第九章 内分泌与生殖
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内分泌与生殖医学研究一、引言内分泌与生殖医学研究是一门综合性的医学科学,主要关注人体内分泌系统和生殖系统的生理功能、疾病发生及治疗,重要性不言而喻。
伴随着现代科技的不断进步和研究人员的不懈努力,内分泌与生殖医学研究已经取得了显著的进展和成果。
本文将从“生殖系统疾病的研究”、“内分泌系统疾病的研究”、“生殖与内分泌系统的相互作用研究”三个方面进行探讨。
二、生殖系统疾病的研究生殖系统疾病是指影响生殖系统健康的各种疾病,包括不育症、性传播疾病、生殖内分泌失调性疾病等。
不育症是生殖系统疾病中比较常见的疾病,由于不同原因导致男女性生殖功能障碍,使得这对夫妻难以生育后代。
在不育症的研究中,相关研究人员已经通过不断改进诊断和治疗方法,提高了不育症患者的生育成功率。
例如,以人类精子解冻后保存为例,新型冷冻技术的应用不仅能有效提高精子保存的成功率,同时也能够减少保存的精子出现畸形或减弱精子活性的情况。
三、内分泌系统疾病的研究内分泌系统疾病通常指因内分泌系统功能异常导致的疾病,如糖尿病、甲状腺功能异常、垂体分泌功能异常等。
这些疾病不仅会影响患者的生活质量,还会导致严重的后果。
近年来,通过对内分泌系统原理的不断深入研究,科学家们对这些疾病的发生机理和治疗方法有了更为深刻的认识。
例如,为了更好地治疗糖尿病,研究人员通过基因编辑技术开发了肝脏中胰岛素相关酶基因组水平编辑技术,成功的改善了糖尿病小鼠的病情。
四、生殖与内分泌系统的相互作用研究生殖与内分泌系统有着密切的联系,生殖系统的健康状况也可以影响内分泌系统的功能。
以激素为例,黄体生成素是一种关键激素,它不仅可以调节女性生殖系统的周期,还能够影响女性的心理状态。
另外,在孕期内,大量分泌的人绒毛膜促性腺激素和催乳素,一方面能够辅助女性受孕,另一方面也能够影响女性的皮肤和头发健康。
因此,科学家们通过对生殖与内分泌系统相互作用的研究,发现并优化某些激素的使用,从而有效地缓解了一系列内分泌系统疾病。
第九章内分泌系统一、本章要求掌握:内分泌系统的组成,内分泌腺的一般组织结构特点;甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、垂体的组织结构及所分泌的激素。
熟悉:甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、垂体的位置与形态。
二、复习要点(一)内分泌系统概述1. 内分泌系统包括:①体内独立的内分泌腺;②位于其他器官内的内分泌结构;③散在分布于其他组织或器官内的内分泌细胞。
2. 内分泌腺的结构特点:①腺细胞通常排列成索状、团块状或囊状;②不具备排送分泌物的导管;③含丰富的毛细血管。
3. 内分泌细胞分类: 按其分泌物的化学性质,可分为两大类:①分泌含氮激素细胞(分泌的激素是蛋白质、肽及胺类等)②分泌类固醇激素细胞(二)内分泌器官1. 甲状腺(1)位置及外形甲状腺呈“H”形,分左、右两个侧叶和中间的峡。
