大学生理课程人体解剖生殖系统

1,chapter 15. 生 殖,reproduction,2,生殖生理,生殖（reproduction）：成熟的生物产生与自己相似的子代个体的功能无性生殖；有性生殖哺乳动物具有高度特化的性腺器官即睾丸和卵巢，性腺具有产生生殖细胞和分泌性激素的双重功能。生殖过程包括配子的形成、交配、受精、着床、妊娠、胚胎发育、分娩和哺乳等环节。,3,生殖生理,雄性生殖机能雌性生殖机能性成熟与生殖周期受精与妊娠,4,第一节、雄性生殖机能,雄性生殖系统解剖睾丸的生精作用睾丸的内分泌作用睾丸功能的调节精子的发生,5,一. 雄性生殖系统解剖,性腺：睾丸生殖管道：附睾、输精管、射精管、尿道附属腺：精囊、前列腺、 尿道球腺外生殖器：阴囊、阴茎,6,精曲小管/曲精细管 seminiferous tubule 生精细胞 支持细胞（sertoli cell）,间质细胞（leydig cell）,二. 睾丸的生精作用,7,二. 睾丸的生精作用,精子由精曲小管上皮产生管壁生精上皮包括：生精细胞（由基膜向管腔依次排列）、支持细胞（支持和营养生精细胞、吞噬作用、分泌雄激素结合蛋白和抑制素、构成血睾屏障）,8,二. 睾丸的生精作用,精子发生的阶段：增殖期生长期成熟期/减数分裂期变态期,各阶段生精细胞由基膜向管腔依次排列,9,精子在曲精细管管腔向附睾运行过程中继续发生变态，达生理成熟，获得运动和受精能力，在附睾贮存，精液是精子和附性腺分泌液体的混合物,二. 睾丸的生精作用,10,二. 睾丸的生精作用,生精过程受T、FSH双重控制：,T作用：精子发生在高水平T作用下完成（性成熟后）, T也是精子成熟的必需因子,FSH作用：间接启动精原细胞增殖和初级精母细胞发育，激发支持细胞合成ABP（雄激素结合蛋白） （ABP与T结合将T局限于生精上皮近管腔部）,LH促进T合成，功能由T实现,11,三.睾丸的内分泌作用,间质细胞（leydig cell）分泌雄激素(androgen),睾酮(testosterone, T)是活性最大的雄激素支持细胞（sertoli cell）分泌抑制素（inhibin）,抑制FSH/LH的分泌,12,三.睾丸的内分泌作用,雄激素的生物学作用：促进和维持生精作用促进蛋白质合成刺激附性器官和副性征的发育提高性欲促进肾脏合成EPO影响胚胎的性分化,13,四. 睾丸功能的调节,14,四. 睾丸功能的调节,下丘脑垂体睾丸轴,15,五. 精子的发生,16,五. 精子的发生,1）精原细胞增殖和干细胞更新,细胞质间桥,17,五. 精子的发生,2） 初级精母细胞的成熟分裂/减数分裂,染色体、DNA复制一次，细胞分裂两次,18,通过有丝分裂实现个体的生长发育通过减数分裂实现双亲性状的融合和有性生殖,19,mitosis and meiosis,20,五. 精子的发生,3） 精子形成球形精子变态分化：染色质浓缩顶体形成线粒体鞘形成中心粒发育尾部发育细胞质变化,21,五. 精子的发生,不同动物的精子形态明显不同，主要表现在头部,22,头部：主体是高度浓缩的染色质组成的核，核外为顶体，顶体内外膜之间有顶体酶，头部质膜表面有卵子结合蛋白2. 颈段：中心粒，发出一对纵行微管3. 尾部中段：线粒体鞘、92微管轴丝、外周致密纤维4. 尾部主段：92微管的轴丝和外周致密纤维5. 尾部末段：92微管的轴丝和质膜,五. 精子的发生,23,精子尾部主段的结构,24,第二节. 雌性生殖机能,雌性生殖系统解剖卵巢的生卵作用卵巢的内分泌功能卵巢功能的调节卵子的发生和卵泡的成熟,25,一. 雌性生殖系统解剖,性腺：卵巢生殖管道：输卵管、子宫、阴道附属腺：前庭大腺外生殖器：即女阴,26,一. 雌性生殖系统解剖,性腺：卵巢生殖管道：输卵管、子宫、阴道附属腺：前庭大腺外生殖器：即女阴,27,卵巢 ovary,出生时卵母细胞阻滞在减数分裂I前期，性成熟后出现周期性发育的卵泡,28,输卵管 uterine tube,位于子宫底两侧与盆腔侧壁之间输卵管漏斗输卵管壶腹输卵管峡输卵管子宫部,29,输卵管 uterine tube,输送卵子和受精部位输卵管壁结构黏膜：单层柱状上皮，有纤毛和分泌细胞肌层：内纵外环两层平滑肌浆膜：间皮和疏松结缔组织构成,30,子宫 uterus,壁厚腔小的肌性器官，形态大小位置和结构随年龄、生理状态而改变位于盆腔中央，膀胱和直肠之间，前后稍扁的倒置梨形,31,子宫 uterus,子宫底子宫颈子宫体,提供胚胎着床和全程发育的场所,32,子宫 uterus,子宫壁的结构子宫内膜 endometrium子宫肌膜 myometrium子宫外膜 perimetrium,33,二. 