（运动人体科学专业论文）递增负荷运动对大鼠下丘脑arcme+gnrh及垂体gnrhr表达的影响.pdf

华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 摘要 递增负荷运动对大鼠下丘脑a r c - m eg n r h 及垂体6 n r h r 表达的影响 专业名称： 申请人姓名： 导师姓名： 运动人体科学 张艳艳 郝选明教授 m l l l i l m i l l | 1 1 1 1 1 1 舢l l l l l 17 6 8131 研究目的： 在大鼠进行六周递增负荷运动并逐渐形成运动性免疫机能失衡的过程中，观 察下丘脑a r c m e 促性腺激素释放激素( g o n a d o t r o p i nr e l e a s i n gh o r m o n e ，c r n r h ) 以及垂体促性腺激素释放激素受体( g o n a d o t r o p i nr e l e a s i n gh o r m o n e ，g n r h r ) r e c e p t o r ) 的应答性与适应性变化。 研究方法： 7 2 只s p f 级s d 雄性大鼠进行六周递增负荷运动训练，于第0 周a p - 谚a l 练前 和第2 、4 、6 周末，在运动前安静状态、运动后即刻和运动后3 小时分别进行全 身灌流4 多聚甲醛，断头取脑和垂体后免疫组织化学染色检测下丘脑姣c m e g n r h 及垂体g r 测q r 分泌和表达的多少。 研究结果： 1c - r i p 3 1 免疫组化染色结果 g n r h 阳性物质不是在所有的弓状核都有表达而是主要集中在有存在区 域即a r c m e 区域，该区域出现明显的阳性物质，且呈黄褐色，部分阳性区域 因g n l 瑚表达量多呈现红褐色，m r h 的神经纤维清晰可见。随着运动时间的延 长，g i 】r h 表达的区域未见明显减少，但是g r l r h 表达的密度以及g r 佩h 神经纤 维的密度却明显降低，对照组大鼠在六周的时间里g n r h 变化无显著性差异，说 明g r 浓 - - i 在此阶段无显著性增龄性变化。 66 n r t t r 在0 、2 、4 、6 周的适应性变化结果 六周递增负荷运动后，g 1 1 i m 阳性物质分泌呈现渐进性减少，g n 细胞膜轮 廓变模糊，与0 周a 组、j 组和3 h 组相比，2 周组末、4 周组末、6 周组末各组 g n r h r 表达呈现渐进性下降的趋势。4 周各组较2 周各组g n r h r 表达有下降趋 势，但数理统计无差异( p 0 0 5 ) ，6 周各组较4 周各组g n r h r 表达有下降趋 势，但数理统计无差异( p 0 0 5 ) ，6 周较0 周和2 周g n r h r 表达有大幅度下 降且具有极显著性差异( p o 0 5 ) 3t h ea d a p t i v ec h a n g eo fg n r he x p r e s s i o ni nh y p o t h a l a m u sa r c u a t e n u c l e u s m e d i a ne m i n e n c t h ev a r i a t i o nt r e n do fg n r hc e l l si si n c r e a s e d e c r e a s e - i n c r e a s ed u r i n g s i x - w e e ki n c r e m e n t a lt r e a d m i l le x e r c i s e 。c o m p a r e dt ot h eg r o u po f a , ja n d3 h , t h e e x p r e s s i o no f t h eg n r hd e c r e a s e sg r a d u a l l ya tt h ee n d2 w e e k s 、4 w e e k s 、 6 w e e k s c o m p a r e dt o2 w e e k s ，t h et h r e eg r o u p so f 4 w e e k sd e c r e a s e s ，b u th a sn o s i g n i f i c a n td i f f e r c e n c e ( p 0 0 5 ) ，c o m p a r e dt o4 w e e k s ，t h et h r e eg r o u p so f 6 w e e k s d e c r e a s e s ，b u th a sn os i g n i f i c a n td i f f e r c e n c e ( p 0 0 5 ) ，c o m p a r e dt o0 w e e ka n d 2 w e e k s ，t h et h r e eg r o u p so f6 w e e k sd e c r e a s e ss i g n i f i c a n t l y , a n dh a sah i g h l y s i g n