(2)组织结构及分泌激素1)滤泡滤泡大小不等,呈圆形或卵圆形,滤泡壁为单层立方上皮,称滤泡上皮细胞,可合成和分泌甲状腺激素。
甲状腺激素的主要功能:①是促进机体的新陈代谢,②提高神经兴奋性,促进生长发育。
甲状腺激素对幼儿的骨骼发育和中枢神经系统发育影响显著。
2)滤泡旁细胞功能:分泌降钙素,能促进成骨细胞的活动,使钙盐沉着于骨质内,并抑制胃肠道和肾小管吸收Ca2+,使血钙下降。
2. 甲状旁腺甲状旁腺呈扁椭圆形,位于甲状腺两侧叶的后面,分上、下两对。
其腺细胞分为主细胞和嗜酸性细胞两种。
主细胞分泌甲状旁腺素。
3. 肾上腺(1)位置及外形左右各一,位于腹膜后间隙,两肾的上方,与肾共同包在肾筋膜内。
(2)组织结构及分泌激素1)皮质球状带位于被膜下方,较薄,细胞排列成团块状。
功能:分泌盐皮质激素,如醛固酮等。
束状带位于球状带深部,最厚。
腺细胞排列成单行或双行细胞索,索间为少量结缔组织和窦状毛细血管。
功能:产生糖皮质激素,如皮质醇、皮质酮等。
网状带靠近髓质。
细胞索相互吻合成网,网孔中有少量结缔组织和窦状毛细血管。
细胞较小,核小着色深。
胞质中含少量脂滴和较多脂褐素。
内分泌与生殖生物学是两个紧密相关的领域,它们共同控制和影响人类的身体发育、生长和能力。
内分泌系统和生殖系统之间存在着复杂的相互作用,它们之间的错综复杂的连锁反应,构成了人体中发生的许多生物学过程。
内分泌系统是由内分泌腺、神经内分泌细胞、激素、受体和相应的信号传导系统组成的,它们在人体中发挥着重要的调节作用。
它们不仅控制着代谢、生长和心理状态等基本生理功能,还调节着生殖功能。
由于内分泌系统和生殖系统相互作用的复杂性,许多内分泌失调引起的疾病和生殖系统有关。
例如,卵巢多囊症候群和子宫内膜异位症等疾病,都涉及到了内分泌和生殖系统之间的错综复杂的作用。
卵巢多囊症候群是一种常见的内分泌失调引起的疾病,其特征是卵巢中存在多个卵泡,但这些卵泡未能正常成熟和排出。
这可能导致女性月经不调、不孕和其他健康问题。
子宫内膜异位症也是一种常见的内分泌失调引起的疾病。
这种疾病是由于子宫内膜细胞生长和分裂在子宫外方面,或者成为了异位子宫内膜,导致疼痛、月经不规律以及不孕等症状。
由于内分泌系统和生殖系统之间的复杂作用,许多药物和治疗方法都是为了平衡内分泌系统和治疗生殖问题而设计的。
例如,抗雄激素药物可用于治疗多囊卵巢综合症,以降低体内雄激素的含量。
另外,激素替代疗法也可用于平衡女性缺乏的雌激素和孕激素等荷尔蒙。
基因和环境因素也会影响内分泌和生殖系统之间的相互作用。
例如,某些基因突变可以导致遗传性疾病,如肥胖症、多囊卵巢综合症等。
另外,环境因素如暴露在荷尔蒙干扰物、辐射、化学污染物和抗生素等物质中也容易引起内分泌失调。
总之,内分泌系统与生殖生物学的关系非常紧密。
了解和平衡二者之间的相互作用可以帮助治疗各种内分泌失调和生殖问题,提高健康水平并改善生活质量。
人类内分泌与生殖系统的分析研究人类的内分泌与生殖系统是两个紧密关联且极其复杂的生理系统,它们在维持人体的正常生理功能、生长发育以及生殖繁衍等方面发挥着至关重要的作用。