卵巢的生卵作用,出生后不久，全部为停滞在减数分裂I前期的初级卵母细胞,排卵（ovulation） 红体黄体白体,性成熟后出现周期性发育和成熟的卵泡，其中含不同发育阶段的卵子oocyte,34,二. 卵巢的生卵作用,雌性胎儿5个月时有700万卵原细胞，此时停止增殖出生时有200万（或几十万）初级卵母细胞性成熟时已有90退化每个月经周期约10-50个卵母细胞恢复发育，一般一个达成熟排卵,35,三. 卵巢的内分泌机能,卵巢分泌多种雌激素、孕激素和少量雄激素雌激素中雌二醇（estrodiol, E2）活性最高；孕激素代表物是孕酮（progesterone, P）E2的生理作用：促进雌性生殖器官和乳腺的发育，维持第二性征，对代谢也有作用P的生理作用：作用于子宫内膜和平滑肌以维持妊娠、抑制排卵、促进乳腺发育准备泌乳、产热,36,三. 卵巢的内分泌机能,排卵前由卵泡分泌雌激素，排卵后由黄体分泌雌激素和孕激素雌激素由卵泡膜细胞和颗粒细胞共同分泌雌激素合成的双重细胞学说,37,四. 卵巢功能的调节,下丘脑垂体卵巢轴,38,五. 卵子的发生和卵泡发育,39,五. 卵子的发生和卵泡发育,与精子相似，也经过增殖期、生长期和成熟期，但每个初级卵母细胞只形成一个卵子发生初期与精子相同，具同步性，有细胞质间桥，但生长期不同步而分开卵子不仅包含一单倍体核，还包含胚胎发育所需的卵黄，生长期卵黄堆积体积大增卵母细胞数量是限定的,卵子发生与精子相比较的特点：,40,卵母细胞的成熟过程,41,五. 卵子的发生和卵泡发育,卵母细胞的发育伴随着卵泡的同步发育,原始卵泡初级卵泡次级卵泡成熟卵泡,42,排卵ovulation,卵丘卵母细胞复合体COC cumulus-oocyte complex,43,成熟卵泡的结构：卵泡膜细胞颗粒细胞/ 卵丘细胞卵泡腔放射冠卵母细胞 oocyte,五. 卵子的发生和卵泡发育,44,五. 卵子的发生和卵泡发育,成熟卵的结构：卵的极性透明带（zona pellucide, ZP）卵胞质卵核第一极体 Pb1,45,第三节. 性成熟与生殖周期,性成熟月经周期,46,一. 性成熟,从青春期开始，体态、第二性征的出现、初潮和遗精的发生及思想感情的变化均显示明确的两性差异造成两性差异的决定因素是内分泌系统的相互作用，其中下丘脑垂体性腺轴在青春期迅速发育，起主要作用，青春期的内分泌变化是该轴长期相互作用的继续和顶峰,47,青春期发动的机理：中枢神经系统控制的下丘脑垂体性腺轴功能的改变临界体重学说松果体功能的改变,一. 性成熟,48,二. 月经周期,发情周期（estrus cycle）：大多数雌性哺乳动物性成熟后至生殖机能退化前，伴随周期性的卵泡发育和排卵，出现周期性的性活动。包括发情期和发情间期，一般只在发情期接受交配。发情有常年发情、季节性发情等类型，后者在发情季节有单次发情和多次发情月经周期（menstrual cycle）：灵长类动物表现出的特殊的生殖周期。在卵巢激素周期性分泌的影响下，子宫内膜发生周期性剥落产生流血的现象为月经（menses）,49,二. 月经周期,卵巢周期 卵泡期 113 排卵期 14 黄体期 1528子宫内膜周期 月经期 15 增生期 614 分泌期 1528,50,二. 月经周期,1 卵巢和激素的变化2 子宫内膜的变化,51,二. 月经周期,1 卵巢和激素的变化,月经周期形成的机制卵泡期早期，因黄体退化，E2、P低，负反馈减弱，Gn升高，FSH刺激新一轮卵泡发育,颗粒细胞增生，E2升高，5-7天优势卵泡确立，E2大增，12天达高峰。E2增加一方面反馈抑制FSH分泌，非优势卵泡闭锁；一方面通过局部正反馈，增加优势卵泡的FSH和LH受体，促进E2合成，并使LH迅速增加，14天LH达高峰，导致排卵LH峰抑制了E2的分泌，故排卵后E2下降。之后黄体中颗粒细胞逐渐增生，P、E2升高，负反馈抑制Gn释放，造成未受精黄体维持5-10天退化，E2和P又下降,52,53,二. 月经周期,2 子宫内膜的变化,月经期：因E2和P下降，子宫内膜细胞释放蛋白水解酶，同时螺形小动脉收缩，内膜缺血，被酶消化，血管破裂，内膜脱落，与血一起排出增生期：E2作用下内膜增生并出现大量螺形小动脉分泌期：排卵后在E2和P的协同下内膜继续增生，P高峰期内膜最厚,54,子宫内膜的周期性变化,55,第四节. 