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繁殖课(2)


第二章 生殖激素
?

概述

?
?

脑部生殖激素
性腺激素

?
?

胎盘促性腺激素
其他组织器官分泌的激素

?

生殖激素的测定

第一节 概述
?

激素的概念

? 激素的分类
? 生殖激素的种类

? 生殖激素的的合成、贮存及其作用

一、 激素的概念
? 激素 (hormone), Starling 1905年 ? 定义: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、调节机体 生理机能的微量信息传递物质或微量生物活 性物质。

二、激素的分类
? 来源

? 生理作用
? 产生部位 ? 化学本质

三、生殖激素种类
? 生殖激素: 与动物生殖活动有直接关系,生

殖激素通常由内分泌腺体(无管腺)产生的,故 又称为生殖内分泌激素。
? 次要生殖激素:与生殖活动无直接关系,但

可影响机体的生长和发育及代谢机能而间接影

响生殖机能,如GH等。

1.按化学性质分类
含氮激素:FSH、LH、hCG 类固醇激素:E、P、T 脂肪酸类激素:PG

2.按来源分类
脑部激素 松果腺素:MLT 下丘脑释放激素:GnRH 垂体促性腺激素:FSH、LH

性腺激素:E、A、P 孕体激素:PMSG 组织激素:PG 外激素

四、生殖激素的合成、贮存及调节
1.生物合成(基因调控)
结构基因转录、翻译合成(蛋白质、大分子肽类) ?胞内酶系催化合成(类固醇、小分子肽类等)
?

? 激素的合成往往先合成分子量较大的激素原(prohormone)

或激素前体(prehormone),然后酶解,脱下分子量较小 而有生物活性的激素。

2.贮存
? 下丘脑和垂体分泌的激素,分泌后贮存在腺体内,

刺激后释放。
? 类固醇激素合成后直接释放至细胞外液。
?

进入血液中的激素,少量(约5%)呈游离状态,

大部分与结合蛋白质(binding protein,BP)或 载体蛋白质(carrier protein,CP)结合。

3.释放
? 表分泌(epicrine) :通过相邻细胞的缝隙连接。 ? 神经内分泌 (neurocrine):神经元胞体合成后贮存于轴突,

以扩散形式通过神经元的突触间隙。
? 旁分泌(paracrine):局部激素释放后,通过细胞外液间

隙弥散至邻近靶细胞以传递局部信息。
? 外分泌(exocrine) :由管道排泄至体外。
? 自分泌(autocrine):细胞一部分影响另一部分,影响细

胞器。

4.调节
? 正反馈与负反馈 ? 长反馈或长回路反馈 ? 短反馈或短回路反馈 ? 超短反馈

下丘脑 释放激素 垂体前叶 FSH LH 卵巢 雌激素 孕酮 子宫内膜 前列腺素 促进作用 抑制作用 体内激素相互调节机制

5.作用特点
? 特异性(受体) ? 活性丧失快(半衰期)(累积作用) ? 高效性 ? 与所处生理时期及用量和方法有关 ? 具有协同或抗衡的作用 ? 生物学活性取决于分子结构

6.作用机理
靶器官 膜激素受体 构型变化

多肽类激素

?
?

作用于细胞膜
蛋白质或多肽类激素
调节AC的活性

产生新的蛋白质

ATP转化cAMP

激活依赖cAMP 的蛋白激酶

类固醇激素

靶器官

与胞内受体 结合

?

作用于细胞质和细胞核

?

类固醇激素
产生生物学效应 产生特殊 的蛋白质

形成激素-受 体复合物

激活DNA的 转录与翻译

作用于感受器 ?外激素
?

