第二章--生殖激素.ppt

1、第二章 生殖激素,概述 脑部生殖激素 性腺激素 胎盘促性腺激素 其他组织器官分泌的激素 生殖激素的测定,第一节 概述,激素的概念 激素的分类 生殖激素的种类 生殖激素的的合成、贮存及其作用,一、 激素的概念,激素 (hormone)， Starling 1905年提出 经典定义：激素为化学物质，是经过血液循环而被传递至靶细胞。 现代概念：由有机体产生、经体液循环或空气传播等途径作用于靶器官或靶细胞、调节机体生理机能的微量信息传递物质或微量生物活性物质。,二、激素的分类,分类标准 来源 生理作用 产生部位 化学本质,三、生殖激素种类,生殖激素：与动物性器官、性细胞、性行为的发生和发育以及发情、排

2、卵、妊娠、胚胎发育、分娩、泌乳等生殖活动有直接关系的激素。 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的激素。如生长激素等。 通常：生殖激素由内分泌腺体(无管腺)产生的，故又称为生殖内分泌激素。,分类标准 化学性质 来源,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,2、按来源分类 松果腺素：MLT 脑部激素 下丘脑释放激素：GnRH 垂体促性腺激素:FSH、LH 性腺激素：E、A、P 孕体激素：PMSG、hCG 组织激素：PG 外激素,四、生殖激素的合成、贮存及调节,1、生物合成(基因调控),结构

3、基因转录、翻译合成(蛋白质激素和大分子肽类激素),胞内酶系催化合成(类固醇、胺类和前列腺素及小分子肽类激素),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。,2、贮存,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。,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（binding protein，BP）或载体蛋白质（carrier protein，CP）结合。,表分泌(epicrine) ： 通过相邻细胞的缝隙连接。,神经内分泌(neur

4、ocrine) ：由神经元胞体合成后贮存于轴突，以扩散形式通过神经元间的突触间隙。,旁分泌(paracrine) ： 局部激素释放后，通过细胞外液间隙弥散至邻近的靶细胞以传递局部信息。,外分泌(exocrine) ： 由管道排泄至体外，主要经空气和水传播或异体接触。,3、释放,自分泌(autocrine) ： 细胞一部分影响另一部分，影响细胞器。,4、调节,正反馈与负反馈 长反馈或长回路反馈 短反馈或短回路反馈 超短反馈,5、生殖激素的作用特点,特异性（受体） 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,6、生殖激素的作用机理,

5、作用于细胞膜：蛋白质或多肽类激素 作用于细胞质和细胞核：类固醇激素 作用于感受细胞：外激素,作用于细胞膜,作用于细胞质和细胞核,作用于感受细胞,第二节 脑部生殖激素,均为含氮激素，作用于方式类似于神经递质，又称为神经内分泌激素。 下丘脑激素 松果腺激素 垂体激素,一、下丘脑激素,合成部位 种类 主要激素,腺垂体,弓状核,背区,后区,视交叉,腹中核,视前核,下丘脑内侧区主要神经核团和垂体示意图,前区,背中区,室旁核,结节部,乳头体,神经垂体,视交叉上核,乳头体前核,正中隆起,视上核,下丘脑激素的合成部位与主要生理作用,(续）,1、 促性腺激素释放激素,简称GnRH， gonadotrophin

6、releasing hormone 促黄体素释放激素(luteinizing hormone-releasing hormone，LH-RH或LRH） 促卵泡素释放激素(follicle-stimulating hormone releasing hormone，FSH-RH） 来源 化学结构 生理作用及应用 分泌调节,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 。 LH-RF（LRF）、FSH-RF Schally和Guillemin等(1971年），165000头猪的下丘脑组织、12步分离和提取。,化学结构,激动剂：,促排I号，促排II号，促排III号 巴

7、塞林(Buserelin, 又名Receptal或HOE766）等,颉颃剂,第6、10位氨基酸变化后，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。,下丘脑与垂体关系示意图,生理作用及应用,促进垂体LH和FSH的合成和释放 雄性:促进精子发生和增强性欲的作用 雌性:诱导发情、排卵，提高配种受胎率 治疗雄性性欲减弱、精液品质下降，雌性卵泡囊肿和排卵异常等；提高受胎率，增加产仔数。 长时间或大剂量应用GnRH或类似物有“抗生育作用”,GnRH分泌的调节,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，反馈机制调控 雌激素：正反馈，但一般情况负反馈调节 孕酮：强烈的负反

