垂体(脑下垂体)是重要的神经内分泌器官,体积虽小,但作用很大,可分泌多种蛋白质激素调节动物的生长、发育、代谢以及生殖等活动。
一、垂体的构造与神经内分泌功能 :
垂体位于脑下部的蝶鞍(蝶骨内的一个凹陷处)内,以狭窄的垂体柄与下丘脑相连,故又称为脑下垂体。垂体由腺垂体和神经垂体两部分组成。腺垂体由远侧部、结节部和中间部组成。神经垂体由神经部和漏斗部构成。漏斗部包括漏斗柄、灰节结的正中隆起。远侧部和结节部合称为垂体前叶,神经部和中间部合称为垂体后叶。
二、垂体的细胞类型及所分泌的激素种类
垂体中分泌激素的细胞主要分布于腺垂体。垂体远侧部有两类不同的腺体细胞,即易染细胞和难染细胞。前者在其细胞质中含有一些特殊颗粒,可分泌激素;后者不含分泌颗粒,不具分泌功能,可能是易染细胞的前身或分泌后残余体。易染细胞可进一步分成嗜酸性细胞和嗜碱性细胞。
现已发现,腺垂体至少分泌7种激素,即嗜酸性细胞分泌的生长激素(GH)和促乳素(PRL)、嗜碱性细胞分泌的促肾上腺皮质素(ACTH)、促甲状腺素(TSH)、促卵泡素(FSH)、促黄体素(LH)、促黑色细胞素(MSH)。
三、腺垂体分泌的主要激素
1.促卵泡素:促卵泡素(follitropin)又名卵泡刺激素(FSH),是由腺垂体嗜碱性细胞分泌的糖蛋白质激素之一,由碳水化合物与蛋白质组成。
主要生理作用——
(1)FSH对雄性动物的主要作用,是促进生精上皮发育和精子的形成。FSH可促进精细管的增长,促进生精上皮分裂,刺激精原细胞增殖,并在睾酮的协同作用下促进精子形成。
(2)FSH对雌性动物的作用,主要是刺激卵泡生长和发育。
(3)在生理条件下,FSH与促黄体素有协同作用。在生理状态下,促黄体素对FSH的促卵泡发育和排卵作用有协同效应。然而在生产或临床应用中,由于正常动物体内含有促黄体素,和或FSH制品中含有大量促黄体素,以致在使用FSH制剂的同时如果再加促黄体素、反而影响FSH的作用效果。
临床应用——在动物生产和兽医临床上,FSH常用于诱导母畜发情排卵和超数排卵,以及治疗卵巢机能疾病。
2.促黄体素:促黄体素(LH)由腺垂体嗜碱性细胞分泌,分子结构与FSH类似,也是由a-和b-两个亚基组成的糖蛋白质激素
主要生理作用——
(1)LH可促进睾丸间质细胞产生并分泌雄激素,故又名促间质细胞素(ICSH),对副性腺的发育和精子的成熟具有重要作用。
(2)LH对雌性动物的生理作用主要表现在:选择性诱导排卵前的卵泡生长发育,并触发排卵。促进黄体形成并分泌孕酮。刺激卵泡膜细胞分泌雄激素,扩散到卵泡液中被颗粒细胞摄取而芳构化为雌二醇。此外,卵泡膜细胞具有对LH专一而对FSH并不专一的受体,在LH的作用下自身也能将雄激素转变为雌激素。
临床应用——LH由于来源有限、价格较贵,所以在临床上均用人绒毛膜促性腺激素替代。LH主要与FSH配合应用于超数排卵。
3.促乳素:促乳素(PRL),由腺垂体嗜酸性的促乳素细胞分泌,通过垂体门脉系统进入血液循环。
主要生理作用——
一、性腺激素的化学结构
