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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(neurocrine) :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,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 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,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。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( gonadtropic hormone) 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,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(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23233(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,progesterone,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
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