第二章 生殖激素

第二章生殖激素Chapter2ReproductionHormone基本内容(maincontents)：调节繁殖机能的激素种类；主要生殖激素的功能和应用。基本要求(basicrequirement)：1、理解下丘脑-垂体-性腺轴对生殖机能的调节作用；2、重点掌握GnRH、LH、FSH、P、E2、PMSG、hCG、PGF2α产生部位、化学结构以及其功能和应用。3、了解高级中枢对生殖活动的影响、抑制素的分泌、外激素的存在及其对性活动的影响。第二章生殖激素第一节概述Introduction第二节神经激素Neuro-hormone第三节促性腺激素Gonadotrophin第四节性腺激素Gonadalhormones第五节前列腺素Prostaglandin外激素Pheromone,Ectohormone第一节概述Introduction一、内分泌学与动物繁殖内分泌学：研究激素及其受体的生化、生理、药理和分子生物学的一门学科。生殖内分泌学：内分泌学的一个分支，研究与繁殖有关的激素及其受体的结构和功能、繁殖机能的内分泌调节规律及其人工调控等。激素：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，具有调节机体生理机能的微量生物活性物质。生殖激素：直接影响生殖机能的激素。内分泌(endorcine):大多数内分泌细胞分泌的激素通过血液循环作用于远处的特定细胞。旁分泌(paracrine)：少部分内分泌细胞分泌的活性因子不进入血液循环，只在器官或组织内调节另一类细胞的功能。隐分泌(cryptocrine)：“围绕”邻分泌(juxtacrine)：“邻近”自分泌(autocrine)：细胞内（或间）的信息交流（与自身膜受体结合）。胞内分泌(intracrine)：（不释放到细胞间隙）直接在细胞内起作用。旁分泌自分泌内分泌补充：激素的计量单位1、国际单位（internationalunit,iu）：经世界上权威学者商定并得到认可的生物计量单位2、重量单位：Milligram,mg（毫克，1/1000克）•Microgram,µg（微克，1/百万克）•Ninogram,ng（纳克，1/十亿克）•Picogram,pg（皮克，1/万亿克）3、生物单位（biologicalunit）：用生物来测定生物活性物而获得的计量单位地，如激素有大、小鼠等单位4、激素的半衰期：激素在动物体内维持一半活性的时间。（记忆！！！）二、调节繁殖机能的器官和组织大脑—下丘脑—垂体—性腺轴还涉及其他外周器官的活动二、调节繁殖机能的器官和组织（一）大脑边缘系统大脑边缘系统：大边缘叶的皮质、皮质下核、边缘中脑区和边缘丘脑核等部分。（二）丘脑下部（下丘脑，hypothalamus）•结构：第三脑室底部+部分侧壁。•底部突出以漏斗柄和垂体相连。•解剖：外侧区—下丘脑外侧核内侧区—前组：视前核、视交叉上核、视上核和室旁核等•后组：乳头体核等•结节组：背内侧核、腹内侧核•和弓状核促垂体区•（神经内分泌的主要区域）下丘脑hypothalamus前叶后叶中叶（三）垂体(pituitary)1、解剖结构2、垂体与下丘脑的解剖学关系垂体通过垂体柄与下丘脑相连。垂体—门脉系统垂体上动脉与垂体下动脉在下丘脑漏斗部形成毛细血管丛。•注意:•催产素和加压素不经过垂体_门脉系统，它们是在下丘脑分泌，经运输到垂体后叶贮存释放。（四）性腺睾丸：雄激素（T）卵巢：雌激素（E2）、孕激素（P4）（五）其他器官组织子宫：前列腺素胎盘：胎盘促性腺激素、P4松果腺：褪黑色素甲状腺：甲状腺素肾上腺：肾上腺素胰岛腺：胰岛素三、生殖激素的种类1、按分泌器官分类下丘脑类：GnRH、TRH、PRF、PIF、OXT等；垂体类：LH、FSH、PRL等；性腺类：睾酮、雌二醇、孕酮、抑制素、松弛素、激活素等；胎盘类：hCG、PMSG；前列腺类：PG(A、B、E、F）；2、按化学成分分类糖蛋白或肽类(peptides,proteins)：大多数激素；类固醇类(steroids)：性腺激素、肾上腺皮质激素；脂肪酸类(fattyacids)：仅前列腺素类；其它：吲哚类indoles-MLT,氨基酸类aminoacids-T第二节神经激素Neuro-hormone中枢神经系统内有些细胞能合成和分泌一些肽类物质，并通过血液循环到达远隔的靶器官发挥作用。