i f i c a n td i f f e r e n c e ( p 0 0 5 ) 6 t h ea d a p t i v ec h a n g eo fg n r h re x p r e s s i o ni ni np i t u i t a r yc e l l s t h ep o s i t i v es u b s t a n c e so fg n r h rd e c r e a s e sg r a d u a l l ya n dt h eo u t l i n eo f g nc e l l sb l u rd u r i n gs i x - w e e ki n c r e m e n t a lt r e a d m i l le x e r c i s e c o m p a r e dt o 2 w e e k s , t h et h r e eg r o u p so f4 w e e k sd e c r e a s e s ，b u th a s1 1 0s i g n i f i c a n td i f f e r c e n c e ( p 0 0 5 ) ，c o m p a r e dt o4 w e e k s ，t h et h r e eg r o u p so f6 w e e k sd e c r e a s e s ，b u th a sn o s i g n i f i c a n td i f f e r c e n c e ( p 0 0 5 ) ，c o m p a r e dt o ) w e e ka n d2 w e e k s ，t h et h r e eg r o u p s o f 6 w e e k sd e c r e a s e ss i g n i f i c a n t l y , a n dh a sah i g h l ys i g n i f i c a n td i f f e r e n c e ( p 0 01 ) 7t h ee o n t r a s t i v ec h a n g eo fg h r hi nh y p o t h a l a m u sa r c u a t e n u c l e u s m e d i a ne m i n e n c ea n dg h r h ri np i t u i t a r yc e l l ：b yc o n t r a s t i n gt h ec h a n g eo f _ g n r ha n dg n r h rd u r i n gi n c r e m e n t a lt r e a d m i l le x e r c i s e ，w ef m dt h a td u r i n gt h e s i x - w e e k si n c r e m e n t a lt r e a d m i l le x e r c i s e ，t h er e s p o n s i v ec h a n g eo fg n r ha n d g n r h r e x p r e s s i o nd e c r e a s e ，b u tt h et r e n dl i n ec h a n g ed o e s n o td e c r e a s ea tt h es a m e t i m ea t ，h a sn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e t h ea d a p t i v ec h a n g eo fg n r ha n dg n r h r e x p r e s s i o na r es m a l la t0 w e e ka n d2w e e k s ，w i t ht h ei n c r e a s eo f e x e r c i s el o a da n d t h e ys h o wa c o n t i n u e dd o w n w a r dt r e n da tt h ee n do f4 w e e k s ，b u tb o t ht r e n d sa r en o t c o n s i s t e n t ，g n r hd e c r e a s e sk e e po n , g n r h ri n c r e a s e s , e m b o d i e sr e c e p o t o r u p c o n c l u s i o n s ： 1t h ed i s t r i b u t i o no fg n r hc e l l sc h a n g ea f t e ra c u t ee x e r c i s e ，b u tt h ec h a n g e d on o td i s a g r e e t h ep o s i t i v es u b s t a n c ed e c r e a s ea f t e ra c u t ee x e r c i s e ，b u tt h e