家畜繁殖学.ppt

单元5生殖激素 第一节概述第二节丘脑下部激素第三节垂体激素第四节性腺激素第五节前列腺素第六节胎盘激素第七节激素的调节 第一节概述 一 生殖激素的概念二 激素的分类三 激素的作用机理四 激素的分泌特点和运输五 激素的作用特点六 激素的测定 一 生殖激素的概念 1 经典概念1 激素 无管腺的分泌物经过渗透进入血液 经血液循环到达靶器官 靶细胞 调节靶器官的生理功能 如雄激素 雌激素 甲状腺素 胰岛素等 2 生殖激素 与生殖有直接关系的激素为生殖激素 如雄激素 雌激素 促黄体素等 2 激素概念的发展1 神经激素 由神经分泌并传导的激素是神经激素 如促性腺素释放激素 2 旁侧激素 激素分泌后作用与邻近靶器官 如前列腺素 3 自身激素 激素分泌后作用与自身细胞或同类细胞 4 外激素 激素分泌后通过空气传播 作用与其它个体 如昆虫的性引诱激素 公猪产生的气味能诱导母猪发情并吸引母猪 这种气味是否是外激素有待探讨 二 激素的分类 1 按产生部位分类1 丘脑下部 促性腺素释放激素 LH RH 2 垂体前叶 促卵泡素 FSH 促黄体素 LH 3 垂体后叶 催产素 促乳素 4 性腺 卵巢 卵泡雌激素黄体孕激素 睾丸 雄激素5 子宫 前列腺素F2 PGF2 6 胎盘激素 PMSG hCG 2 按化学性质分类 1 蛋白质激素 肽类激素 促性腺素释放激素 LH RH 促卵泡素 FSH 促黄体素 LH 催产素 促乳素 孕马血清促性腺激素 PMSG 人绒毛膜促性腺激素 hCG 2 类固醇激素 雄激素 雌激素 孕激素3 脂肪酸 前列腺素F2 前列腺素E3 激素的使用1 蛋白质激素 通过注射给药2 类固醇激素 通过注射 口服给药3 脂肪酸激素 通过注射 粘膜渗透给药 三 激素的作用机理 1 蛋白质激素的作用机理第二信使学说1 血液中激素与靶细胞膜的受体结合2 激素 受体复合物与腺苷酸环化酶结合并激活腺苷酸环化酶3 腺苷酸环化酶催化ATP转化为cAMP cAMP被称为第二信使4 cAMP激活蛋白激酶5 蛋白激酶作用于DNA 转录m RNA6 m RNA翻译出一系列酶 蛋白质 7 酶将胆固醇转化为类固醇激素 蛋白质激素作用机理 2 类固醇激素的作用机理 1 血液中的类固醇激素进入靶细胞2 激素与存在于DNA上的受体结合3 激活DNA转录m RNA4 m RNA翻译蛋白质5 蛋白质进入血液 类固醇激素作用机理示意图 四 激素的分泌特点和运输 1 激素的分泌特点1 类固醇激素 持续不断的合成 并随时将合成物释放到血液中 2 蛋白质激素 持续不断的合成 合成时形成由膜包裹的颗粒并贮存起来 分泌时通过颗粒膜与细胞膜融合将颗粒内容物释放到细胞外 进而进入血液 因而以脉冲的模式分泌 2 激素的运输1 类固醇激素 类固醇激素是脂溶性的 不能在血液中溶解 运输中需与载体结合 以激素 载体复合物的形式运输 如ABP就是雄激素的载体 2 蛋白质激素 蛋白质激素可以溶于血液 因此在运输中不需要载体 但如果与载体结合可延长半衰期 五 激素作用特点 1 特异性激素 靶器官 靶细胞 个体 激素 受体2 调节生理功能调节生理功能 但不能发动新的生理功能 原因 受体的特异性 六 激素的测定 1 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1gPMSG 生理盐水稀释至10ml 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PMSG1ml 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 2 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 第二节丘脑下部激素 一 丘脑下部和垂体的结构1 结构 丘脑下部构成第三脑室的底壁和侧壁 在丘脑下部存在多个神经核 