外激素

空气传播
嗅觉器官上的 感受细胞 神经传导途径 中枢神经系统

生物学效应

第二节 脑部生殖激素
? 下丘脑激素 ? 垂体激素

一、下丘脑激素
? 合成部位及种类 ? 促性腺激素释放激素

? 催产素

室旁核 背区
后区

背中区 视前核 前区 腹中核 视上核
弓状核

视交叉

乳头体
结节部

视交叉上核

正中隆起 腺垂体

乳头体前核
神经垂体

下丘脑 内侧区 主要神 经核团 和垂体 示意图

1.下丘脑激素合成部位及种类
名称
促性腺激素释放激 素 释 放 激 素 或 因 子 促乳素释放因子 生长激素释放激素 促甲状腺素释放激 素 促肾上腺皮质素释 放激素 促黑素细胞素释放 激素

英文缩写 GnRH
PRF GHRH TRH CRH MRH

化学本质 10肽
多肽 44肽 3肽 41肽 5肽

合成部位 弓状核等

主要生理作用
促进FSH和LH的分泌 和释放 促进PRL的分泌与释 放

视前区核 正中隆起 室旁核等

促进GH的分泌与释放 促进TSH和PRL的分泌 与释放 促进ACTH的分泌与释 放 促进MSH的分泌与释 放

名称

英文缩写

化学本 质

合成部位

主要生理作用

(续)

抑 制 激 素 或 因 子

生长抑素

SS PIF MIH OXT

14肽

视前区、室周 核等

抑制GH和PRL的 释放 抑制PRL释放

促乳素抑制 因子
促黑素细胞 素抑制激素 催产素

多肽或 胺类
3肽 9肽 可能是OXT的降 解产物

抑制MSH释放

其 他

视上核,室旁 核
视上核,室旁 核

促进子宫收缩、 乳汁排出
减少尿量,升高 血压

抗利尿激素

ADH

9肽

2.促性腺激素释放激素
? 简称GnRH, gonadotrophin releasing hormone

? 来源:由分布于下丘脑内侧视前区、下丘脑前部、弓状

核、视交叉上核的细胞分泌 。
? 促黄体素释放激素(LH-RH或LRH)、促卵泡素释放激素

(FSH-RH)、LH-RF(LRF)、FSH-RF
? Schally等(1971年),165000头猪的下丘脑组织、12

步分离和提取。

?

第6、10位氨基酸变化后,生物活性增强,而其他

位置的氨基酸发生变化后,生物活性降低。
?

激动剂:

? 促排I号,促排II号,促排III号

? 巴塞林(Buserelin)

?

颉颃剂

生理功能及应用
? 促进垂体LH和FSH的合成和释放 ? 雄性:促进精子发生和增强性欲的作用

? 雌性:诱导发情、排卵,提高配种受胎率

? 治疗雄性性欲减弱、精液品质下降,雌性卵泡囊肿和排卵

异常等;提高受胎率,增加产仔数。
? 长时间或大剂量应用GnRH或类似物有“抗生育作用”

3.催产素
? 20世纪初发现,垂体抽提液能刺激血管收缩、升高

机体血压,并引起子宫平滑肌收缩和泌乳等。
? 1954年,分离纯化得催产素(oxytocin, OXT)和加

压 素 (vasopressin , VP ; 抗 利 尿 素 , antidiuretic hormone,ADH)。

生理功能与应用
? 排乳:刺激乳腺导管肌上皮细胞收缩 ? 分娩:刺激子宫平滑肌的收缩 ? 发情:刺激子宫分泌前列腺素 ? 溶黄:卵巢黄体分泌 ? 加压素功能

? 促进分娩,注意时间
? 治疗胎衣不下、子宫出血和促进子宫内容物的

排出

二、垂体激素
? 垂体结构 ? 垂体促性腺激素
? 促卵泡素 ? 促黄体素 ? 促乳素

1.垂体的结构
远侧部 腺垂体 结节部 中间部 神经部 神经垂体 漏斗突 漏斗柄 垂体 前叶 垂体 后叶

漏斗部
正中隆起

2.垂体促性腺激素
? GTH( gonadtropic ? 卵泡刺激素(FSH) ? 促黄体素(LH) ? 促乳素(PRL)

hormone)

2.1 促卵泡素(follitropin)
? FSH:Follicle stimulating hormone,卵泡刺激素 ? 化学特性:糖蛋白质激素,?、?亚基组成。 ? 同种动物:糖蛋白质激素?基本相同,?差异较大。

? 异种动物:?变异较大,?变异较小。
? ?-亚基与动物种属特异性有关

? ?-亚基主要决定糖蛋白质激素的特异性生物活性。

生理功能与应用
? 雌性:刺激卵泡生长发育。
? 雄性:促进生精上皮发育和精子的形成。 ? 商品名:Pregnicol? (Parnell) Synchrogect?