yr e s u m e a f t e r3h o u r s ，a c u t ee x e r c i s ec a nn o tm a k eas i g n i f i c a n ti m p a c to nt h es e c r e t i o no f g n r i - i 2t h ed i s t r i b u t i o no fg n r hc e l l st e n dt ot h e 仃e n do fi n c r e a s e d e c r e a s e i n c r e a s ed u r i n gs i x - w e e ki n c r e m e n t a lt r e a d m i l le x e r c i s e t h ep o s i t i v es u b s t a n c e so f g n r hd e c r e a s e sg r a d u a l l y w i t ht h ee x e e c i s el o a di n c r e a s e ，t h ea m p l i t u d eo fg n r h r e d u c eb e c o m e ss m a l l e r , t h e s ec h a n g em a yr e l a t ew i t ht h eb o d ya d a p t a t et h es p o r t s m o d e l , a n dt h er e a c t i o nm o r ep r e c i s e v - v 摘要 a b s t r a c t 英文词表 i _ - j l 刖舌 1 文献综述 1 1 下丘脑 1 2 下丘脑和垂体的知识4 1 。2 1 下丘脑知识4 1 2 2 垂体知识6 1 3g n r h 的生理学简介7 1 4g n r h r 的生理学简介9 1 5 信息分子对g n r h 与g n r h r 分泌的影响” 1 6 运动对g n r h 以及g n r h r 分泌的影响17 2 选题依据及研究意义2 0 3 研究正文2 1 3 1 研究材料2 1 3 1 1 研究对象2 1 3 1 2 饲养环境2 1 3 1 3 分组2 1 3 2 实验方案2 1 v l 文 2 2 2 2 2 2 2 4 2 4 2 5 2 5 2 5 2 6 2 7 2 9 应答性与适应 2 9 2 9 3 1 4 1 3 下丘脑a r c - m eg n r h 表达的适应性变化3 2 4 2 六周递增负荷运动过程中垂体g n r h r 表达的应答性与适应 性变化3 2 4 2 1g n r h r 免疫组化染色观察结果3 2 4 2 2 垂体g n r h r 表达的应答性变化3 5 4 2 3 垂体g n r h r 表达的适应性变化3 5 4 3 六周递增负荷运动过程中下丘脑a r c - m eg n r h 与垂体上 5 2 2 六周递增负荷运动中大鼠垂体g n r h r 表达的应答性与适应性变 化特征及其因素分析4 0 5 2 3 六周递增负荷运动中大鼠下丘脑a r c - m eg n r h 与垂体g n r h r 表 达的对比分析变化4 3 6 结论4 5 7 参考文献4 6 8 致谢5 5 附录5 6 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 英文词表 1 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 前言 人体是一个统一的整体，机体各个系统都有自己独特的生理功能。在机体各个系统和组 织以及相关信息物质的生物调节作用下，机体处于一种内环境稳定状态。当机体内环境稳态 受到外界的威胁时，机体会对应激源产生一系列的非特异性反应，从而使内环境维持在一个相 对稳定的状态，运动作为一种强应激刺激，势必会破坏机体内环境的稳态而引起机体的非特 异性反应，引起此反应的基础是机体出现一系列的神经内分泌反应。不同的运动强度对机体 神经内分泌的影响不尽相同。性腺轴是三大分泌轴之一，对人体运动的意义非常重大，国内 外目前对性腺轴的研究主要集中于长期运动对性腺释放的雌激素和血睾酮等血清指标的变 化，且主要是观察长期的运动对性腺轴的适应性影响，很少有人研究这个轴系在长期递增负 荷运动的应答性与适应性变化，机体针对六周递增负荷运动这种运动时间不变，强度逐渐加 大的刺激必然会做出怎样的应答性反应和适应性变化，不得而知。本实验从此处入手观察大 鼠在长期递增负荷运动过程中其下丘脑一垂体一性腺轴的上位调节中枢一下丘脑a r c m e g n r h 以及垂体上g n r h 的受体g n r h r 的应答性和适应性变化特征，以期为相关实验的研 究提供实验支持。 