这些细胞称为神经内分泌细胞，所分泌的神经肽称为神经激素。一、下丘脑激素（一）下丘脑激素的种类下丘脑的神经内分泌细胞分：1、大细胞神经分泌系统：视上核、室旁核催产素，加压素等2、小细胞神经分泌系统：弓状核、腹内则核、室周核、视交叉上核分泌促性腺激素释放激素（GnRH）、TRH、GHRH等至少9种(二)促性腺激素释放激素(gonadotrophinreleasinghormone,GnRH):1、合成和分布下丘脑的弓状核、视前区、前区等核团。以上核团中神经细胞合成后,由其轴突输送至正中隆起,分泌入垂体－门脉系统，后至垂体前叶。还有脑干、杏仁核、松果腺、性腺、胎盘、肝脏、消化道等分泌GnRH。靶器官2、GnRH的化学结构（记忆）所有GnRH分子均为10肽，其中第1～4位氨基酸（N端）和第9、10位氨基酸（C端）高度保守，而第8位氨基酸变动最大，其次是第5、7和6位。在GnRH分子中，N端的焦谷氨酸含有内酰胺键，因而没有游离氨基；C端的甘氨酸形成酰胺结构，因而也没有游离的羟基。GnRH在体内极易失活，因为肽链中第6和7位、第9和10位氨基酸之间的肽键极易被裂解酶分解。此外，第5和6位氨基酸之间的肽键也不稳定。用D-氨基酸（如赖氨酸）置换第6位的甘氨酸，或去掉第10位的甘氨酸后于9位的脯氨酸后接上乙酰胺，即合成各种GnRH高活性类似物（激动剂），如国产的LRH-A3和国外的Buserelin（又名Receptal或HOE766）等，其生物活性比天然GnRH高数十倍甚至数百倍。相反，用D-氨基酸取代第6位以外的L-氨基酸，则合成GnRH颉颃类似物或颉颃剂。m-GnRH哺乳类（Mammal）pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2c-GnRH-I鸡（Chicken）pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Gln-Pro-Gly-NH2c-GnRH-Ⅱ鸡（Chicken）pGlu-His-Trp-Ser-His-Gly-Trp-Tyr-Pro-Gly-NH2sb-GnRH鲷鱼（Seabream）pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Ser-Pro-Gly-NH2s-GnRH鲑鱼（Salmon）pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Trp-Leu-Pro-Gly-NH2cf-GnRH鲶鱼（Catfish）pGlu-His-Trp-Ser-His-Gly-Leu-Asn-Pro-Gly-NH2df-GnRH鲨鱼（Dogfish）pGlu-His-Trp-Ser-His-Gly-Trp-Leu-Pro-Gly-NH21-GnRH-Ｉ七鳃鱼（Lamprey）pGlu-His-Tyr-Ser-Leu-Glu-Trp-Lys-Pro-Gly-NH21-GnRH-Ⅲ七鳃鱼（Lamprey）pGlu-His-Tyr-Ser-His-Asp-Trp-Lys-Pro-Gly-NH23、GnRH的生物学作用及其机理（1）GnRH的生物学作用(记忆)①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释放的作用，但FSH分泌还有不同于LH分泌的调节机制。②长时间或大剂量应用GnRH及其高活性类似物，会出现所谓抗生育作用，即抑制排卵、延缓胚胎附植、阻碍妊娠甚至引起性腺萎缩。这种作用与GnRH本来的生理作用相反，故称为GnRH的“异相作用”。