内分泌系统犹如一个精细的化学信使网络,通过分泌各种激素来调节身体的生理过程。
这些激素由内分泌腺产生,包括垂体、甲状腺、胰岛、肾上腺等。
激素在血液中循环,到达身体的各个部位,与特定的细胞受体结合,从而引发一系列的生理反应。
以甲状腺为例,它分泌的甲状腺素对人体的新陈代谢、生长发育以及神经系统的功能都有着深远的影响。
甲状腺素分泌不足会导致甲状腺功能减退,使人感到疲劳、体重增加、思维迟缓等;而分泌过多则会引起甲状腺功能亢进,出现心悸、手抖、消瘦等症状。
再看胰岛,它分泌的胰岛素和胰高血糖素对于调节血糖水平起着关键作用。
胰岛素能够促进细胞摄取葡萄糖,降低血糖;胰高血糖素则相反,能够促进肝糖原分解,提高血糖。
当这一平衡被打破,就可能导致糖尿病等疾病的发生。
生殖系统则负责人类的生殖和繁衍。
在男性,生殖系统包括睾丸、附睾、输精管、前列腺等。
睾丸是男性生殖系统的核心,它产生精子并分泌雄激素,如睾酮。
睾酮对于男性的性征发育、肌肉生长、骨骼密度等都有着重要的作用。
女性的生殖系统包括卵巢、输卵管、子宫、阴道等。
卵巢是女性生殖系统的关键器官,它产生卵子并分泌雌激素和孕激素。
雌激素对于女性的生殖器官发育、第二性征的出现以及骨骼健康等都具有重要意义。
孕激素则在维持妊娠过程中发挥着关键作用。
内分泌系统和生殖系统之间存在着密切的相互作用。
例如,在女性的月经周期中,下丘脑垂体卵巢轴(HPO 轴)起着重要的调节作用。
下丘脑分泌促性腺激素释放激素(GnRH),刺激垂体分泌促卵泡激素(FSH)和促黄体生成素(LH)。
FSH 促进卵泡的发育和雌激素的分泌,LH 则在排卵前促使卵泡成熟并排卵。
雌激素和孕激素的周期性变化又会反馈调节下丘脑和垂体的分泌活动,从而形成一个精密的调控环路。
第九章生殖内容梗概:一鱼类性腺的形态;二鱼类性别分化和性别决定;三精巢的机能※四卵巢的机能※五性腺活动的调节※第一节鱼类性腺的形态一精巢的形态大部分硬骨鱼类的精巢为一对延长的器官,附着在体腔背壁上,精巢向后延伸部分形成输精管,终止在直肠和输尿管之间的生殖乳突上。
硬骨鱼类精巢由间质和小叶(或小管)组成。
间质位于小叶之间,由间质细胞、成纤维细胞和血管、淋巴管组成。
其中间质细胞与哺乳类的Leydig’s细胞同源,是合成激素的场所。
小叶(或小管)具有两种类型的细胞,即生殖细胞和排列在小叶或小管周围的体细胞(小叶界细胞),后者称为谢尔托立氏细胞(Sertoli cell),由它们组成小叶或小管内的小囊。
根据精子发生的模式,可将鱼类精巢结构分成两种类型:小叶型和小管型。
小叶型精巢•小叶型精巢为绝大部分硬骨鱼类所具有,它由许多被结缔组织分隔成的小叶组成,小叶中的原始生殖细胞经历若干次有丝分裂,形成含有数个精原细胞的生精小囊。
在成熟过程中,一个生精小囊内的所有生殖细胞大都处于相同的发育阶段,随着精子发生到精子形成,生精小囊不断扩大,最后破裂,精子被释放进入与输精管相连的小叶腔中。
小管型精巢小管型精巢见于花鳉科鱼类和鳉科鱼类。
这种精巢为许多小管规则地排列在外端固有膜和中央腔之间。
原始生殖细胞仅位于小管近盲端部分,随着精子发生到精子形成,生精小囊逐渐向中央腔方向移动,成熟的精子被释放入与输精管相连的中央腔。