2 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 1 文献综述 1 1 下丘脑 体一性腺轴调控机理 下丘脑一垂体一性腺( h y p o t h a l a m u s - p i t u i t a r y - g o n a d a l - a x i s ，h p g ) 轴是三大内分泌轴之一，主 要由上位分泌腺下丘脑、中位分泌腺垂体和下位分泌腺性腺构成，该轴是由大脑、脑垂体、 卵巢或者睾丸三级结构形成一个维持生殖功能活动的机能中心，其主线是下丘脑以脉冲式释 放的g n r h 通过g _ 蛋白偶联受体以高度亲和力结合腺垂体促性腺细胞上的g n r h r ，而后激 活腺苷酸环化酶一c a m p 一蛋白激酶体系以促进l h 和f s h 的合成和释放，从而控制垂体促性 腺激素( l u t e i n i z i n gh o r m o n e ，l h ) 和( f o l l i c l es t i m u l a t i n gh o r m o n e ，f s h ) 的分泌，后者经血液 循环到达性腺，调节性腺的活动。与此同时，性腺分泌的激素也经血液循环到达下丘脑和垂 体发挥调节作用：垂体促性腺激素也反作用于下丘脑，这种调节作用称为反馈调节n 1 ( 图1 - 1 ) 。 下丘脑与垂体无直接的神经联系，但存在独特的血管联系一垂体门静脉系统，它可以直接实 现腺垂体与下丘脑之间的双向联络，而不再通过体循环。卵巢、睾丸与下丘脑及垂体也无直 接的解剖关系，而是接受血液循环传导的激素进行相互调节作用，卵巢、睾丸分泌的激素也 是经过体循环运行抵达全身各效应组织。 簟 图卜1 下丘脑一垂体一性腺轴的调控机理图 3 素 夜节律等的调节有关瞄1 。下丘脑既有普通的神经细胞，又含有神经分泌细胞，既可以作为神经 器官传导兴奋，又可以作为内分泌的枢纽分泌各种促激素的释放素。调控下丘脑内分泌功能的 下丘脑肽能神经元可分为两类，一类是发出投射到神经垂体的下丘脑肽能神经元即经典的神 经分泌大细胞；二是其轴突投射到正中隆起，其末梢在那里与垂体门脉血液接触的肽能神经 元，多数属于小细胞，他们调控垂体前叶的功能。这两类下丘脑肽能神经元可以视为神经对 内分泌功能调节的“最后公路”h 1 。 下丘脑不同的脑区对机体的调节也不尽相同，由内侧向外侧可分为3 个部分：室周、内 侧、外侧，由前向后分为视前部、下丘脑前部、结节部及乳头体部口1 。 4 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 表卜i 下丘脑的分区及功能 脑区 功能 外侧区 外侧视前区 下丘脑外侧核 室周区 室周核、弓状核 视交叉上核，部分腹内侧核、乳头前核、视上 核、室旁核、下丘脑前核 内侧区 内侧视前核 背内侧核 下丘脑前核及腹内侧核的一部分 后区 下丘脑后核 乳头体上核 动机( 自我刺激) 情绪( 怒) 摄食及饮水 垂体前叶及后叶的调节 昼夜调节 体温调节 性别分化 性行为的控制 摄食调节、体内营养素的平衡 心血管调节 呼吸调节 体温调节 哺乳动物的弓状核( a r c u a t en u c l e u s ，a r c ) 位于下丘脑的结节部，正中隆起的外上方，第 三脑室底部的两侧，邻近漏斗隐窝的入口，向前腹侧伸展至正中隆起。弓状核的细胞小而密 集，着色较深，电镜下可见发达的内质网和高密度的小囊泡，有活跃的合成和分泌功能，是 结节漏斗束的主要起源，弓状核有着广泛的传入纤维联系，包括脑干的单胺类核团、下丘脑 的室周部以及杏仁核、终文床核等边缘区，但位于弓状核内各类小细胞神经内分泌神经元的 特异性传入联系却不多口，。 弓状核有许多多巴胺能神经元，其分泌的促性腺激素释放激素( g o n a d o t r o p i nr e l e a s i n g h o r m o n e ，g n r h ) 、促肾上腺皮质激素( a d r e n o c o r t i e o t r o p i eh o r m o n e ，a c t h ) 、生长抑素 ( s o r n a t o s t a t i n , s s ) 、瘦素( 1 e p t i i l l p ) 、1 3 一促脂肪激素( 1 3 1 i p o t r o p i n , 1 3 l p h ) 、1 3 一内啡肽 ( 1 3 - e n d o r p h i n e ，b e n d ) 、神经肽y ( n e u r o p e p t i d eyn p y ) 等，参与体温、饮食、能量代谢和 生殖活动的调控嗍。这些化学物质主要作用于调节垂体前叶的激素输出。弓状核接受来自视 前内侧区、视交叉上核、室周带、视前区与下丘脑前区合称( p r e - o p t i ea r e a , p o a ) 、海马、隔 核、嗅结节、杏仁核、中脑背侧纵束的传入；其轴突投向正中隆起、视前内侧区、视交叉上 核、下丘脑腹内侧核及室旁核等核团。由于合成g n r h 的神经元胞体弥散于前脑，但最后却 是从正中隆起( m e d i a ne m i n e n c e ，m e ) 分泌释放，因此m e 被视为神经肽、神经递质对g n r h 调节网络的最后通路，除此之外，几乎所有的g n r h 神经纤维都在此汇集，m e 处g n r h 的 释放对性腺轴的影响起了举足轻重的作用n 1 。a r c 除参与调节垂体前叶的内分泌功能和许多 代谢过程及复杂的行为活动，对生殖与性行为也有着举足轻重的作用。