8、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分泌调节中枢,紧张中枢(tonic center）：位于弓状核和腹内侧核，控制持续释放量。雌激素对该中枢有负反馈调节作用。 周期中枢(cyclic center）：位于视上束交叉及内侧视前核。受雌激素的正反馈调节，从而在排卵前出现雌激素分泌高峰。 孕酮对该中枢有抑制作用，如黄体期和妊娠期，并阻遏雌激素的刺激作用。,2、催产素,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

9、，VP；抗利尿素，antidiuretic hormone，ADH）纯品，并阐明其化学结构与功能的关系。 合成 化学结构 生理功能 应用,催产素的合成,催产素的合成,一般动物同时存在OXT和VP，唯原口类鱼仅有8-精加催素(又称管催产素）前半部象OXT、后半部象VP。,化学结构 （含二硫键的九肽）,SS,催产素的生理功能,排乳：刺激乳腺导管肌上皮细胞收缩 分娩：刺激子宫平滑肌的收缩 发情：刺激子宫分泌前列腺素 溶黄：卵巢黄体分泌 加压素功能,催产素的应用,促进分娩，注意时间 治疗胎衣不下、子宫出血和促进子宫内容物的排出,二、松果体激素,松果体肿瘤性早熟（1896） 牛松果体提取物使青蛙皮肤褪色

10、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。,MLT,又名褪黑素或降黑素，化学名称为5甲氧 N乙酰色胺。 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。,分泌,日节律性：禽类产蛋 月节律性：发情周期 年节律性：季节性繁殖,作用,抗性腺 动物生产 免疫调节 抗自由基 镇静、镇痛,松果体分泌的其他激素,OXT、TRH、GnRH、睡眠诱导肽等肽类物质。 哺乳动物松果体GnRH比下丘脑内水平高46倍。 三肽（苏氨酸丝氨酸赖氨酸）：抗性腺

11、。人工合成物具有类似作用。,三、垂体激素,垂体结构 激素分泌细胞 垂体促性腺激素,垂体的结构,远侧部 垂体 腺垂体 结节部 前叶 中间部 垂体 神经部 漏斗突 后叶 神经垂体 漏斗柄 漏斗部 正中隆起,激素分泌细胞,垂体促性腺激素（GTH）： FSH、 LH 、PRL 。,垂体促性腺激素,GTH( gonadtropichormone) 卵泡刺激素(FSH) 促黄体素(LH) 促乳素（PRL）,1、促卵泡素（follitropin）,FSH：Follicle stimulating hormone，卵泡刺激素 分子量：猪29000，绵羊2500030000或3270033800，马32600，

12、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。,FSH生理功能,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。,FSH应用,诱导发情和超数排卵 治疗卵巢机能疾病 HL短，需多次注射,影响FSH生物学作用的因素,FSH分泌调节,GnRH、活化素 卵泡抑制素 雌激素,2、促黄体素,LH：luteinizing hormone 又名促间质细胞素

13、(interstitial cell stimulating hormone, ICSH) 分子结构与FSH类似。 、-亚基组成。,LH生理功能,雄性：刺激雄激素的合成和分泌，对副性腺发育和精子最后形成起决定作用。 雌性： 触发排卵。 促进黄体形成并分泌孕酮。 刺激卵泡膜细胞分泌雄激素。,LH应用,常用hCGGnRH替代，主要与FSH配合用于超数排卵 排卵障碍 卵泡囊肿 早期习惯性流产或早期胚胎死亡 母畜情期过短久配不孕 公畜性欲不强、精液和精子数量少,3、促乳素,催乳素(prolactin, PRL），促黄体生成素（luteotropin） 化学特性：单链蛋白质，有3个SS。 分子量为232

14、33（羊）、22000(鼠）或25000(人）。大分子量(可达56000）的促乳素前体（原）。,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,第三节 性腺激素,类固醇激素（SGS） 雌激素 雄激素 孕激素 含氮激素 抑制素 活化素 卵泡抑素 松驰素,一、类固醇激素,1 、雌激素(estrogens),分泌来源和种类 生理功能和应用,分泌来源和种类,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雌二醇活性最高。 植物

15、雌激素分子中没有类固醇结构。,生理功能,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,应用,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,2、雄激素(angrogens),雄激素来源及种类 雄激素的生理功能和应用,雄激

16、素来源及种类,来源：主要来源于睾丸的间质细胞，雌性的肾上腺、卵巢和胎盘也能分泌少量的雄激素。,种类：主要形式是睾酮、雄烯二酮、雄酮,雄激素的生理功能和应用,生理功能 促进雄性生殖道、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 对雌性的作用复杂,应用 治疗性欲不强和性机能减退 使用方法，埋植或注射 埋植剂量：牛0.5-1g，猪羊0.1-0.25g，注射：牛0.1-0.3g，猪羊0.1g,3、孕激素(progestin),来源及种类 生理作用与应用,来源及种类,来源：主要由卵巢中黄体细胞分泌。此外，睾丸、肾上腺、卵泡颗粒层细胞也有少量分泌。,种类：孕酮(黄体酮，progeste

