家畜繁殖学-第二章课件

第二章生殖激素一、调节繁殖机能的器官和组织大脑边缘系统（下丘脑、垂体）性腺其它器官和组织

第一节概述

（一）下丘脑下丘脑内侧区主要神经核团和垂体示意图

此外，子宫、胎盘、松果腺，甲状腺、胰岛等器官所分泌的激素或生长因子不同程度、不同范围的参与动物繁殖机能。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。

三、生殖激素的种类

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（一）合成1.结构基因转录、翻译合成(蛋白质、大分子肽类)2.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。

四、生殖激素的合成、贮存及调节（二）贮存1.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。2.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（bindingprotein，BP）或载体蛋白质（carrierprotein，CP）结合。

（三）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。

（四）调节正反馈与负反馈长反馈或长回路反馈(外周血生殖激素

如E2、P对下丘脑和垂体激素释放的调节）短反馈或短回路反馈（垂体激素对

下丘脑激素释放的调节）超短反馈（下丘脑自身）

（五）作用特点特异性（必须与受体结合）活性丧失快（半衰期）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

(六）作用机理多肽类激素膜激素受体构型变化ATP转化cAMP产生新的蛋白质靶器官调节AC的活性激活依赖cAMP的蛋白激酶

外激素嗅觉器官上的感受细胞中枢神经系统生物学效应空气传播神经传导途径第二节神经激素一、下丘脑激素

分类激素名称英文缩写化学本质合成部位主要生理作用释放激素或因子促性腺激素释放激素GnRH10肽弓状核等促进FSH和LH的分泌和释放促乳素释放因子PRF多肽促进PRL的分泌与释放生长激素释放激素GHRH44肽视前区核促进GH的分泌与释放促甲状腺素释放激素TRH3肽正中隆起促进TSH和PRL的分泌与释放促肾上腺皮质素释放激素CRH41肽室旁核等促进ACTH的分泌与释放促黑素细胞素释放激素MRH5肽促进MSH的分泌与释放

分类激素名称英文缩写化学本质合成部位主要生理作用抑制激素或因子生长抑素SS14肽视前区、室周核等抑制GH和PRL的释放促乳素抑制因子PIF多肽或胺类抑制PRL释放促黑素细胞素抑制激素MIH3肽可能是OXT的降解产物抑制MSH释放其他催产素OXT9肽视上核，室旁核促进子宫收缩、乳汁排出抗利尿激素ADH9肽视上核，室旁核减少尿量，升高血压2.主要下丘脑激素（一）促性腺激素释放激素简称GnRH，gonadotrophin

releasinghormone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-RFSchally等(1971年），165000头猪的下丘脑组织、12步分离和提取。

激动剂与拮抗剂：激动剂：促排I号，促排II号，促排III号。巴塞林(Buserelin,又名Receptal或HOE766）等拮抗剂：天然GnRH第6位和第10位氨基酸发生变化后，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。

公畜：高级中枢位于大脑基底部中枢神经边缘系统母畜：呈节律性变化，三种反馈机制调控其分泌雌激素：正反馈，但一般情况负反馈调节孕酮：强烈的负反馈调节垂体GTH：短负反馈作用GnRH：超短反馈调节脑干中神经递质直接调节

GnRH分泌的调节

生理剂量的GnRH可以引起垂体LH和FSH的释放和合成1.雄性:促进精子发生和增强性欲的作用2.雌性:诱导发情、排卵，提高配种受胎率临床上治疗雄性动物性欲减弱、精液品质下降，雌性动物卵泡囊肿和排卵异常等症；提高受胎率，增加产仔数。长时间或大剂量应用GnRH或高效类似物会产生“抗生育作用”

GnRH的生理作用及应用20世纪初发现，垂体抽提液能刺激血管收缩、使机体血压升高，并引起子宫平滑肌收缩和泌乳等。1954年，分离纯化得到催产素(oxytocin,OXT）和加压素(vasopressin，VP；抗利尿素，antidiuretichormone，ADH）纯品，并阐明其化学结构与功能的关系。

