《精卵发生及调控.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精卵发生及调控.ppt（26页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、精卵发生的特点及其调控机制,精子发生,定义：精原细胞形成成熟精子的过程称为精子发生。精子发生发生在睾丸的曲细精管中。睾丸的各个组成部分以及整体的功能都受到下丘脑-脑垂体内分泌腺体的影响。另外，睾丸局部的自分泌、旁分泌调节机制在睾丸的生精功能调控中也起到重要的作用。,精子发生过程-1,精原细胞位于生精上皮的基底部，分为 A、B 两种类型。A 型精原细胞进一步分为 Ad 型和 Ap 型精原细胞。在正常情况下，Ad 型精原细胞不发生任何有丝分裂，应该被视为精子发生的精原干细胞；Ap 型精原细胞则通常分化增殖为两个 B 型精原细胞。B 型精原细胞分裂增殖为初级精母细胞，随后，初级精母细胞开始 DNA
2、合成过程。,精子发生过程-2,在精子生发过程中，减数分裂是一个非常关键的过程，在这个阶段，遗传物质相互重组、染色体数目减少并最终形成精子细胞。次级精母细胞产生于第一次减数分裂后。这些生精细胞含有双份单倍体染色体。在第二次减数分裂精母细胞演变为单倍体的精子细胞。,精子发生过程-3,第二次减数分裂后形成精子细胞，是没有减数分裂活性的圆形细胞。圆形的精子细胞经过复杂的显著变化转变为不同长度的精子细胞和精子。减数分裂的结果产生单倍体生精细胞，又称精子细胞。在精细胞形成后，细胞核发生的聚缩和塑性，同时鞭毛形成和胞浆明显扩张。全部精子细胞变形的过程称为精子形成。,精子的形成和释放,由精细胞变形成为精子的过
3、程中，主要变化为：细胞核内染色质浓缩，核成为精子头部高尔基体成为顶体，包裹于精子头部中心体成为精子尾部线粒体围绕于精子尾部中段周围细胞质丢失，精子从足细胞脱离,精子发生的功能性结构,精子的发生必须在下述结构功能完备的基础上进行。1、睾丸间质2、曲细精管3、血睾屏障4、生精细胞,睾丸间质,睾丸间质组织中最重要的细胞是睾丸间质细胞，在下丘脑-脑垂体的调节下主要合成雄性激素-睾酮，人类睾丸每天大约合成 6-7mg 睾酮，占血浆睾酮的 95%。除此之外，睾丸间质中还有免疫细胞、血管、淋巴管、神经、纤维组织和疏松连接组织。睾丸间质尚包含巨噬细胞和淋巴细胞等免疫细胞。巨噬细胞可能通过分泌某些细胞因子而影响
4、睾丸间质细胞的功能，尤其是睾丸间质细胞的增殖、分化和类固醇合成过程。巨噬细胞分泌影响类固醇合成的刺激因子和抑制因子。,曲细精管,精子生成于睾丸的曲细精管。它含有生精细胞及管周细胞和支持细胞，被特殊的固有层包绕，包括胶原层构成的基底膜和管周细胞。支持细胞是位于生精上皮的壁细胞。该细胞位于管壁基底膜并延伸至曲细精管管腔。从广义而言，它可被认为是生精上皮的支持结构。支持细胞延伸到生精上皮的全层，沿着支持细胞胞体，精原细胞发育至成熟精子的所有形态、生理变化过程都在此发生。支持细胞影响精子发生的过程。另一方面，生精细胞可以调控支持细胞的功能。支持细胞可决定睾丸的最终体积和成人的精子生成数。,血睾屏障,在
5、靠近基底膜一侧，支持细胞形成了特殊的膜性结构使细胞彼此之间相互连接，消除细胞间隙（闭塞性紧密连接），构成了血睾屏障的存在。功能完备的血睾屏障依赖于支持细胞的发育成熟，并且在精子生成障碍时血睾屏障功能发生紊乱。血睾屏障可能具有两个重要的功能：隔离精子使其避免免疫系统的识别；提供减数分裂和精子发生的特殊环境。,生精细胞,精子发生过程起始于生精干细胞的分化，终止于成熟的精子形成。不同的生精细胞在曲细精管中按照特殊的细胞联系排列，形成所谓的精子发生过程。,精子发生的特点,精子生成过程在时间和空间上有严格的顺序性。曲细精管中不同成熟阶段的生精细胞在管腔中连续、依次排列，提示精子生成过程按照顺序依次从第一
6、阶段到第二阶段，再到第三、第四阶段。这个顺序称为生精波。在人类以及某些猴的部分睾丸组织中，曲细精管的同一转化部位也可以同时存在多个精子成熟阶段。曲细精管同一局部的精子生成过程呈螺旋样相互联系。,精子发生的特点,除了精子发生的时间和各个阶段的空间分布特征之外，人类的精子发生还表现出另外一个特征：人类的生精细胞数目相对较少，同样，每个支持细胞相对应的生精细胞数目也较低。上述因素以及精子与支持细胞较低的比率（1：5）导致人类的精子生成数目相对较少。人类每克睾丸组织在 24 小时内生成的精子数目 300 700 万。,精子发生的特点,生精细胞的增殖和分化过程都遵循一个严格的模式，所有生精细胞的发育和分