17、rone，P4)、孕烯醇酮等。,生理功能与应用,生理功能 维持妊娠 孕酮对发情的作用,应用 防止功能性流产 诱发同期发情或超数排卵 治疗卵泡囊肿或排卵延迟 进行早期妊娠诊断,孕激素与雌激素对雌性生殖活动的作用比较,4、抑制素、活化素和卵泡抑素,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：、(A 、 B)； Atn：A - B、 A-A 、 B - B Fst：单链多肽分子,生理功能,Ibn：抑制促卵泡素分泌；对性腺有调节作用。单个亚基不生物学活性，但可抑制FSH与其受体结合。 Atn：促进

18、FSH的分泌。 Fst：特异性抑制FSH分泌，生物活性只及Ibn的1/3。,5、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，、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。,第四节 胎盘激素,孕马血清促性腺激素 人绒毛膜促性腺激素,1 、孕马血清促性腺激素,PMSG ：pregnant mares gonadotrophin 来源 化学特性 生理功能 应用,来源,主要由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（equine chorionic g

19、onadotrophin，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。,生理功能及应用,功能：类似FSH和LH的双重功能，以FSH为主 应用：诱导发情和超数排卵以及单胎动物生多胎，并可用于治疗卵巢静止、持久黄体等。 半寿期长(马144小时)，易引起卵巢囊肿。 用PMSG诱导发情后，追加抗PMSG抗体。,、人绒毛膜促性腺激素,HCG：human chorionic gonadotrophin 来源 化学特性 生理作用 应用,hCG的来源及其化学特性,来源：主要由灵长类动物妊娠早期的胎盘绒毛膜滋养层细胞分泌。即朗氏细胞（La

20、nghan Cell）分泌，存在于血液中并可经尿液排出体外， “孕妇尿促性腺激素”。 化学特性：糖蛋白质激素，由-和-两亚基通过非共价键结合而成。,生理功能及应用,生理功能与LH类似 促进母畜卵泡成熟和排卵 与 FSH、PMSG结合，同期发情、超数排卵 治疗排卵延迟或卵泡囊肿及慕雄狂 治疗雄性动物性腺发育不良或阳萎,第五节 其它组织分泌的激素,前列腺素 外激素,1、前列腺素,PG：Prostaglandin 来源 化学结构 种类 生理功能 类似物及其应用,来源,早在30年代，国外在人、猴、羊的精液中发现能兴奋平滑肌和降低血压的生物活性物质，并设想这类物质由前列腺分泌而来，故此命名为前列腺素（p

21、rostaglandin，PG）。 后来研究发现，PG几乎存在于身体各种组织和体液中。生殖系统（如精液、卵巢、睾丸、子宫内膜和子宫分泌物以及脐带和胎盘血管等）、呼吸系统、心血管系统等多种组织均可产生PG。,结构和种类,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。,生理功能（PGF2 与PGE2 ）,溶解黄体：PGF2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 与子宫收缩和分娩活动有关：促进

22、 可提高精液品质：影响运行时间 有利于受精：对胚胎着床，胎盘生长起调节作用,PGF2溶黄体作用时间,类似物及其应用,调节发情 控制分娩 治疗母畜持久黄体、卵巢囊肿与子宫疾病 可以增加公畜的射精量，提高受胎率,2、外激素（pheromone ）,概念：是动物向外释的一种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。 早期曾被Bethe（1932）称为体外激素（ectohormone），或引诱剂（attractants），这些名称从某一方面反映了外激素的特性。pheromone术语由Karlson、Lsche和Butenandt于1959年提出，现被广泛采用。,来源与特性,由外

23、激素腺体释放的。主要有皮脂腺、汗腺、唾液腺、下颌腺、泪腺、耳皮腺、包皮腺等有管腺。 某些外激素的产生与其分泌腺体周边组织的某些共生生物的代谢活动有关，即由腺体产生某些化学物质经共生生物代谢后便成外激素。由于有时引起某种特殊反应需要二种或两种以上的化学物质的参与，因此常将这些化学物质的混合物看成是一种外激素，即外激素可能是多种化学物质的混合物。 外激素的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。,人和罗猴性外激素主要成分结构简式,由麝鹿和灵猫香囊分泌的性外激素分子结构及其与人工合成香精化学结构的比较,公猪分泌的性外激素化学结构及其与睾酮的比较,生物学作用与应用前景,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。,第六节 生殖激素的测定,生物测定法 免疫测定法 受体测定法 其它理化测定法,一、生物测定