二卵巢的形态大部分硬骨鱼类的卵巢为一对中空的囊状器官,卵巢腔实际上是体腔的隔离部分,卵巢腔的后端延伸形成输卵管。
硬骨鱼类的输卵管与卵巢腔直接相连。
成熟的卵直接落入卵巢腔中,通过输卵管由泄殖孔排出。
大部分硬骨鱼类卵巢表现为周期性变化,按卵子发生模式可分为三种卵巢类型:全同步性卵巢;副同步性卵巢;非同步性卵巢全同步性卵巢卵巢中含有的卵母细胞都处于同一发育阶段,具有这种类型卵巢的鱼类,一生只产一次卵,产卵后即死亡,如一些溯河性鱼类大西洋鲑和大麻哈鱼属;降河性鱼类如鳗鲡。
副同步性卵巢卵巢至少有两种不同发育阶段的卵母细胞组成,如光鲽和虹鳟,每年只产一次卵,而且产卵季节较短。
非同步性卵巢卵巢中含有各个发育阶段的卵母细胞,如青鳉和金鱼。
这些鱼一般有较长的繁殖季节,并能进行多次产卵。
鱼类卵巢由卵原细胞、卵母细胞以及外围的滤泡细胞、支持细胞、基质细胞、血管和神经组织组成。
在早期发育阶段,每个卵母细胞外围被一层不连续的滤泡细胞包围。
随着卵母细胞不断生长,滤泡细胞增殖并形成一层连续的滤泡细胞层(颗粒细胞层),之后,由结缔组织形成滤泡膜的外层(鞘膜层)。
卵黄发生期的卵母细胞由两个主要的细胞层包围,即鞘膜层(外层)和颗粒层(内层),两层之间由基膜将它们分开。
鞘膜层含有成纤维细胞、胶原纤维和毛细血管;一些鱼类的鞘膜层还含有特殊鞘膜细胞;颗粒层则由排列紧密的单层柱状上皮细胞组成。
第二节鱼类性别分化和性别决定一性别分化鱼类性别分化可分为两种主要类型。
第一种类型为卵巢和精巢同时分化的,大约一半的个体分化为雄性,另一半的个体分化为雌性。
如大西洋鲑。
第二种类型是该种鱼类所有个体的生殖细胞仅向同一种性别发育,雌性先成熟或雄性先成熟,另一种性别的生殖细胞只能在一部分个体性腺发生反转时才出现,如驼背大麻哈鱼、黄鳝。
关于鱼类性别分化的认识总的认识:1. 不同鱼类性别分化的时间是不一样的;2. 一般雌性分化早于雄性分化;3. 一般先在组织学上看到性别分化特征,细胞学上的性别分化发生在稍晚时候。
二性别决定(确定性分化方向的方式)高等脊椎动物一样,鱼类性别决定的基础仍然是遗传基因,但不同的是在许多鱼类,性别决定的基因并不明显地集中于性染色体上,常染色体上的基因更多地参与到性别决定中。
另外,在发育早期,鱼类的性别更明显地表现为双向潜力:某些外部环境因素能在不同程度上影响鱼类的性别分化。
许多鱼类,雌雄之间存在着经济形状的差异,因此,通过性别控制生产单性种群可扩大生产效益。
第三节精巢的机能一精巢的生精作用(一)精子发生精原细胞→初级精母细胞→次级精母细胞→精子细胞→精子分期:增殖期→生长期→成熟期→变态期(二)精巢的分期按鱼类精巢的体积、色泽、生殖细胞的发育阶段等,我国学者一般将精巢的发育分为6期。
Ⅰ期精巢:透明,细线状,紧贴鳔的腹面两侧,肉眼不易区分性别,但经切片检查,可见无定形的精原细胞分散在结缔组织之间。
一般只限当年才有Ⅰ期精巢。
Ⅱ期精巢:细带状,半透明或不透明。
血管不明显,精原细胞增多,排列成束,构成实心的精小叶。
Ⅱ期精巢终生也只出现一次。
Ⅲ期精巢:扁带状。