7、化都经过几个独立而又紧密联系的过程。生精上皮按照程序成功完成每一个发育阶段称为生精上皮周期，每个周期需要 16 天，人类的精子发育到成熟必须经过四个周期，可以推测起码需要 64 天。精子发育成熟释放到曲细精管管腔的过程称为精子释放，而这些过程受到多种因素的影响，包括血纤维蛋白溶酶原、激素、温度、毒性物质。未释放的精子将被支持细胞吞噬。,精子发生中基因表达的调控,精子发生过程中基因转录主要发生在减数分裂的双线期。以果蝇的Y染色体转录为例，现已知果蝇Y染色体的转录是控制精子发生所必需的。果蝇的Y染色体具有灯刷状结构，上有5个向外伸出的DNA环，如果这5个环中有任何一个缺失，精子尾部的结构都不正常。
8、即使在构成精子的所有元件都已具备的情况下也不能正确装配。显然，减数分裂前期转录的Y染色体特异性RNA是以后精子形成过程所必需的。,精子发生中基因表达和调控,在精子发生过程中被特异性转录的基因产物，通常是精子运动和精子与卵子结合时都必需的蛋白质。如在果蝇中的2 微管蛋白（精子特异性基因表达的产物）。其功能是参与形成减数分裂的纺锤体、鞭毛等。,精子发生中基因表达和调控,精子发生中贮存性mRNA也供发育阶段使用。如许多动物的鱼精蛋白（取代组蛋白)和哺乳动物和鸟类的乳酸脱氢酶（LDH-X，供能）。事实上，在精子发生中，不仅减数分裂前期存在基因转录活动，而且某些基因在单倍体的精子细胞阶段转录。,卵子发生
9、,卵原细胞(oogonia)形成成熟卵细胞的过程称为卵子发生。卵子形成发生在卵巢，并且有一个增殖期，在该期，卵原细胞通过有丝分裂增加细胞数量。,卵子发生,卵子发生的增殖期,增殖期 卵原细胞经过一定次数的有丝分裂以增加同类型细胞的数量，卵原细胞间存在细胞间桥，当卵原细胞形成初级卵母细胞时，细胞间桥消失，卵原细胞分开。哺乳动物卵巢内卵原细胞增殖及形成卵母细胞都是在胎儿出生前或出生后不久完成的。例如人胎儿发育到5个月时，卵巢中含有200万卵原细胞和500万初级卵母细胞，此后，大多数卵原细胞死亡，到胎儿出生时卵巢含有初级卵母细胞约100万，其中绝大多数已进入第一次减数分裂前期的双线期。,卵子发生的生长
10、期,生长期 初级卵母细胞进行生长、发育、积累各种营养物质、进行卵质分化及结构建造、合成和贮存胚胎早期发育所需各类信息。由卵原细胞形成初级卵母细胞，首先是细胞核开始发生减数分裂前期染色体的变化，大多数脊椎动物初级卵母细胞的第一次成熟分裂进行到前期的双线期即停止，进入延长的双线期。,卵子发生的成熟期,成熟期 初级卵母细胞完成生长后，要进行两次成熟分裂。第一次成熟分裂为减数分裂，形成一个次级卵母细胞和一个体积很小的第一极体；第二次成熟分裂为普通有丝分裂方式，形成一个卵细胞和一个第二极体。,卵子发生的成熟期,脊椎动物在整个减数分裂过程中有两次停滞现象。第一次是在第一次成熟分裂前期的双线期，通常是由激素
11、的作用而解除，在脑垂体分泌的促性腺激素的作用下，卵泡分泌的类固醇激素活化了卵母细胞中的促成熟因子（maturation-promotingfactor，MPF）它是M期蛋白激酶，能促使染色质浓缩、核膜崩解和纺锤体形成，是有丝分裂的促进因子。完成减数分裂后，MPF活性消失。第二次停滞是在第二次成熟分裂的中期，受精或人工激活卵均可解除这种停滞。卵母细胞质中含有一种蛋白质，称细胞静止因子（Cytostoticfac-tor，CSF），它能维持周期素（cyclin）的磷酸化，使它不被降解，从而维持M期蛋白激酶活性，使细胞停顿在M期中期。卵受精后恢复有丝分裂，细胞内Ca2+浓度迅速增加，致使CSF活性消
12、失，周期素被降解，MPF活性消失。细胞离开M期。,卵泡发育,卵泡由卵母细胞和周围的卵泡细胞组成，卵泡数目很多，出生时两卵巢约有70万200万个，但在妇女一生中，只有约400500个发育成熟。其余早晚均退化。从青春期，卵巢每月有一些卵泡发育，但通常只有一个卵泡成熟并排出（排卵），其他的一些生长卵泡退化或成为闭锁卵泡。到绝经期，卵泡不再成熟，卵巢渐被结缔组织代替。,调节机制,卵泡排卵后，在黄体生成素（LH）作用下，残余部分形成黄体，黄体分泌大量的孕激素和雌激素，特别是孕激素使子宫内膜发生分泌期的变化。排卵后的第8-10天，孕激素达到高峰，雌激素达到第二次高峰。高浓度的雌、孕激素通过负反馈抑制下丘脑和腺垂体，使促性腺激素释放激素（GnRH）、黄体生成素（LH）、促卵泡激素（FSH）分泌减少，致使黄体开始退化、萎缩，雌、孕激素的分泌突然减少，达到最低水平，子宫内膜失去了这两种激素的支持，便脱落出血，进入月经期。,人类卵子的发生,在人类成熟女性有排卵周期即月经周期（大约29.5天）。但没有明显的动情季节。月经周期是以下活动的综合表现：卵巢周期使卵子成熟和排卵；子宫周期为发育中胚泡着床提供合适的环境；子宫颈周期使精子只能在一适当的时间进入女性生殖道；这三个周期是通过垂体、下丘脑、卵巢所释放的激素综合协调控制的。,