二、催产素刺激乳腺导管肌上皮细胞收缩（排乳）刺激子宫平滑肌的收缩（分娩）刺激子宫分泌前列腺素（发情）卵巢黄体分泌（溶黄）加压素功能

催产素的生理功能促进分娩。治疗胎衣不下、子宫出血和促进子宫内容物的排出

催产素的应用松果体肿瘤性早熟（1896）牛松果体提取物使青蛙皮肤褪色的物质命名褪黑激素（melatonin，MLT）（1959，Lerner）分泌多种激素：MLT、VT、TRH、OXT、胺类等。

三、松果体激素又名褪黑素或降黑素，化学名称为N－乙酰－5－甲氧-色胺。在松果体和下丘脑内含量最高，其次是交感神经、卵巢、肾上腺、睾丸、垂体和甲状腺。某些变温动物的的眼睛、脑部和皮肤亦能合成MLT。黑暗能刺激其合成，光照则能抑制释放。

MLT

松果腺是调节动物季节性繁殖的主要器官松果体节律性活动类型：日节律性：MLT的合成与分泌在24h内周期性变化，禽类产蛋月节律性：一个月内的周期变化，发情周期年节律性：季节性繁殖

对性腺发育和生殖细胞的生成有直接影响，仓鼠对光照时间的变化、松果体切除和提供外源松果体激素非常敏感，若24h中光照时间短于12.5h，成年雄性仓鼠的睾丸萎缩，生精作用停止，睾酮和促乳素水平降低，附性器官萎缩，下丘脑促性腺激素释放激素和垂体促性腺激素水平下降。

对于长日照动物（狐狸、马）等，抗生殖作用。由于长白昼，褪黑素浓度低，导致促乳素降低进而使下丘脑促性激素释放激素、垂体促性激素释放，从而促进生殖。

松果体分泌的其他激素催产素、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、催产素、中催产素、睡眠诱导肽等肽类物质。大鼠、牛和羊等哺乳动物松果体所含的GnRH比下丘脑内水平高4～6倍。Orts等人于1980年从牛松果体中分离得到的三肽，分子结构为苏氨酸—丝氨酸—赖氨酸，具有明显的抗性腺机能的作用。人工合成的这种三肽也具有类似作用。GTH(gonadtropic

hormone)

卵泡刺激素(FSH)促黄体素(LH)促乳素（PRL）

第三节促性腺激素一、垂体促性腺激素促卵泡素FSH：Folliclestimulatinghormone，促卵泡素（follitropin）分子量：猪29000，绵羊25000～30000或32700～33800，马32600，人30000在垂体中的含量较少，提取和纯化较难，并在分离过程中较易破坏。半寿期(HL)约为5h。化学特性：糖蛋白质激素，、-亚基组成。同种动物：糖蛋白质激素的基本相同，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，而-亚基主要决定糖蛋白质激素的特异性生物活性。

雌性：刺激卵巢生长，增加卵巢重量；刺激卵泡生长发育。雄性：促进生精上皮细胞发育和精子的形成。

FSH功能FSH分泌调节

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生理功能

LH：luteinizinghormone，又名促间质细胞素(interstitialcellstimulatinghormone,ICSH)分子结构与FSH类似。、-亚基组成。稳定性较好，较FSH稳定。

2、促黄体素雄性：刺激睾丸间质细胞合成和分泌睾酮，对副性腺发育和精子最后形成起决定作用。雌性：1.选择性诱导排卵前的卵泡生长发育，并触发排卵。2.促进黄体形成并分泌孕酮。3.刺激卵泡膜细胞分泌雄激素，扩散到卵泡液中被颗粒细胞摄取而芳香化为雌二醇

LH生理功能

3、促乳素又名催乳素(prolactin,PRL），促黄体生成素（luteotropin）化学特性：哺乳动物为199个氨基酸残基组成的单链蛋白质，有3个－S－S－。分子量为23233(羊）、22000(鼠）或25000(人）。大分子量(可达56000）的促乳素前体（原）。