部分神经核可分泌激素 垂体后叶是丘脑下部的延伸 而前叶则邻近丘脑下部 2 门脉循环和激素释放 垂体上动脉在垂体柄部和前叶分枝形成毛细血管网 然后汇集形成垂体静脉 丘脑下部激素释放与血管网中 通过很短的运输即可到达处于毛细血管网中的促性腺激素合成细胞 二 丘脑下部分泌的激素 1 分泌的生殖激素促性腺素释放激素 LH RH LRH GnRH 2 激素的性质和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差异 羊和猪的LH RH相同 鸡和鲑鱼与羊的LH RH差异很小 功能团 C 端与受体结合 前3个氨基酸残基与活性有关 三 LH RH的作用1 促垂体作用 促进垂体合成并分泌FSH和LH 2 促垂体外作用 直接作用于性腺 促进性腺的功能 3 异相作用 长期大剂量使用可使黄体发生退行性变化 抑制黄体功能 是一种抗生殖作用 四 LH RH的应用治疗卵泡囊肿 给患有卵泡囊肿的母牛注射100微克LH RH 促进内源LH的分泌 达到囊中卵泡的排卵 处理后19 23天可发情配种 第三节垂体激素 一 垂体前叶激素1 垂体前叶分泌的激素促卵泡素 卵泡刺激素 FSH促黄体素 LH2 垂体前叶激素的性质FSH和LH都是由 两个糖蛋白亚基组成 其中 亚基相同 亚基有差异 每个亚基各有两个糖链 当将相同的亚基组合在一起时 即 或 时无生物活性 3 垂体前叶激素的分泌模式 垂体前叶激素的分泌有两种模式 即基础和排卵前排卵峰模式 1 基础模式 LH FSH分泌的基础模式由性腺激素 E P T 负反馈调节 基础LH FSH在血液中的浓度是波动的 2 排卵峰 排卵峰的作用是促进卵泡排卵 一般发生在排卵前6 12个小时 4 垂体前叶激素的作用1 FSH的生物学作用 1 促进卵泡发育和成熟 特别是从无腔卵泡向腔卵泡发育 2 与LH协同促进卵泡合成和分泌雌激素 FSH在雌激素合成的过程中使由卵泡内膜细胞产生的雄激素在颗粒细胞中转化为雌激素 3 FSH促进精子发生过程精原细胞向初级精母细胞的生长发育 2 LH的生物学作用 1 与FSH协同促进卵泡合成和分泌雌激素 LH在雌激素合成的过程中促进卵泡内膜细胞产生雄激素 2 促进黄体分泌孕激素 3 LH排卵峰使成熟卵泡排卵 4 促进间质细胞分泌雄激素 5 垂体前叶激素的应用1 由于FSH的促进卵泡发育成熟的作用 主要应用FSH于超数排卵技术中 2 由于LH的促排卵作用 主要应用LH于卵泡囊肿治疗 也可用于协助超数排卵的排卵过程中 二 垂体后叶激素 1 垂体后叶分泌的激素催产素 实际由丘脑下部神经细胞合成 经神经纤维传导到达垂体后叶 储存于垂体后叶 由垂体后叶分泌进入血液 图 2 垂体后叶激素的性质肽类激素 有9个氨基酸残基组成 3 垂体后叶激素作用 1 促进子宫肌层收缩 特别是分娩时子宫的阵缩 2 促进输卵管收缩频率 可能参与卵子与精子在输卵管中的运行 3 引起哺乳母畜排乳 图 4 垂体后叶激素的应用1 由于子宫阵缩无力而至母畜分娩迟缓时 可用催产素加强子宫收缩 2 用于胎衣不下 3 用于产后不排乳 第四节性腺激素 一 卵巢激素1 雌激素1 产生部位 腔卵泡的内膜细胞和颗粒细胞共同合成 2 性质 类固醇激素 18个C原子 图 生物活性激素 雌二醇 Steroidshormones 3 生物学作用 1 作用与中枢神经引起母畜发情 某些动物需要孕激素的协同 如绵羊和牛 在繁殖季节的第一次排卵没有发情表现 2 促进子宫肌层和粘膜层的生长 3 促进子宫的收缩 4 促进子宫颈分泌稀薄的粘液 有利于精子通过子宫颈 5 促进乳腺导管发育 6 促进母畜外生殖器官的发育 有利于交配 7 通过正 负反馈调节丘脑下部 进而调节LH FSH的分泌 2 孕激素1 产生部位 由内膜细胞和颗粒细胞形成的黄体细胞合成 2 性质 类固醇激素 21个C原子 图 生物活性形式 孕酮 黄体酮 3 生物学作用 1 促进子宫粘膜的增生和分泌功能 