(Vetimax)
? 诱导发情和超数排卵 ? 治疗卵巢机能疾病 ? HL(半衰期)短,需多次注射

FSH分泌调节
? GnRH、活化素
? 卵泡抑制素 ? 雌激素

2.2 促黄体素
? LH:luteinizing hormone

? 又 名 促 间 质 细 胞 素 (interstitial

cell

stimulating hormone, ICSH)
? 分子结构与FSH类似。 ?、?-亚基组成。

生理功能
? 雄性:刺激雄激素的合成和分泌,对副性腺发育和

精子最后形成起决定作用。
? 雌性: ? 触发排卵。 ? 促进黄体形成并分泌孕酮。 ? 刺激卵泡膜细胞分泌雄激素。

临床应用
? 常用hCG/GnRH替代,主要与FSH配合用于超数排卵 ? 商品名: Pregnyl? ? 排卵障碍 ? 卵泡囊肿 ? 早期习惯性流产或早期胚胎死亡 ? 母畜情期过短久配不孕 ? 公畜性欲不强、精液和精子数量少

2.3 促乳素
? 催乳素(prolactin, PRL),促黄体生成素(luteotropin)

? 化学特性:单链蛋白质,有3个-S-S-。
? 生理功能: ? 刺激乳腺发育和促进泌乳 ? 抑制性腺机能发育(抱窝,高产奶牛受胎率低) ? 行为效应(母爱)

? 维持妊娠

第三节 性腺激素
? 类固醇激素

(SGS)
? 雌激素 ? 雄激素 ? 孕激素

? 含氮激素 ? 抑制素 ? 活化素 ? 卵泡抑素 ? 松驰素

一、类固醇激素

1.雌激素(estrogens)
? 来源:主要卵巢内膜细胞和颗粒细胞,胎盘、肾上腺皮质

和睾丸。
? 种类:主要是雌二醇(estradiol)、雌酮(estrone)、雌

三醇(estriol)等,活性以17-β雌二醇活性最高。植物 雌激素无类固醇结构。
? 转化模式:双细胞、双促性腺激素作用模式。

LH FSH

卵泡内膜细胞 颗粒细胞

产生睾酮 雌激素 转化睾酮

生理功能
? 胚胎期:促进子宫和阴道的发育

? 初情期前:促进第二性征的发育
? 初情期:促进下丘脑垂体的分泌活动 ? 发情周期:刺激卵泡发育;使雌性动物出现性欲和性兴奋(与小
量P4配合);刺激阴道上皮增生,平滑肌收缩

? 妊娠期:刺激乳腺导管系统的生长 ? 分娩期:与OXT协同,参与分娩发动 ? 泌乳期:与PRL协同促进乳腺发育,乳汁分泌

应用
? 促进产后胎衣排出或排出木乃伊化的胎儿 ? 对乏情或发情征状微弱母畜的诱导发情 ? 用于牛、羊的人工催乳 ? 对雄性动物进行化学去势 ? 人工合成的有:已烯雌酚、已雌酚、二丙酸雌二酚



植物雌激素

2.雄激素(angrogens)
? 来源:睾丸间质

细胞,雌性肾上 腺、卵巢和胎盘 亦分泌少量。
? 种类:主要形式

是睾酮、雄烯二 酮、雄酮

生理功能和应用
? 雄性:促进生殖道、副性 ? 治疗性欲不强和性机能减

腺的生长发育和机能。 ? 刺激精子发生 ? 刺激并维持雄性动物性欲 ? 雌性:作用复杂

退 ? 使用方法,埋植或注射 ? 埋植、注射

3.孕激素(progestins)
? 来源:卵巢黄体细

胞。睾丸、肾上腺、 卵泡颗粒细胞亦分

泌少量。
? 种类:孕酮(黄体

酮,P4)、孕烯醇 酮等。

生理功能与应用
? 维持妊娠 ? 调控发情 ? 防止功能性流产 ? 诱发同期发情

? 治疗卵泡囊肿或排卵延迟
? 早期妊娠诊断

孕激素与雌激素的作用比较
孕激素 发情行为 排卵 子宫和阴道上皮腺 细胞 子宫和阴道平滑肌 抑制 抑制(禽类例 外) 分泌浓稠黏液 雌激素 增强 促进 分泌稀薄黏 液 刺激收缩