由睾丸和卵巢分泌的激素,统称为性腺激素。性腺分泌的激素种类很多,根据化学本质可分为两大类,即性腺类固醇激素和性腺含氮激素。
睾丸分泌的雄激素(雄激素)和由卵巢分泌的雌激素(雌激素)、孕激素(孕酮)等,化学本质均为甾环衍生物,故在早期曾将类固醇激素称为甾体激素。甾环的化学名称为环戊烷多氢菲,由A、B、C和D四个环构成。前三个环构成菲,后一个环构成环戊烷。
二、几种主要的性腺激素
(一) 雄激素:
1. 来源与种类:
主要由睾丸间质组织中的间质细胞所分泌。睾丸生产的雄激素主要有睾酮和雄烯二酮。此外,雌性动物的肾上腺、卵巢和胎盘也可分泌雄激素,尤其当肾上腺囊肿时,雄激素分泌量增加。雄性动物肾上腺也可分泌雄激素,即睾酮类似物——雄酮。人工合成的雄激素类似物主要有甲基睾酮和丙酸睾酮,其生物学效价远比睾酮高。
2.生理作用:
(1)雄激素对雄性动物生殖活动的主要作用表现在:雄激素在动物幼年时期就已产生,对于维持生殖器官和附性腺以及第二性征的发育具有重要作用。对于成年动物,雄激素可刺激精细管发育,有利于精子生成。?维持雄性性欲。
(2)雄激素对雌性动物的作用:一方面,雄激素对雌激素有颉颃作用,可抑制雌激素引起的阴道上皮角质化。对于幼年动物,雄激素可引起雌性动物雄性化;另一方面,雄激素对维持雌性动物的性欲和第二性征的发育具有重要作用。此外,雄激素还通过为雌激素生物合成提供原料,提高雌激素的生物活性。国内在动物繁殖实践中常用的三合激素(含孕酮25mg、丙酸睾12.5mg和苯甲酸雌二醇1.5mg),就是配合应用雄激素诱导母畜发情排卵的典型实例。
(3)大剂量雄激素对雄性和雌性动物促性腺激素的分泌都有负反馈调节作用,可抑制促性腺激素的分泌。正常雄性动物应用雄激素处理,虽在短时期内对提高性欲有利,但对提高精液品质不利,更有可能通过负反馈调节作用影响性欲。
3.临床应用:
主要用于治疗公畜性欲不强(如阳萎)和性机能减退症。此外,母畜或去势公畜用雄激素处理后,可用作试情动物。常用的药物为丙酸睾酮,皮下或肌肉注射均可。
(二) 雌激素:
1.来源与种类:雌激素主要来源于卵泡内膜细胞和卵泡颗粒细胞。此外,肾上腺皮质、胎盘和雄性动物睾丸也可分泌少量雌激素。动物体内的雌激素主要有雌二醇(雌二醇)、雌酮(雌激素酮)、雌三醇(雌激素三醇)、马烯雌酮(equilin)、马奈雌酮(equilenin)等。人工合成的雌激素主要有己烯雌酚、苯甲酸雌二醇、己雌酚、二丙酸雌二醇、二丙酸己烯雌酚、乙炔雌二醇、戊酸雌二醇、双烯雌酚等。
雌激素在卵巢和睾丸内主要由雄激素转化而来,动物体内的雌激素生物活性,以17b-雌二醇最高,主要为卵巢所分泌。
2.生理作用:
(1) 剌激并维持雌性动物生殖道的发育。
(2) 使雌性动物发生并维持第二性征。
(3) 刺激卵泡发育。
(4) 作用于中枢神经系统,诱导发情行为。
(5) 刺激子宫和阴道腺上皮增生、角质化,并分泌稀薄粘液,为交配活动作准备;
(6) 刺激子宫和阴道平滑肌收缩,促进精子运行,有利于精子与卵子结合。
(7) 在妊娠期,雌激素刺激乳腺腺泡和管状系统发育,并对分娩启动具有一定作用。