2 抑制子宫肌的活动 3 维持妊娠 4 促进乳腺腺泡的发育 5 与雌激素协同促进绵羊 牛 的发情 6 高浓度的孕激素负反馈调节LH的分泌和排卵峰 3 卵母细胞成熟抑制因子1 产生部位 颗粒细胞2 性质 蛋白质 但结构不清楚 3 生物学作用 当卵母细胞发育至第一次减数分裂前期时 抑制其进一步发育 只有在LH排卵峰的作用下 颗粒细胞与卵母细胞分离 失去对卵母细胞的抑制作用 卵母细胞启动第一次减数分裂直至成熟 4 卵巢激素的应用 1 孕激素用于保胎 2 孕激素用于同期发情 二 睾丸激素 1 雄激素1 产生部位 间质细胞 肾上腺可分泌少量 但马属动物的附睾和曲精细管可分泌大量的雄激素 2 性质 类固醇激素 生物活性形式为睾酮 图 但在靶细胞内则是脱氢睾酮 3 生物学作用 1 促进精子发生过程中后期的成熟 2 延长精子在附睾中的生存时间 3 促进副性腺的发育及维持其功能 4 促进第二性征的发育并维持其功能 5 保持雄性的性欲和性行为 4 应用 给母牛或阉牛注射 用做试情牛 第五节前列腺素 子宫激素 一 前列腺素 PG F2 E2的产生部位前列腺素不像其它激素有确切的产生部位 大多数是细胞 细胞传递 当然也可以经血液传递 PGF2 E2由子宫粘膜合成 二 PGF2 E2的结构所有的PG都是20个C原子的不饱和脂肪链 其结构为1个五碳环和2个脂肪酸链 图 三 PG2 的作用途径 1 子宫粘膜合成PG2 进入子宫静脉 2 卵巢动脉在子宫静脉壁形成弯曲盘旋 经渗透进入卵巢动脉 3 经卵巢动脉运输到达卵巢发挥其生物学作用 四 PGF2 E2的作用 1 PGF2 溶解黄体的作用 周期黄体的消失 或失去功能 就是由于PGF2 的溶解黄体作用 在牛和羊周期黄体形成的5天内无消黄作用 在猪周期黄体形成的5天内无消黄作用 2 PGF2 E2 参与排卵 3 PGF2 刺激子宫收缩 促进精子在子宫内的运输 五 PGF2 的应用1 用与同期发情 2 用与流产 3 定时输精 4 治疗非活动子宫 PGFisluteolysincountercurrent 反向血流 exchangebetweenuterineveinandovarianartery Figure1 presentincow ewe sowimportantasPGFisdestroyedinperipheralcirculationasitpassesthroughthelungsnotpresentinmare Figure2 PGFgetstoovaryaftergoingthroughthegeneralcirculationmareovaryismoresensitivetoPGFthanotherspeciessensitivityofCLtoPGF Figure3 cow eweonlyafterday5 6ofcyclesownotuntilday12 14ofcycle 第六节胎盘激素 一 孕马血清促性腺激素 PMSG 1 合成部位 PMSG合成于妊娠40 85天母马子宫内膜杯状结构 杯状结构是由滋养层细胞特化发育而来 因此 PMSG是由胎儿合成的 2 性质 PMSG是糖蛋白 属于蛋白质激素 由 两个亚基组成 碳链含量较LH和FSH高 特别是唾液酸含量高 唾液酸含量与其半衰期成正比 3 生物学作用1 PMSG的作用主要是类似FSH 也有少量LH的作用 2 由于类似FSH的作用 PMSG促进妊娠母马卵泡的发育 这些卵泡可能排卵 也可能不排卵 但由于PMSG的少量LH作用 促进这些卵泡黄体化 分泌孕激素 该孕激素对于维持妊娠是非常重要的 4 应用 由于具有FSH的作用 且PMSG的来源较丰富 因此可用来代替FSH 如超数排卵 但应注意的是不能用来进行母马的超数排卵 二 人绒毛膜促性腺激素 hCG 1 合成部位 妊娠灵长类动物和孕妇胎盘的滋养层细胞 在怀孕8天的孕妇的血液和尿液中即可检测出