g n r h 含量最多的下 5 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 丘脑核团是和a r c ，研究普遍认为生殖的调节中枢在下丘脑的正中隆起和视交叉。在 调节g n r h 以脉冲式释放中；a r c 起重要作用。下丘脑中缝基底部和a r c 中能脉冲式释放 或调节g n r h 释放的神经元是性激素反馈调节g n r h 的靶细胞，性激素可能通过影响a r c 神经元突触联系的功能来反馈调节g n r h 释放。在下丘脑g n r h 的含量最丰富的部位是m e 和6 眦：而且由于a r c 位置、结构与功能均和m e 密切相关，故常将两者视为一个整体，称 “a r c m e 综合体 1 。a r c 细胞影响g n r h 释放到途径有两种：一是a r c 的细胞通过 伸向正中隆起的轴突，调节g n r h 直接释放到垂体门脉，一是a r c 细胞先使g n r h 通过脑 脊液接触性的突起( 或室管膜细胞) 释放到第3 脑室，后由正中隆起的室管膜伸展细胞吸收并 转运到垂体门脉中去。后者与动物的动情周期明显相关嘲，弓状核和正中隆起是调节垂体功 能的重要核团，是调控生殖内分泌功能的关键部位，通过对垂体功能的影响作用，实现神经 系统对内分泌活动和生殖功能的调控。因此，我们选取含弓状核和正中隆起的脑片以观察长 期递增负荷对下性中枢影响的变化。 1 2 2 垂体知识 人脑垂体为椭圆形小体，大鼠垂体为一楔形、淡红色腺体，位于蝶骨的表面n 剖。垂体的 大小重量因动物种类、性别、年龄而大小不一。成人腺体在男性平均高度为5 1 m m ；女性为 7 2 m m ，后叶长度不足垂体全长的1 3 ，成年男性平均重0 4 4 9 ，女性平均重0 4 7 9 ，多次生育者 垂体重量呈进行性增加 1 1 o 大鼠脑垂体宽4 5 - 5 5 m m ，长3 0 - 3 5 m m ，高1 5 m m 。雌鼠的脑垂 体较雄鼠的大些，雌鼠的平均重量为1 3 4 m g ，雄鼠的平均重量为8 4 m g 。 脑垂体位于间脑腹面，视交叉后方，借垂体柄( 结节部包围漏斗而成) 与丘脑下部相连。 由于它是嵌在颅基底蝶骨的垂体窝里，在剥脑时很容易被剥掉。背面紧贴在脑桥前方的一横 沟内。在矢状切面观，脑垂体大致成三角形。大鼠的脑垂体呈红褐色。外面包以被囊( 硬脑 膜和垂体的被囊愈合在一起，软脑膜仅包在漏斗柄外) 。垂体由腺垂体( a d e n o h y p o t h a l a m u s ) 和神经垂体( n e u r o h y p o t h a l a m u s ) 两部分组成，二者的发生和发育被认为是机体其他器官发育 的启动密码n 幻，进一步细分分为前叶、中间部和后叶三个部分。前叶与腺垂体含义相近，后 叶与神经垂体含义相近，但并不完全等同，中间部则是腺垂体的一部分。腺垂体由远侧部、 结节部和中间部组成，神经垂体由神经部和漏斗部组成。漏斗部包括漏斗柄( i n f u n d i b u l a rs t a l k ) 和正中隆起( m e d i n a e m i n e n e e ) ，远侧( p a r sd i s t a l i s ) 和结节部( p a r st u b e r a l i s ) 合称垂体前叶 ( a n t e r i o rl o b e ) ，神经部( p a r sn e r v o s a ) 和中间部( p a r si n t e r m e d i a l ) 合称垂体后叶( p o s t e r i o r 6 华 1 0 b e ) 。垂体前叶 表卜2 脑垂体组成部分的划分n 羽 根据结构与来源根据位置与结构根据前后位置 远侧部p a r sd i s t a l i s 垂体前叶a n t e r i o rl o b e 腺垂体 结节部p a r st u b e r a l i s a d e n o h y p o t h a l a m u s中间部p a r si n t e r m e d i a l 垂体中间叶i n t e r m e d i a ll o b e 神经部p a r sn e r v o s a 神经垂体 垂体柄p i t u i t a r ys t a l k垂体后叶p o s t e r i o rl o b e n e u r o h y p o t h a l a m u s正中隆起m e d i a ne m i n e n c e 腺垂体以网状的腺细胞团、索为主体，有大量毛细血管窦。按其分泌的激素，腺细胞可 分为生长激素细胞、催乳素细胞、促甲状腺素细胞、促性腺激素细胞、促肾上腺皮质激素细 胞等5 类内分泌细胞，以及滤泡星形细胞。腺垂体内还有一定数量的未分化细胞。腺垂体细 胞也不全是单纯分泌垂体激素的细胞。有相当数量的促性腺激素细胞可同时表达抑制素 ( i n h i b i n ) 或激活素( a c t i v i n ) 。抑制素及激活素可抑制或刺激f s h 的合成和分泌，因此促性 腺激素细胞具备自身调节的能力。除此之外，激活素还可抑制生长激素和催乳素的分泌以及 a c t h 的合成和分泌，因此部分促性腺激素细胞还起调节某些腺垂体细胞的活动的作用。