受精和妊娠,56,一. 受精 fertilization,受精指成熟精子与卵母细胞相遇，各自单倍体基因组融合形成二倍体合子，开始新个体发育的事件,57,1. 精子的旅程,第一旅程：曲精细管附睾输精管射精第二旅程：射精第三旅程：精子穿过宫颈、宫腔，进入输卵管，在壶腹部与卵子相遇子宫颈对精子有选择性屏障作用：宫颈黏液数量和理化性质、宫颈口大小在卵巢激素的作用下发生周期性变化，接近排卵期有利于精子通过精子到达壶腹部并不立即受精，而是等候卵子,58,2. 精子的获能（capacitation）,获能指哺乳动物精子在雌性生殖道运行或在体外适宜条件下培养时，发生生化和运动方式的改变，而获得受精能力的过程1951年，张明觉和Austin分别发现获能现象的存在，从而使体外受精（in vitro fertilization, IVF）取得突破，导致了试管婴儿/动物为标志的生殖工程学的诞生，在生殖生物学具有里程碑式意义获能没有种特异性，也没有器官特异性，具可逆性，精液中有去获能因子,59,3. 顶体反应 (acrosomal reaction),AR发生的生理部位1）从输卵管开始，在基质区完成；2）接触卵丘时开始，穿过ZP前完成与动物种类有关，一般认为卵丘是体内诱发AR最重要因素，ZP和输卵管液也诱发AR；体外受精主要通过ZP诱发AR小鼠中只有未发生AR即顶体完整的精子才能附着于ZP并穿过ZP受精，最可能受精的是接触ZP后发生AR的精子；人精子发生AR前后都能与ZP结合,60,3. 顶体反应 (acrosomal reaction),AR开始的标志是顶体膜的囊泡化：由顶体内外膜之间的多位点融合形成，质膜不参与囊泡化的结果是顶体酶的释放：消化颗粒细胞间质，分散颗粒细胞，消化ZP,61,4. 精子与ZP的相互作用,卵子ZP表面有多种糖蛋白的精子受体，小鼠已分离到三种：ZP1、ZP2、ZP3（分子量分别200、120、83KD），ZP3为初级精子受体，既与精子头部质膜上特异的卵子结合蛋白结合，又能诱导AR发生,62,5. 受精反应与卵子的激活,精卵质膜融合皮层反应与阻断多精受精钙波与钙振荡减数分裂的完成启动DNA复制RNA和蛋白质的合成,63,二. 着床/植入 implantation,着床是胚泡与子宫内膜相互作用并植入子宫内膜的过程着床的关键是胚泡与子宫内膜的同步发育和相互配合。着床过程中胚泡发出信息，产生多种激素和其它因子变化，使母体准确地作出相应反应；子宫在着床窗口期内膜受E2的协同作用，分泌某些因子，激活胚泡着床,64,二. 着床/植入 implantation,不同动物胚泡在子宫定位前的游离时间不同，胎儿大小取决于着床后的发育时间,根据胚泡在宫腔位置和滋养层与内膜接触程度着床分三类型：1）中央或表面植入型2）偏心植入型3）完全侵入植入型,65,ImplantationAppositionAdhesioninvasion,66,67,二. 着床/植入 implantation,植入的条件：胚泡从透明带ZP孵出子宫处着床窗口期子宫内膜蜕膜化： 子宫内膜的间质细胞转化为蜕膜细胞。蜕膜细胞大，富含糖原颗粒。蜕膜化有利于着床，且蜕膜细胞负责早期胚胎营养。孕酮是维持蜕膜化所必需的。而蜕膜化的启动是由胚泡分泌的E2刺激子宫内膜合成PG ，使局部毛细血管扩张，通透性增高,人工刺激可代替胚泡给予子宫的刺激引起蜕膜反应,68,三. 妊娠(pregnancy)的维持,依赖于垂体、卵巢和胎盘分泌的激素的协调排卵后黄体分泌大量P、E2，子宫内膜发生分泌期变化，适应可能的妊娠胚泡形成后滋养层细胞分泌hCG，并渐增，刺激卵巢黄体转为妊娠黄体，10周内主要由后者继续分泌P、E2胎盘形成后，分泌hCG延长黄体功能，10周达高峰。之后随胎盘P的增加对hCG分泌产生负反馈抑制，结果黄体分泌P功能下降，黄体功能逐渐被胎盘取代,69,四. 分娩 parturition,妊娠末期子宫平滑肌的兴奋性提高，导致强烈的节律性收缩，宫颈变软，宫口开放，将胎儿娩出一般认为分娩由胎儿发动，机制不清。E2、PG、OXT、松弛素等参与分娩过程,70,五. 避孕(contraception),传统方法：宫内节育器 IUD：女用激素类避孕药具绝育术安全期自然避孕法阴道药具避孕法,71,72,五. 避孕(contraceptio