(8) 在分娩期间,雌激素与催产素有协同作用,刺激子宫平滑肌收缩,有利于分娩。
(9) 在泌乳期间,雌激素与催乳素有协同作用,可以促进乳腺发育和乳汁分泌。
(10) 雌激素对雄性动物的生殖活动主要表现为抑制效应。大剂量雌激素可引起雄性胚胎雌性化,并对雄性第二性征和性行为发育有抑制作用。还可引起睾丸和附性器官萎缩,精子生成减少,雄性特征消失。
3.临床应用:
雌激素在临床上主要配合其他药物(如三合激素)用于诱导发情、人工刺激泌乳、治疗胎盘滞留、人工流产等。尤其在猪中,由于雌激素具有促黄体作用,所以用雌激素处理母猪后配合应用前列腺素,可以诱导母猪同期发情。在其他动物中,雌激素单独应用虽可诱导发情,但一般不排卵。因此,用雌激素催情时,必须等到下一个情期才能配种。
(三) 孕激素
1.来源与种类:激素(孕酮)是一类类固醇激素,在雄性和雌性动物体内均存在,既是雄激素和雌激素生物合成的前体,又是具有独立生理功能的性腺类固醇激素。在雌性动物第一次出现发情特征之前以及所有雄性动物中,孕激素主要由卵泡内膜细胞、颗粒细胞或睾丸间质细胞及肾上腺皮质细胞分泌;在雌性动物第一次发情并形成黄体后,孕激素主要由卵巢上的黄体分泌。此外,胎盘也可分泌孕激素。
孕激素种类很多,动物体内以孕酮(又称黄体酮,孕酮)的生物活性最高。因此,孕激素通常以孕酮为代表。除孕酮外,天然孕激素还有孕烯醇酮、孕烷二醇、脱氧皮质酮等。人工合成的孕激素有甲基乙酸孕酮(简称甲孕酮)、乙酸氯地孕酮(简称氯地孕酮)、甲地孕酮、炔诺酮等。
2.生理作用:
(1)孕激素能促进生殖道发育。生殖道受到雌激素的剌激而开始发育,但只有在经过孕激素作用后,才能发育完全;
(2)少量孕激素能与雌激素共同作用,使母畜出现发情的外部表现,大量孕激素能抑制发情和排卵,对抗雌激素的作用;
(3)通过刺激子宫内膜腺体分泌和抑制子宫肌肉收缩而促进胚胎着床并维持妊娠。
(4)孕激素对雄性动物生殖活动的作用,主要通过生物合成雄激素和雌激素来体现。
3.临床应用:
孕激素主要用于治疗因黄体机能失调引起的习惯性流产、诱导发情和同期发情等。用于诱导发情和同期发情时,孕激素必须连续提供(一般于皮下埋植或用阴道海绵栓)7天以上。在这种情况下,终止提供孕激素后,母畜即可发情排卵。
(四)松弛素(relaxin,RLX)
1.来源:又称耻骨松弛素,主要由妊娠黄体分泌,某些动物的胎盘、子宫、乳腺、前列腺等也可分泌少量松弛素。猪、牛等动物的松弛素主来自黄体,而兔主要来自胎盘。
2.生理作用:
(1) 在妊娠期的主要作用,是防止未成熟的胎儿流产。
(2) 在分娩时,松弛素水平降低,解除EOP对催产素释放的抑制作用,催产素释放增加,有利于分娩。
(3) 在雌激素的作用下,松弛素还可促进乳腺发育。
(4) 在卵泡发育过程中,松弛素作为生长因子,具有促进颗粒细胞增生的作用。
3.临床应用:
目前国外已有三种松弛素商品制剂,即Releasin(由松弛素组成)、Cervilaxin(由宫颈松弛因子组成)和Lutrexin(由黄体协同因子组成)。临床上可用于子宫镇痛、预防流产和早产以及诱导分娩等