-大剂量的高活性物的“异相作用”（2）GnRH作用于靶细胞的机理4、GnRH分泌的调节1）神经调节环境变化－高级神经中枢－与GnRH神经元联系－释放神经递质－调节GnRH（2）体液（激素）调节GnRH分泌的激素调节包括：长反馈：性腺分泌的激素通过血液循环，返回调节GnRH的分泌；短反馈：垂体所分泌的激素对下丘脑GnRH的调控；超短反馈：下丘脑分泌的激素对下丘脑本身GnRH的调节。超短反馈调节GnRH分泌的中枢：（1）持续中枢：控制GnRH的基础分泌(弓状核，腹内侧核)（2）周期中枢：控制GnRH的周期性分泌（前区，视前区，视交叉上核）5、GnRH的应用(记忆)（1）诱导母畜发情排卵；（2）提高受胎率；（3）治疗母畜不孕症；（4）促进鱼类催情和促排卵。二、催产素(Oxytocin，OT,OXT)（一）OXT的合成及转运1、下丘脑的视上核和室旁核分泌，由OXT运载蛋白专一性地运载OXT至垂体后叶，需要时释放。2、卵巢、子宫在也有少量产生。（二）OXT的化学特性1、催产素和加压素都是含有一个二硫键的9肽化合物。2、催产素和加压素有两个氨基酸残基不同，即第三位为异亮氨酸而不是苯丙氨酸，第八位为亮氨酸，而不是精(或赖)氨酸。室旁核视上核前叶后叶催产素和加压素的结构（三）OXT的生物学作用1、对子宫—刺激平滑肌收缩，促进分娩；E2增加子宫对OXT的敏感性；2、对乳腺—刺激乳腺导管肌上皮细胞收缩，引起排乳；3、对卵巢—刺激子宫分泌PGF2α，或者通过自分泌和旁分泌的途径引起黄体溶解而诱导发情；（四）OXT分泌的调节神经反射性的1、分娩2、哺乳3、雌激素（促进OXT释放）吮乳刺激与排乳反射(五)OXT的应用1、促进动物分娩；2、治疗胎衣不下、产后子宫出血、子宫脱出，子宫积脓（液）等；（一）来源松果腺（pinealgland），形似松果体而得名。有“第三只眼睛”之称。它是个感光系统。（二）分泌激素种类吲哚类：主要有褪黑素(melatonin,MLT，N－乙酰－5甲氧色胺)肽类：8-精（赖）加催素、TRH、GnRH等三、松果腺激素（神经激素）（三）褪黑激素的作用１、对繁殖系统的作用：对长日照动物，有抗生殖作用；对短日照动物，则有促进繁殖作用。2、对毛纤维生长的作用：毛皮动物的换毛具有明显季节性。３、使两栖类如蛙皮肤褪色（命名由来）。４、促进睡眠。市场上有售,松果体素，脑白金，美立宁,美乐宁,美洛宁,美乐托宁等多种品牌的食品。记忆：长日照动物：随着日照时间逐渐变长而进入繁殖季节的动物称之。如马（春）。短日照动物：随着日照时间逐渐变短而进入繁殖季节的动物称之。如羊（秋）。第三节促性腺激素(Gonadotrophin，Gn)垂体前叶（腺垂体）促卵泡素(Follicularstimulatinghormone)：FSH促黄体素(Luteinizinghormone)）：LH胎盘孕马血清促性腺激素(Pregnantmareserumgonadotrophin)：PMSG人绒毛膜促性腺激素(humanchorionicgonadotrophin)：HCG垂体前叶、胎盘促乳素（prolaction）：PRL一、垂体促性腺激素（一）FSH和LH1、化学特性（1）为糖蛋白（糖和蛋白质），相对分子量约30000，具a和β两亚基，只有在两者结合的情况下才有激素活性。（2）α亚基为结合基团，具有很高的同源性。各种糖蛋白激素的α亚基可与其他激素的β亚基结合成杂合激素。（3）β亚基为功能或活性基团，决定激素的特异性。β亚基在不同动物间差异比较大。（4）生物活性与PH有关，寡糖基团也影响激素在体内的半衰期。FSH半衰期为2～4h，LH半衰期为0.5h。2、生物学作用FSH：于♀:（1）促进卵泡发育、促进卵泡颗粒细胞增生、促进卵泡颗粒细胞分泌E2（2）刺激卵泡颗粒细胞上LH受体产生；（3）与LH协同作用，促进卵泡成熟和排卵。于♂:（1）促进睾丸足细胞合成和分泌E2;（2）促进生精上皮增生和精子发生。LH：于♀:（1）促进卵泡发育成熟和排卵；（2）刺激卵泡内膜细胞分泌雄激素；（3）促进黄体的形成及分泌孕激素。于♂:（1）刺激睾丸间质细胞合成和分泌雄激素；（2）促进副性腺的发育和精子的产生和最后成熟。双细胞