腺 垂体部分腺细胞内还可含有p 物质、降钙素基因相关肽或甘丙肽等口1 。腺垂体在内分泌的调 控过程中担当着非常重要的角色，既要“承上 接受“释放激素或释放抑制激素 对自身活 动的调控；也要“启下 通过分泌“促激素 调控下位内分泌腺的功能活动。 哺乳类动物的垂体门静脉系统是从颈内动脉发出垂体上动脉，到正中隆起形成丰富的毛 细血管丛( 门静脉初级丛) ，汇合为垂体门静脉，沿垂体柄向下注入腺垂体的毛细血管窦。在 垂体门静脉初级从血管壁附近，存在丰富的神经末梢。腺垂体实际上是受神经一体液双重调节 嘲。正中隆起位于下丘脑结节部第三脑室的底部。从下丘脑投射至垂体中间叶及神经垂体的 神经纤维通过正中隆起；下丘脑及其他脑部的调节腺垂体分泌的各种神经元终止于此，释放 其激素或递质、调质。 1 36 n p f f i 的生理学简介 六十年代初，h a r r i s 将动物下丘脑提取物注入兔或鼠的腺垂体时，可以引起l h 的分泌并 发生排卵。随后开始了对g n r h 的研究。1 9 7 1 年s h a l l y 和g u i l l e n m i n 从1 6 万只猪的下丘脑 7 体、性腺等多个水平上影响生殖n 引。g n r h 还可调控g n 的释放、人绒膜促性腺激素 ( h u m a n c h o r i o r t i e g o n a d o t r o p i n , h c g ) 的分泌。大鼠g n r h 分泌呈脉冲式，每次间隔3 0 - 7 0m i n ， 峰值在1 0 - 2 4r a i n 衰退n 9 。2 。弓状核的g n r i - i 神经元被称为“脉冲发生器”。因为发生器有其 自己的固有的节律，所以即使通过实验使m b h 与脑的其他部分完全脱离神经联系，这种脉冲 仍能发生。但是这种脉冲方式受c a 2 + 、i p 3 d a g 途径和p k c 调控口羽，这种脉冲性分泌的重 要性在于激素都须经过相应的受体才能发挥作用。如果激素的血浆浓度不是脉动而是始终恒 定的，则受体被配基占领后，将有可能失敏，于是激素失去效应h 1 。 g n r h 除了上述功能外，还可通过抑制癌细胞的增殖；调节消化系统的作用；调节机体 的细胞免疫和体液免疫，能促进t 淋巴细胞的增殖及i l 2 r 的表达；促进b 细胞的增殖分化 及i g g 的分泌来影响机体的免疫机能。金晓航将g n r h 对免疫调节的机制归纳为：g n r h 对 胸腺的调节主要是通过影响胸腺微环境来实现；g n r h 的调节可能以l h 和f s h 为中介；g n r h 8 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 可调节i l 2 受体( i l 2 r ) 的表达2 3 1 。 激素与细胞的受体结合是调控细胞活动的先决条件，激素与受体结合之后形成激素一受体 复合物，然后发生生理效应。每一种激素只能与一种受体结合，而每一种受体也只能与一种 激素结合，这就决定了两者作用的高度特异性。激素作用的特异性甚至可特异到仅影响到一 个器官或者一个组织的某一部分。激素不同，激素受体在细胞的位置也不尽相同，作用机制 也不完全相同。非类固醇激素不能溶于脂肪，难于穿过细胞膜( 双层脂质膜) ，故其受体一般 均处于细胞膜，且作用机制主要有c , a i _ p 充当“第二信使 进行介导，而类固醇激素由于可 溶于脂肪，故其极易穿过细胞膜进入膜内，因此这些激素的受体绝大部分处于细胞质，个别 的处于细胞核。 一个典型细胞拥有2 0 0 0 - 1 0 0 0 0 个受体不等，而且其受体数目可以根据体内情况发生变 ，。 化，因此，细胞所发生的生理反应，不仅仅取决于激素水平，而且取决于细胞上该激素的受 体数目和活性状态。 细胞受体数目的变化有重要的生理意义。当某种激素的血浆浓度发生变化时，细胞通过 该激素受体数目的变化，将反应控制于适宜的幅度，有利于机体的稳态，若血液中某种激素 水平较长时间处于较高状态，会导致靶细胞上该激素受体数目的相应减少，受体数目减少后， 该激素便难于像往常那样“敏感所结合的激素会减少，这种现象称作“下调 。相反，细胞 也会对某种激素的长期低水平做出相应反应，即增加该激素受体数目，这样，细胞对该激素 会变得更加敏感，即可结合更多激素，这种现象称作“上调 。 g n r h 所介导的生理反应，主要取决于g n r h 激素水平高低和细胞促性腺激素释放激素受 体( g o n a d o t r o p i nr e l e a s i n gh o r m o n er e c e p t o r , c m r h r ) 的数量的多少。g n r h 激素水平高所介 导的反应较大，反之亦然；g n r h r 数目的变化，也会使该细胞对g n r h 的敏感性有所降低或 是升高，最终使所诱发的生理反应减弱或增强，g 1 1 r h r 对g n r h 的这种影响主要是通过的“上 调和“下调”这种反馈机制来实现的。 c j n r h 对垂体起作用，主要是通过与垂体上的效应细胞膜上相应受体结合，从而启动一 系列复杂的连锁反应，最后合成、释放l h 和f s h ，可以说g n r h r 在一定程度上可以作为判 断垂体功能状态的指标。 