抑制收缩

第四节

胎盘激素

? 孕马血清促性腺激素

? 人绒毛膜促性腺激素

1.孕马血清促性腺激素
? PMSG:pregnant mare's gonadotrophin ? 来源:马属动物胎盘的尿囊绒毛膜细胞产生,是

胚胎的代谢产物,又称马绒毛膜促性腺激素
(equine chorionic gonadotrophin,eCG)

? 化学特性:糖蛋白质激素。由 ?- 和 ? - 两个亚基组

成。 ? -亚基具有激素特异性,只有与 ?-亚基结合

后才能表现其生物学活性。

PMSG分泌

生理功能及应用
? 类似FSH和LH的双重功能,以FSH为主

? 诱导发情和超数排卵以及单胎动物生多胎 ? 治疗卵巢静止、持久黄体等 ? 半寿期长(马144小时),易引起卵巢囊肿。 ? 用PMSG诱导发情后,追加抗PMSG抗体。

2.人绒毛膜促性腺激素
? HCG:human chorionic gonadotrophin ? 来源:灵长类妊娠早期胎盘绒毛膜滋养层

细胞(朗氏细胞)分泌。存在于血液中经
尿液排出体外, “孕妇尿促性腺激素”。
? 化学特性:糖蛋白质激素,?-和?-亚基通

过非共价键结合而成。

生理功能及应用
? 生理功能与LH类似
? 促进母畜卵泡成熟和排卵

? 与FSH、PMSG配合诱导同期发情、超数排卵
? 治疗排卵延迟、卵泡囊肿、慕雄狂 ? 治疗雄性动物性腺发育不良或阳萎

雌性动物生殖激素的作用

雄性动物生殖激素的作用

第五节 其它组织分泌的激素

? 前列腺素 ? 外激素

1.前列腺素
? PG:Prostaglandin ? 来源:各种组织和体液。生殖系统、呼吸系统、心血管

系统等多种组织均可产生PG。
? 基本结构:含20个碳原子的不饱和脂肪酸,即前列酸,

由一个环戊环和两个脂肪酸侧链组成。
? 三类九型:环外双键数目,为PG1、PG2和PG3。取代基和

双键的位置,用A、B 、 C、D、E 、F、G 、H和 I表示。侧 链取代基有?-和?-两种构型。

生理功能(PGF2α与PGE2 )
? 溶解黄体:PGF2?作用较强,各种动物适宜的溶黄作用

时间不同
? 促进排卵:机理尚不清楚

? 子宫收缩和分娩:促进
? 提高精液品质:影响运行时间 ? 受精:对胚胎着床,胎盘生长起调节作用

PGF2α溶黄体作用时间
种 类 牛 羊 猪 排卵后天数 4天后 4天后 10天后 种 类 马 犬 大鼠 排卵后天数 4天后 24天后 4天后

类似物及其应用
? 商品名 :

Estrumate? (Coopers) Estruplan? (Parnell)
? 调节发情

? 控制分娩
? 治疗持久黄体、卵巢囊

肿、子宫疾病
? 增加公畜的射精量,提

高受胎率

2.外激素
? 概念:(pheromone)动物向外释放的有特异气味的化学物质,

同类动物与其接触时,可产生行为和生理上反应。
? 来源:外激素腺体,如皮脂腺、汗腺、唾液腺等。 ? 特性:可能是多种化学物质的混合物。其性质因分泌动物的

种类不同而异。如灵长类分泌的一些低级脂肪酸混合物。

人和罗猴

麝鹿和灵猫的性 外激素与人工合 成香精

公猪性外激素与睾酮

生物学作用与应用前景
? 召唤异性
? 刺激求偶行为 ? 激发交配行为

? 对异性和同性的生殖内分泌调节以及发情、排卵均有一

定程度的影响,主要表现在“异性刺激”或“公羊效
应”、“群居效应“等。

本章小结
? 重点
? 常见生殖激素的特性及生理作用

? 难点
? 激素分泌的反馈调控机制

思考题
? 促性腺激素的种类及其作用是什么? ? 生殖激素产生的主要器官及其作用特点是什么? ? 性腺类固醇激素的生理作用有哪些?


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