促乳素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（刺激和维持黄体功能）刺激阴道黏膜分泌粘液对雄性的作用：维持雄性睾酮分泌，与雄激素协同，刺激副性腺的生长和分泌PMSG：pregnantmare'sgonadotrophin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（equinechorionicgonadotrophin，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。

4、胎盘促性腺激素（1）孕马血清促性腺激素PMSG浓度与孕马体格有关，轻型马浓度高，重型马低，且不同杂交类型，浓度不同。

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、持久黄体等半衰期长(马144小时)，易引起卵巢囊肿。用PMSG诱导发情后，追加抗PMSG抗体。生理功能及应用HCG：humanchorionicgonadotrophin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

（２）人绒毛膜促性腺激素生理功能与LH类似，促进母畜卵泡成熟和排卵，在孕妇体内维持妊娠黄体。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生理功能及应用第三节性腺激素性腺激素分为两大类1.类固醇激素（SGS）雌激素，雄激素，孕激素2.含氮激素（多肽类）抑制素，活化素，卵泡抑素，松驰素

一、类固醇激素不同类固醇激素差异：R和R’基团性质、附着在核环的羟基数和位置等。

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。

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，乳汁分泌生理功能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、二丙酸雌二酚等

应用植物雌激素分子中没有类固醇结构。

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

2.雄激素生理功能：雄性：促进生殖道、副性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：作用复杂应用：治疗性欲不强和性机能减退。使用方法，埋植或注射、埋植、注射

生理功能和应用

3.孕激素来源：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)、孕烯醇酮等应用：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

生理功能：雌性：维持妊娠，调控发情雄性：促进精子发生和类固醇激素的分泌生理功能与应用

Melanieetal.TheJournalofClinicalEndocrinology&Metabolism.2006.91(7):2526–2533二、性腺肽类激素

1.松驰素(relaxin，RLX)来源：妊娠黄体，子宫、胎盘、乳腺、前列腺也可以产生。一种水溶性多肽类，α、β亚基组成。生理功能：防止流产；协助分娩；在雌激素作用下促进乳腺发育；作为生长因子促进颗粒细胞的增生。inhibin,Ibn；activins,Atn；follistatins,Fst来源：卵巢颗粒细胞、睾丸支持细胞、胎盘、前列腺化学性质Ibn：α、β(βA、βB)；Atn：βA-βB、βA-βA、βB-βB；Fst：单链多肽分子

2.抑制素、活化素和卵泡抑素生理功能Ibn：抑制促卵泡素分泌；对性腺有调节作用。单个α亚基不生物学活性，但可抑制FSH与其受体结合。Atn：促进FSH的分泌。Fst：特异性抑制FSH分泌，生物活性只及Ibn的1/3。

雌性动物生殖激素的作用

雄性动物生殖激素的作用

第五节前列腺素和外激素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。

一、前列腺素

前列腺素E2(prostaglandinE2,PGE2)是一种最常见的前列腺素(PG),参与机体多种生理及病理生理过程。它的化学合成由三个连续的酶促反应组成:(1)花生四烯酸(arachidonicacid,AA)在磷脂酶A2(phospholipaseA2,PLA2)的催化下从膜上的甘油磷脂中释放出来;(2)AA在环氧酶(cyclooxygenase,COX)的作用下生成PGG2和PGH2;(3)PGE2合酶(prostaglandinE2synthase,PGES)催化PGH2生成PGE2前列腺素E2生物合成途径

前列腺素E2

与E2

协同作用调控成纤维细胞生长因子（FGF-9）表达

生理功能（PGF2α与PGE2）溶解黄体：PGF2ª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排卵后天数种类排卵后天数牛4天后马4天后羊4天后犬24天后猪10天后大鼠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。

2.外激素公猪性外激素与睾酮麝鹿和灵猫的性外激素与人工合成香精

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。

生物学作用