促性腺激素释放激素GnRH专家讲座

第二章繁殖调整物质促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第1页第一节概述一、生殖激素种类与分泌器官激素：由有机体产生、经体液循环或空气传输等路径作用于靶器官或靶细胞、调整机体生理机能微量信息传递物质或微量生物活性物质。

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，故又称为生殖内分泌激素。雄性动物精子发生及性行为；雌性动物卵子发生、卵泡发育、排卵和周期性发情改变、受精、妊娠、分娩及泌乳等等，这些生理机能必须相互协调并按严格次序进行，使相关器官和组织产生对应改变。全部这些机能，都受着繁殖调整物质即生殖激素调控。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第2页生殖激素依据起源大致可分为三类：来自丘脑下部释放（或抑制）激素可控制垂体合成与释放（或抑制）相关激素；来自垂体前叶促性腺激素直接关系到配子成熟与释放，和刺激性腺产生类固醇激素；来自两性性腺睾丸和卵巢性激素对两性行为，第二性征和生殖器官发育和维持，以及生殖周期调整，均起着主要作用。除此之外，还有来自胎盘一些激素，包含和促性腺激素类似激素。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第3页生殖激素在血液中消失很快，但经常是连续地，有时起着累积性作用少许生殖激素即可能引发很大生理改变生殖激素作用含有一定选择性生殖激素间含有协同和抗衡作用二、生殖激素作用特点促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第4页二、生殖激素运转促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第5页促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第6页中枢神经系统内有些细胞能合成和分泌一些肽类物质，并经过血液循环抵达远隔靶器官发挥作用。这些细胞称为神经内分泌细胞，所分泌神经肽称为神经激素。部分神经分泌物现有神经激素功效，又具神经递质功效。

第二节神经激素促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第7页一、丘脑下部促性腺激素释放激素

（一）丘脑下部丘脑下部又称下丘脑，也可算做边缘系统组成部分。下丘脑包含第三脑室底部和部分侧壁。在解剖学上，下丘脑由视交叉、乳头体、灰白结节和正中隆起组成，底部突出以漏斗柄和垂体相连。

AH.腺垂体ARC.弓状核AHA.下丘脑前区DHA.下丘脑背区DMN.背内侧核ME.正中隆起NH.神经垂体MB.乳头体PM.乳头体前核OC.视交叉PVN.室旁核PON.视前核PHA.下丘脑后区PT.结节部SCN.交叉上核SON.视上核VMN.腹内侧核促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第8页（二）下丘脑激素种类下丘脑神经内分泌细胞可分为两类：一类是大型神经内分泌细胞，位于视上核和室旁核，可分泌加压素和催产素等肽类激素，这类激素沿神经垂体束长轴索下行，贮存于垂体后叶，需要时释放入血液；另一类是小型内分泌细胞，主要位于下丘脑结节组（促垂体区），最少分泌9种肽类激素，经过垂体门脉系统调整腺垂体功效。促性腺激素释放激素（GnRH）、促甲状腺素释放激素（TRH）、生长激素释放激素（GHRH）、促肾上腺皮质激素释放激素（CRH或CRF）、促乳素释放因子（PRF）、黑素细胞刺激素释放因子（MRF）等6种释放激素（因子）和生长激素释放抑制激素（GHIH）、促乳素抑制因子（PIF）和黑素细胞刺激素抑制因子（MIF）等3种抑制激素（因子）。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第9页（三）促性腺激素释放激素

1.合成和分布

GnRH主要由下丘脑特异性神经核合成。2.GnRH化学结构

自70年代分离哺乳动物GnRH并确定其分子结构以来，至今已在脊椎动物确定了9种GnRH分子结构变异型，其中哺乳动物1种，鸡2种，鱼类4种和七鳃鳗2种。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第10页3.GnRH生物学作用及其机理（1）GnRH生物学作用：已知GnRH分布广泛，主要作用是促进垂体前叶促性腺激素合成和释放，其中以促LH释放为主，也有促FSH释放作用。（2）GnRH作用于靶细胞机理：肽类激素受体存在于靶细胞细胞膜上。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第11页4.GnRH分泌调整