g n r h r 由3 2 7 - 3 2 8 个氨基酸残基组成，有7 个跨膜结构域，属g 蛋白偶联受体，该受 9 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 体是目前已知唯一缺乏胞内c 末端结构域的。哺乳类垂体促性腺细胞上的g n r h 受体和g n r h 的结合具有高度特异性。光亲和标记、层析电泳证明g n r h 受体是分子量为6 0 k d 的糖蛋白， 有3 个n 端糖基化位点，9 0 、9 8 、2 9 1 位点的酸性氨基酸残基可能与g n r h 的精氨酸残基相 互作用而发挥g n r h 生理调节功能乜钔。 在大鼠、猪、牛、羊等哺乳动物中，垂体中的g n r h r m r n a 表达水平最高，g n r h r 分布于 表达黄体生成素( l h ) 和或促卵泡激素( f s h ) 的促性腺细胞上汹1 ，由于l h 细胞f s h 细胞所分 泌的l h 和f s h 同时存在于同一细胞的分泌颗粒内，且两种细胞其实是同一种细胞汹1 即促性 腺细胞。其次是卵巢和睾丸，分别占垂体含量的4 0 和5 0 。脑中g n r h 受体分布于中枢、 海马等部位，同时在分泌g n r h 的下丘脑神经元上也存在g n r - i 特异结合位点，提示脑内可 能存在g n r h 自分泌调节机制心7 1 。用r t - p c r 等方法则证实卵巢颗粒细胞和黄体细胞、睾丸 间质细胞、胎盘细胞滋养层细胞和合体滋养层细胞、正常子宫组织、乳腺组织和前列腺均有 g n r h 的m r n a 表达，提示g n r h 在生殖调控中除刺激垂体分泌l h 和f s h 外，还可直接 和生殖器官发生作用，调节这些器官和细胞的功能幽1 。 促性腺激素细胞是垂体前叶嗜碱性细胞中的一种，受g n r h 刺激后合成分泌f s h 和l h ， f s h 和l h 为糖蛋白类促性腺激素，它们直接参与性腺功能的调控，在h p g 功能轴中起到非常重 要的作用。促性腺激素细胞主要位于垂体的远侧部和结节部，占垂体前叶嗜色细胞的1 0 左右， 且主要分布在窦状毛细血管附近1 。潘琼等人在认为促性腺激素主要受性激素、g n r h 的反 馈调节，而前两者又受c a 2 + 、i p 3 d a g 途径、p k c 、l e p t i n 、g p r 5 4 k i s s p e p t i n 和g h r e l i n 等调控嘲。 具体如下：g n r h 刺激合成分泌促性腺激素调节性激素的分泌下丘脑以间歇脉冲方式释放 g n r h 来控制促性腺激素合成分泌，g n r h 脉冲方式受c a 2 + 、i p 3 d a g 途径和p k c 调控，与此同 时l h 在与其受体结合时诱导c a m p 和i p 3 产物的快速增加。l h 依靠c a m p 和c a 2 + 第二信使系统 活化一系列酶，表明l h 与受体结合也能反馈作用g n r h 脉冲。 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 f b i i i l 堪 图1 - 2g n r h 促进f s h 和l h 释放的信号转导机制 g n r h 释放方式在决定垂体反应性上是极其重要的，其脉冲频率对l h 和f s h 的分泌有很 ? 大影响。连续或高频率的g n r h 脉冲使促性腺激素细胞的g n r h 受体脱敏，而导致l h 和f s h 的 分泌量降低啪1 。而较高频率的g n r h 脉冲有利于l h 合成分泌，而较低频率有利于f s h 合成分 泌汹1 。脱敏的细胞或分子机制不清，但一些g 蛋白结合的受体家族的成员被蛋白激酶磷酸化后 即与相应的g 蛋白分开铷。 1 5 信息分子对g n r h 与g n r 腿分泌的影响 下丘脑一垂体一性腺轴系内各种激素的相互作用调节动物的生殖周期。在这个轴系内，下 丘脑的作用极为重要，它能将中枢神经系统内的神经信号转变为内分泌信号，并接受性腺类 固醇激素的反馈调节。脑内多种神经递质和神经肽组成信息传递网络通过“交互对话 ( e r o s s - t a l k ) 的形式对g n r h 和g n r h r 的分泌进行调节。 神经递质、神经肽、性腺类固醇等信息分子对g n r h 和g n r h r 的分泌调节主要可分为促 进、抑制和促进抑制双调节三种情况。 ( 1 ) 对g n r h 的分泌调节起促进作用的主要有：神经肽y ( n e u r o p e p t i d ey , n p y ) 、去甲 肾上腺素( n o r e p i n e p h r i n e ，n e ) 、甘丙肽( g a l a n i n , g a l ) 、瘦素( 1 e p t i n , l p ) 以及胰岛素样生长 1 1 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 因子一1 ( i n s u l i n - l i k eg r o w t hf a c t o r - 1 ，i g f 一1 ) 。 