实心的精小叶中央出现空腔。
初级精母细胞沿小叶边缘作单层或多层排列。
雄鱼达性成熟年龄后,Ⅲ期精巢可由Ⅵ期精巢自然退化或由Ⅴ期精巢排精后回复。
Ⅳ期精巢:乳白色,表面有明显的血管分布。
此期的精小叶内可见到有的生精小囊内为初级精母细胞,有的为次级精母细胞,有的则为精子细胞,而每个生精小囊内生殖细胞发育基本一致。
4冬龄或4冬龄以上的雄性家鱼都是以Ⅳ期精巢越冬的。
Ⅴ期精巢:乳白色,表面血管更加明显,精小叶空腔里充满精子。
精小叶的壁由精子细胞及变态不完全的精子组成。
这时轻压雄鱼后腹部,可见乳白色的精液从泄殖孔流出。
Ⅵ期精巢:淡黄色,体积比Ⅴ期精巢显著缩小。
精小叶中只残留少量精子,或者完全没有精子。
精小叶的壁为精原细胞和初级精母细胞。
二精巢的内分泌机能(一)内分泌组织:精巢的内分泌组织为间质细胞、小叶界细胞、输精管上皮细胞。
(二)激素种类及生理作用:主要是睾酮和11-氧睾酮,另外也能分泌脱氢表雄酮、雄烯二酮,还能分泌孕酮。
(三)作用:1.促进雄性附性器官发育;2.刺激和维持雄性第二性征;3.促进精子发生4.促进排精;5.促进代谢,促进蛋白质和RNA合成。
第四节卵巢的机能一卵巢的生卵作用(一)卵细胞发育与成熟:鱼类第一次成熟分裂发生在排卵前,第二次成熟分裂在排卵前开始,停止于中期,受精后才全部完成。
鱼类卵子发育过程1.增殖期;2.生长期(小、大)。
初级卵母细胞首先进入细胞核和细胞质生长阶段,使细胞体积增大,这一阶段称为小生长期;之后,由于卵母细胞中营养物质积累,卵母细胞体积迅速增大,这一阶段称为大生长期。
卵黄发生于大生长期。
在此时卵母细胞尚未开始成熟分裂。
3.成熟期:初级卵母细胞开始进行成熟分裂,产生1个卵细胞和3个极体。
(二)卵巢的分期Ⅰ期卵巢:半透明,细线状,紧贴鳔腹面两侧。
肉眼不能辨别雌雄。
卵巢内以卵原细胞为主,显微镜下可看到有丝分裂染色体的各种分裂图象。
Ⅰ期卵巢在鱼类终生只发生一次。
Ⅱ期卵巢:扁带状。
白色或肉红色(因有血管分布)。
肉眼看不清卵粒,但固定后可见蓄卵板。
Ⅱ期卵巢以初级卵母细胞为主,且处于小生长期。
鱼类卵巢在这一阶段持续的时间很长。
性成熟亲鱼产卵后,或退化的卵巢一般返回到第Ⅱ期,然后再继续发育。
Ⅲ期卵巢:囊状;血管发达;肉眼可见卵粒。
初级卵母细胞进入大生长期,开始卵黄发生。
滤泡细胞双层。
卵母细胞出现放射带。
达到性成熟年龄以后的四大家鱼雌性个体,都是以Ⅲ期卵巢越冬的。
根据这一特点,可以作为选留亲鱼的依据。
Ⅳ期卵巢:体积大,血管发达,卵粒饱满,易于分离。
卵核由中位到偏位。
卵核偏位和卵黄颗粒充满初级卵母细胞是生长成熟的标志,此时进行催产,易获成功。
Ⅴ期卵巢:卵母细胞成熟。
卵巢松软,卵游离。
轻压鱼腹部或提起亲鱼,有卵流出。
池养家鱼的卵巢不会自动发育到Ⅴ期,必须经过人工催产。
无论是池养家鱼人工催产,或是生长在江河环境自然繁殖,由Ⅳ期卵巢发育到Ⅴ期卵巢经历的时间都是短暂的,在水温20℃~28℃下,一般只需要12~20小时。
Ⅵ期卵巢:无论是池养已达性成熟的家鱼或是生长在江河环境中已达性成熟的四大家鱼,卵巢内的卵母细胞都有可能趋向生理死亡,前者出现的原因是未能及时进行人工催产,后者出现的原因是在生殖季节,长期得不到适宜的生态条件。