下丘脑GnRH分泌细胞（肽能神经元）活动调整可分为两类：一类属于神经调整，一类属于体液（激素）调整。5.GnRH应用诱导母畜发情排卵：初情期前、产后乏情母畜用GnRH激动剂处理可促进发情并排卵。母猪发情期注射可增加排卵数和窝产仔数。母牛用GnRH和PGF2α联合处理可提升超数排卵效果。在黄体期内大剂量或连续使用GnRH，含有溶解黄体作用，从而可控制同期发情效果。提升受胎率:有报道，在母牛输精同时注射LRH-A3可提升受胎率。治疗母畜不孕症：如卵巢机能障碍引发内分泌紊乱，患胎盘滞留母牛产后10～18d注射GnRH可提升受胎率，缩短产后首次配种受胎间隔时间。用于鱼类催情和促排卵。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第12页二、催产素、松果腺激素（一）催产素催产素（OXT）是由下丘脑合成经神经垂体释放进入血液循环一个神经激素，是第一个被测定出分子结构神经肽。催产素生物学作用催产素和加压素即使结构相同，但作用有很多不一样。加压素主要对血管平滑肌起收缩作用（加压作用）和抗利尿作用（又称抗利尿素）。催产素有以下功效：对子宫作用:在分娩过程中，催产素刺激子宫平滑肌收缩，促进完成份娩。雌激素增加子宫对催产素敏感性。对乳腺作用:在生理条件下，催产素释放是引发排乳反射主要步骤，在哺乳（或挤乳）过程中起主要作用。催产素能强烈地刺激乳腺导管肌上皮细胞收缩，引发排乳。对卵巢作用:卵巢黄体局部产生催产素可能有自分泌和旁分泌调整作用，促进黄体溶解（与子宫前列腺素相互促进）。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第13页催产素分泌调整催产素分泌普通是神经反射性。在分娩时，因为子宫颈受牵引或压迫，反射性地引发催产素释放。在哺乳期间，幼畜吮乳对乳头刺激也能反射性引发垂体尽快释放催产素。另外，雌激素能促进催产素及其运载蛋白释放，也可促进血液中催产素分解代谢。催产素应用催产素可用于促进动物分娩、治疗胎衣不下和产后子宫出血、子宫积脓等。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第14页（二）松果腺激素松果腺又名松果体，因形似松果而得名，位于下丘脑下方。在低等脊椎动物如古爬行类松果体是由能感受光刺激、类似视网膜细胞组成，所以这些动物松果体有“第三只眼睛”之称。而哺乳动物松果体已进化为腺体组织，是一个神经内分泌换能器。眼睛把光照周期信息经过一系列神经元传递给松果腺，影响其分泌活动，其神经通路以下：光→视网膜→视束→视交叉→中脑→桥脑→延脑→脊髓→颈上神经节→交感神经节后纤维。交感神经末梢释放神经递质是去甲肾上腺素。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第15页松果腺激素功效

松果腺分泌活动受光照周期调整，即昼夜交替和每年中日照时间变换周期均影响松果腺激素分泌，退黑素浓度在夜间升高，白天降低；在长日照季节，退黑素浓度较低，短日照季节浓度较高。因而松果腺是调整动物季节性繁殖主要器官。

促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第16页促性腺激素主要包含垂体前叶分泌促黄体素和促卵泡素胎盘分泌孕马血清促性腺激素和绒毛膜促性腺激素垂体前叶和胎盘都能分泌促乳素第三节促性腺激素促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第17页一、垂体及分泌激素

（一）垂体1.传入神经纤维2.下丘脑分泌细胞周围毛细血管3.下丘脑动脉4.垂体上动脉；5.垂体门脉系统6.垂体前叶7.血管窦8.嗜酸细胞9.嗜碱细胞10.嫌色细胞11.促性腺激素11’.FSH11’’.LH11’’’.LTH12.TSH13.ACTH14.GH15.糖尿因子16.胰岛素17甲状腺素18.肾上腺皮质素19.睾酮20.雌激素21.孕酮22.垂体后叶23.垂体侧静脉。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第18页（二）垂体分泌激素垂体前叶（腺垂体）可分泌7种激素，即嗜酸性细胞分泌生长激素（GH）和促乳素（PRL），嗜碱性分泌促黄体素（LH）、促卵泡素（FSH）、促甲状腺素（TSH）、促肾上腺皮质激素（ACTH）以及黑素细胞刺激素（MSH）。其中LH和FSH主要以性腺为靶器官，被称为促性腺激素。PRL因与黄体分泌孕酮相关也列为促性腺激素。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第19页二、垂体促性腺激素

（一）促卵泡素（FSH）和促黄体素（LH）化学特征FSH化学特征FSH是一个糖蛋白激素，分子量约30000。FSH分子是由非共价键结合α和β两个亚单位组成异质二聚体。

β亚单位决定激素生物学特异性，但只有与α亚单位结合才有生物学活性。LH化学特征LH是一个糖蛋白激素，分子量约为30000，由α和β两个亚单位组成。（二）FSH和LH合成、储存和释放促性腺激素是在有节律下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)刺激下合成和释放。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第20页（三）促性腺激素作用机理

