级卵泡-次级卵泡期间：由于内膜的形成，卵泡发育主要受内膜细胞分泌的TGF的调节。TGF可以刺激颗粒细胞进一步分化和增殖。以上为GTH不依赖期。,(4)三级卵泡发育期：主要受GTH(即GTH依赖期)和TGF的调节。类固醇激素对下丘脑和垂体的分泌具有正反馈调节作用，使血液中GTH水平升高，进一步刺激卵泡发育并分泌雄激素和Ibn。(5)成熟卵泡发育早期：GnRH、FSH、LH以及雌激素等激素水平升高，在这些激素的协同作用下，卵泡细胞进一步发育成熟，并分泌刺激因子，促进卵母细胞的成熟。,(6)成熟卵泡发育末期：卵泡分泌的Ibn和黄体分泌的孕酮起主要调节作用。Ibn通过自分泌、旁分泌作用抑制劣势卵泡的发育和优势卵泡的过度发育，孕酮则通过对LH的负反馈调节作用而终止卵泡发育。,2.1 排卵类型自发排卵：卵泡发育成熟后自行破裂排卵并自动形成黄体。功能性黄体：在发情周期中黄体的功能可以维持一定时间，如家畜;非功能性黄体：除非交配刺激，否则所形成的黄体是没有功能的，即不具有分泌孕酮的功能。,2.排卵,雌性动物生殖生理,小鼠排出的成熟卵子,诱发排卵：又称为刺激性排卵，必须通过交配或其他途径使子宫颈受到机械性刺激后才能排卵，并形成功能性黄体。骆驼、兔、猫等属于诱发排卵动物。,2.2 排卵时间和排卵数 排卵时间：从排卵前LH峰至排卵的间隔时间，因动物种类而异，但在同种动物几乎是一定的。,动物繁殖学，杨利国主编，中国农业出版社，2003年,2.3 排卵部位,哺乳动物的排卵部位除卵巢门外，在卵巢表面的任何部位都可发生排卵，唯有马属动物的排卵仅限于卵巢中央的排卵窝。,排卵前，卵泡经历着三大变化:卵母细胞细胞质和细胞核成熟;卵丘细胞聚合力松懈，颗粒细胞各自分离;卵泡膜变薄、破裂。所有这些变化都是由于LH和FSH的释放量骤增并达到一定比例所引起。,2.4 排卵过程：,雌性动物生殖生理,动物繁殖学，杨利国主编，中国农业出版社，2003年,3.1 黄体形成 成熟卵泡破裂、排卵后，由于卵泡液排出，卵泡壁塌陷皱缩，从破裂的卵泡壁血管流出血液和淋巴液，并聚积于卵泡腔内形成血凝块，称为红体。同时，卵泡内膜分生出血管，布满于发育中的黄体，卵泡内膜细胞也移入黄体细胞之间，参与黄体的形成，此为卵泡内膜细胞来源的黄体细胞。,3.黄体的形成与退化,雌性动物生殖生理,周期黄体：雌性动物如果没有妊娠，所形成的黄体在黄体期末退化。退化时间:牛：14-15d；羊：12-14d；猪：13d；马：17d。妊娠黄体：如果雌性动物妊娠后转为妊娠黄体。,3.2 黄体类型：,黄体退化时，由颗粒细胞转化的黄体细胞退化很快，表现在细胞质空泡化及核萎缩。随着微血管退化，供血减少，黄体体积逐渐变小，黄体细胞的数量也显著减少，颗粒层细胞逐渐被纤维细胞所代替，黄体细胞间结缔组织侵入、增殖，最后整个黄体细胞被结缔组织所代替，形成一个斑痂，颜色变白，称为白体，残留在卵巢上。,3.3 黄体退化,黄体退化的机制：主要由于子宫黏膜产生的PGF2作用所致。最近的研究表明，17-E2也是牛和羊的溶黄体因子，如在发情周期中给予17-E2会引起黄体溶解。但在猪结果相反，雌激素对黄体有促进作用，使血浆孕酮水平升高。,