•处于Ⅵ期的卵巢,从外表可以明显地看到自然退化的迹象:(1)卵巢表面血管萎缩充血,颜色紫红;(2)卵巢体积逐渐缩小,卵巢膜松弛;(3)在卵巢外表可看到灰白色斑点,这就是自然退化的卵母细胞。
二卵巢的内分泌功能※(一)卵巢的内分泌组织:颗粒层、鞘膜层(二)卵巢激素1.种类:雌激素(雌二醇、雌酮),由卵泡颗粒细胞合成。
孕激素(孕酮、17α-羟孕酮、17α,20β-双羟孕酮),前二者由卵泡特殊鞘膜细胞合成和分泌,后者由卵泡颗粒细胞合成和分泌。
雄激素(脱氢表雄酮、雄烯二酮、睾酮),由卵泡特殊鞘膜细胞合成。
皮质类固醇激素(11-脱氧皮质类固醇如11-脱氧皮质酮和11-脱氧皮质醇)2.合成(1)性类固醇激素的生物合成途径(2)双层细胞型模式合成雌二醇和17α,20β-双羟孕酮雌二醇的合成模式:诱发成熟类固醇激素(MIS)的合成模式雌二醇的合成模式鞘膜层在促性腺激素的作用下,是生物合成雄激素的场所,雄激素(包括雄烯二酮和睾酮)再被运送到颗粒层,在颗粒层被芳化成雌二醇。
哺乳动物雌激素的合成也有类似的模式;鸡类则不同,颗粒细胞合成孕酮和睾酮,而后由鞘膜细胞将其转化成雌激素。
诱发成熟类固醇激素的合成模式已经证明鲑鳟鱼类诱发成熟类固醇激素是17α20β-双羟孕酮(17α20βρ)。
该激素在促性腺激素的刺激下,在卵泡的颗粒细胞中合成。
实验说明对于17α20βρ的合成,也具有双层细胞型模式的作用原理,而17α-羟孕酮是转化成17α20βρ的前身物,可在鞘膜层中合成,转运到颗粒层后,被转化成17α20βρ。
(三)卵巢激素的生理作用1.雌激素(1)刺激肝合成卵黄蛋白原,促进卵黄发生;(2)刺激产卵后性腺的再度发育;(3)促进卵原细胞增殖发育,进入卵黄发生期;(4)刺激体内受精鱼类发生性行为;(5)对GtH有正反馈或负反馈作用。
2.孕激素(1)促进卵母细胞最后成熟和排卵;(2)对未产出的小卵有保存和维持作用(分批产卵鱼类);(3)作为一种性信息素,刺激雄鱼大量分泌GtH。
3. 雄激素(1)雌激素前体;(2)加强GtH诱导滤泡细胞分泌17α,20β-双羟孕酮的效果;(3)维持性行为;(4)促进代谢和蛋白质合成。
三卵黄发生※(一)发生的部位1.内源性卵黄发生:早期阶段,合成于卵母细胞自身;2.外源性卵黄发生:中、后期阶段,合成于肝细胞。
均处于大生长期。
(二)性类固醇激素的作用1.雌激素刺激卵黄蛋白原合成;2.雌激素能提高血浆钙浓度,促进卵巢成熟;3.睾酮是合成雌激素的前身物。
(三)促性腺激素的作用:成熟GtH(GtHⅡ)对发动卵黄发生起主导作用,诱发卵巢雌激素合成和分泌,进而刺激肝细胞合成卵黄蛋白原,而卵黄发生GtH (GtHⅠ)在促使性腺结合卵黄蛋白原方面的作用,则明显大于成熟GtH的作用。
四卵母细胞的最后成熟※(一)特征:1.卵核偏位;2.完成第一次减数分裂,排出第一极体;3.进入第二次成熟分裂,并停留于中期;4.脂滴与卵黄颗粒结合,卵母细胞变得透明5.分散在卵黄间隙和卵周的细胞质向动物极集中,形成胚基;6.卵母细胞吸水膨胀。