促性腺激素也是经过活化独特受体对靶组织发挥特异性生物学效应。促性腺激素受体结合在靶细胞膜上。膜受体与促性腺激素结合后，刺激可溶性细胞内“第二”信使产生。第二信使刺激细胞内反应。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第21页（四）FSH和LH生物学作用FSH促进卵巢卵泡生长；促进卵泡颗粒细胞增生和雌激素合成和分泌，刺激卵泡细胞上LH受体产生；促进睾丸足细胞合成和分泌雌激素，刺激生精上皮发育和精子发生。在雌性动物，LH促进卵泡成熟和排卵；刺激卵泡内膜细胞产生雄激素；促进排卵后颗粒细胞黄体化，维持黄体细胞分泌孕酮。在雄性动物，LH刺激睾丸间质细胞合成和分泌睾酮，促进副性腺发育和精子最终成熟。（五）FSH和LH分泌调整FSH分泌调整FSH分泌是脉冲式。LH分泌调整LH基础分泌呈脉冲式。脉冲频率和振幅增多有其生理意义，且因动物种类和生理状态而异。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第22页（六）FSH和LH应用1.FSH应用畜牧业上，FSH通惯用于胚胎移植程序中超数排卵。另外，在诱发排卵、治疗性欲缺乏和卵巢囊肿等方面也有应用。2.LH应用LH惯用于诱导排卵、治疗卵巢囊肿等。普通先用PMSG或FSH促进卵泡发育，然后注射LH或hCG促进排卵。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第23页（七）促乳素促乳素（PRL）是垂体前叶腺特化细胞——促乳素细胞合成和分泌多肽激素。PRL生物学作用。（1）泌乳：PRL对乳腺作用包含乳腺生长和发育、乳合成、乳分泌维持都有作用。乳生成显然需要垂体PRL。产乳（泌乳维持）也绝对需要PRL。（2）黄体功效：PRL对黄体功效影响随动物种类和周期阶段而异。（3）繁殖行为。（4）稳态。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第24页第四节性腺激素含氮激素抑制素活化素卵泡抑素松驰素类固醇激素（SGS）雄激素雌激素孕激素动物性腺除产生配子（精子或卵子）以外，另一主要功效就是作为内分泌腺合成和分泌性腺激素。性腺激素包含两大类，即性腺类固醇激素和性腺多肽类激素。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第25页一、性腺类固醇激素（一）类固醇激素概述类固醇激素又称甾体激素，是含有甾核基本结构一类物质，主要包含三大类：①由肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素，包含糖皮质激素和盐皮质激素；②由性腺分泌性腺类固醇激素，简称性激素，包含孕激素、雌激素和雄激素；③由维生素D3经肝脏和肾脏2次羟化而成1，25（OH）2D3。类固醇激素对细胞生长、分化以及机体发育、代谢、免疫、生殖和行为等生理过程含有主要调整作用。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第26页几个主要性腺类固醇激素化学结构促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第27页（二）雄激素(angrogens)

起源：睾丸间质细胞，雌性肾上腺、卵巢和胎盘亦分泌少许。雄激素主要作用形式是睾酮和双氢睾酮。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第28页雄激素生物学作用（1）在雄性胎儿性分化过程中，睾酮刺激沃尔夫氏管发育成雄性内生殖器官（附睾、输精管等）；双氢睾酮刺激雄性外生殖器官（阴茎、阴囊等）发育。（2）睾酮开启和维持精子发生，并延长附睾中精子寿命；双氢睾酮在促进雄性第二性征和性成熟中起不可替换作用。（3）雄激素刺激副性腺发育（双氢睾酮对前列腺分化形成起主要作用）。（4）睾酮作用于中枢神经系统与雄性性行为相关。（5）睾酮对下丘脑或垂体有反馈调整作用，影响GnRH、LH和FSH分泌。（6）睾酮对外激素产生有控制作用。（7）睾酮对生殖系统以外作用。如增加骨质生成和抑制骨吸收；激活肝酯酶，加紧高密度脂蛋白分解，脂质沉积加紧。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第29页雄激素应用（1）睾酮在临床上主要用于治疗雄性动物性欲低下或性机能减退，但单独使用不如睾酮与雌二醇联合处理效果好。（2）合成雄激素制剂，注射给母牛或阉牛，使之作为试情牛。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第30页（三）雌激素(estrogens)雌激素是促使雌性动物性器官发育和维持正常雌性性机能主要激素。起源：主要卵巢内膜细胞和颗粒细胞，胎盘、肾上腺皮质和睾丸。LH卵泡内膜细胞产生睾酮颗粒细胞FSH转化睾酮雌激素促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第31页生物学作用胚胎期:促进子宫和阴道发育初情期前:促进第二性征发育初情期：促进下丘脑垂体分泌活动发情周期：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：刺激乳腺导管系统生长分娩期：与OXT协同，参加分娩发动泌乳期：与PRL协同促进乳腺发育，乳汁分泌促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第32页应用（1）治疗母畜不发情：注射己烯雌酚或雌二醇可使雌性动物表现发情，但不一定引发排卵，故受孕率很低。（2）治疗母牛持久黄体：经过PGF2α合成引发黄体退化、母牛发情。（3）在牛和羊可用雌激素引产。但在猪可用雌激素进行同期发情。因为雌激素在母猪含有促黄体作用（帮助维持黄体），故先用雌激素处理保持黄体期，然后统一停用雌激素并注射PGF2α，即可引发黄体退化，母猪同期发情。（4）雌激素与催产素配合可治疗母牛子宫疾病（如慢性子宫内膜炎、子宫积脓或积水），这是利用雌激素和催产素促进子宫收缩，增加子宫内膜血液循环，增强子宫内膜防御机能。（5）利用雌激素制剂进行人工诱导泌乳有一定作用。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第33页生殖激素促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第34页（四）