n p y ：n p y 在维持能量平衡、生殖功能的调节起重要作用。n p y 神经元主要分布于下丘 脑的弓状核其纤维主要投射到室旁核和背内侧核d ，下丘脑弓状核、室旁核、室周核、正中隆 起等处不仅有n p y 分布，g n r h 也有细胞体的存在。弓状核n p y 阳性神经元与视前区g n r h 神经元形成紧密联系并提供直接纤维输入，同时弓状核n p y 阳性纤维与g n r h 纤维在正中隆 起紧密相连，直接连接了视前区和正中隆起这条通路口射。孙雯认为n p y 对g n r h 的作用主 要是促进g n r h 的基础分泌口3 埘3 。s u n f 口5 3 发现a r c 含有丰富的分泌n p y 的神经元，是下丘 脑n p y 的主要来源。n p y 神经元沿弓状核一正中隆起一视前区对生殖功能进行调节1 。 n e ：下丘脑内的多种神经递质都可影响g n r h 的合成和分泌，其中以去甲肾上腺素最为重 要。去甲肾上腺素纤维在弓状核( a r c ) 和正中隆起( m e ) 区域与g n r h 轴突末梢发生密切的联 系汹3 。经过多人的研究发现n e 对g n r h 的分泌的影响可分为两类：n e 神经末梢经突触联系直 接控制g 沮神经元的活动，或者改变中间神经元的活动从而间接影响g n r h 的分泌，同时还 发现n e 对g n r h 分泌的影响还与机体内性激素水平有关，性激素处于低水平状态时，n e 对 g n r h 有抑制作用口别。 g a l ：广泛分布于中枢及末梢神经系统，在脑内以下丘脑的正中隆起处含量最丰富口1 ，提 示：可能是下丘脑一垂体功能的重要调节因子，研究发现甘丙肽可能通过直接或间接方式作用 于性腺轴，对生殖功能的调控起着重要作用1 。隔- p o a 区和a r c m e 中n p y 神经元与g a l 胞体和树突存在突触联系，g a l 可能在n p y 促g n r h 分泌中发挥相当大作用，隔一p o a 区 g n r h 神经元上有g a l 免疫阳性颗粒存在，且g n r h g a l 连接的神经末梢终止于m e ，从 而得出g a l 可直接影响g n i m 分泌口3 1 。 l p ：l p 可直接作用于下丘脑和垂体，刺激g n r h 和l h 的释放口8 。捌。在动物的性腺( 卵巢 和睾丸) 、腺垂体和下丘脑发现有瘦素受体h 卜切。也进一步证实了瘦素与丘脑一垂体一性腺轴 各部位上瘦素受体结合而同时在不同水平上调控生殖活动；也可与生殖轴任一部位上瘦素受 体结合而实现其调控生殖活动的作用。而宋青等人阳1 则发现瘦素单独或与f s h 、h c g 协同对 颗粒细胞分泌功能均无明显影响，其影响颗粒细胞的功能可能通过其他环节。尽管瘦素在生殖 发育中的作用及其机制还有待进一步研究，但至少可以认为在动物的生殖和发育中瘦素是必 要的，但仍需其它因子的协同作用m 1 。 i g f 一1 ：成熟的g n r i - i 神经元可以表达i g f 1 。双标记g n r h i g f 1 神经元的空间分布显示 g n r h 神经元核周体表达i g f 1 的部位主要集中于视前区一下丘脑前部( p o a - a h ) 和下丘脑终 华南师范大学体育科学学院2 0 1 0 硕士学位论文 板血管器官( o v l t ) 神经元的背腹侧h 5 1 。d a f i a r y 的研究发现g n r h 表达i g f 1 有明显的年龄一 效应关系汹1 ，进一步的实验发现青春期的小鼠g n r i - i 神经元核周体i g f 1 r 的表达是增加的， 为i g f 1 直接作用于g n r h 神经元提供了解剖基础，由此d a f i a r y 推测i g f - 1 可能是通过g n r h 神经元核周体这个区域调控青春期雄性生殖器官的发育h 。尽管i g f 1 可以明显刺激青春期 前雄鼠的g n r h 基因表达，但对成熟后的g n r h 神经元表达g n r h 基因却没有刺激表达，相 反甚至有抑制的作用呻1 ，具体原因仍需进一步的研究。 ( 2 ) 对g n r h 的分泌调节主要起抑制作用的主要有：y 一氨基丁酸( y a m i n ob u t y r i c a c i d ，g a b a ) 、多巴胺( d o p a m i n e ，d a ) 、b 一内啡肽( 1 3 - e n d o r p h i n e ，b e n d ) 、雄激素、促肾上 腺皮质激素释放激素( c o r t i c o t r o p i nr e l e a s i n gh o r m o n e ，c r h ) 、促肾上腺皮质激素 ( a d r e n o c o r t i c o t r o p i ch o r m o n e ，a c t h ) 、糖皮质激素( g h c o c o r t i c o s t e r o i d ，g c ) 、特定细胞因 子白介素一1 ( i n t e r l e u k i n - 1 ，i l - 1 ) 和转化生长因子一q ( t r a n s f o r m i n gg r o w t hf a c t o