孕激素(progestins)起源：卵巢黄体细胞。睾丸、肾上腺、卵泡颗粒细胞亦分泌少许。孕激素和雌激素作为雌性动物主要性激素，共同作用于雌性生殖活动，二者作用既相互抗衡，又相互协同。二者在血液中浓度是此消彼长。孕酮主要靶组织是生殖道和下丘脑-垂体轴。总体说来，孕酮对生殖道作用是使之为开始和维持妊娠做准备。孕酮对生殖道作用需要雌激素预作用，雌激素诱导孕酮受体产生。相反，孕酮降调整雌二醇受体，阻抗雌激素作为促有丝分裂因子许多作用。

促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第35页二、性腺含氮激素（一）松弛素（RLX）松弛素类固醇激素又称甾体激素，是含有甾核基本结构一类物质，主要包含三大类：①由肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素，包含糖皮质激素和盐皮质激素；②由性腺分泌性腺类固醇激素，简称性激素，包含孕激素、雌激素和雄激素；③由维生素D3经肝脏和肾脏2次羟化而成1，25（OH）2D3。类固醇激素对细胞生长、分化以及机体发育、代谢、免疫、生殖和行为等生理过程含有主要调整作用。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第36页（二）抑制素及其相关肽1932年，McCullagh在牛睾丸提取物中发觉一个水溶性物质对垂体RLX分泌含有反馈性抑制作用，提出了“抑制素”。对促性腺激素分泌作用对性腺类固醇激素分泌作用在妊娠中作用调整特异性类型细胞生长和分化抑制素应用：经过抑制素主动或被动免疫可提早动物性成熟和增加排卵率。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第37页第五节胎盘激素孕马血清促性腺激素人绒毛膜促性腺激素促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第38页一、孕马血清促性腺激素

PMSG：pregnantmare'sgonadotrophin起源：马属动物胎盘尿囊绒毛膜细胞产生，是胚胎代谢产物，又称马绒毛膜促性腺激素（equinechorionicgonadotrophin，eCG）化学特征：糖蛋白质激素。由

-和

-两个亚基组成。

-亚基含有激素特异性，只有与

-亚基结合后才能表现其生物学活性。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第39页生殖激素PMSG分泌促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第40页生殖激素

生理功效及应用类似FSH和LH双重功效，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)，易引发卵巢囊肿。用PMSG诱导发情后，追加抗PMSG抗体。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第41页生殖激素二.人绒毛膜促性腺激素HCG：humanchorionicgonadotrophin起源：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”。化学特征：糖蛋白质激素，

-和

-亚基经过非共价键结合而成。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第42页生殖激素生理功效及应用生理功效与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促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第43页生殖激素雌性动物生殖激素作用促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第44页生殖激素雄性动物生殖激素作用促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第45页第六节前列腺素与外激素前1930年，科学家首先从人和动物精液中发觉了一个能引发平滑肌强烈收缩类脂物质并认为起源于前列腺，故名前列腺素（简称PG）。后研究证实，PG广泛存在于体内各种组织，如子宫内膜、胎盘、卵巢、下丘脑、肾、消化道等等，并含有广泛生物学作用。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第46页生殖激素一、前列腺素PG：Prostaglandin起源：各种组织和体液。生殖系统、呼吸系统、心血管系统等各种组织均可产生PG。基本结构：含20个碳原子不饱和脂肪酸，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。促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第47页生殖激素促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第48页生殖激素

生理功效（PGF2α与PGE2）溶解黄体：PGF2ª作用较强，各种动物适宜溶黄作用时间不一样促进排卵：机理尚不清楚子宫收缩和分娩：促进提升精液品质：影响运行时间受精：对胚胎着床，胎盘生长起调整作用促性腺激素释放激素GnRH专家讲座第49页生殖激素

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天后促性腺激素