第三章 雄性动物生殖生理

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附睾内贮存精子的存活时间:公牛60d;公兔38d。


附睾内贮存过久的精子:变性、分解被吸收,或经尿液排出。
下丘脑
七 精 子 发 生 的 内 分 泌 调 节 )
(
GnRH
垂体前叶
LH
3、精子发生内分泌调控
下丘脑 GnRH
+
LH 垂体 FSH
+
睾丸 间质细胞
+ - 睾酮
精细管
睾丸 足细胞 ABP
附睾
IBN
全身血液循环
副性腺 维持精子发生
性行为
精子细胞成熟 第二性征 精子释放
精子成熟
生殖道
三、血液—睾丸屏障
• (一)血液—睾丸屏障(blood—testis barrier)
血液和淋巴液不能直接进入精细管,使 发育中的生精细胞免受血液化学变化的影 响,是靠精细管外周的肌细胞和足细胞间 的特殊联接来完成的。这种结构称血液— 睾丸屏障,简称血—睾屏障。
(四)初情期的内分泌调节
下丘脑 GnRH 初情期发动后,释放脉冲 幅度和频率增加 垂体 LH
-
外周血液中促性腺激素 LH的浓度上升
睾丸 雄激素
睾酮的浓度由原来的低水平 达到成年公畜的水平
四、性行为(Sexual
behavior)
(一)性行为和性行为链

性行为是指初情期后,公、母畜接触中,在激素作用下, 通过神经刺激(嗅觉、听觉、视觉和触觉等)与母畜发生联 系的基础上所表现出来的特殊行为。 公畜在交配(或采精)过程中所表现出来的完整性行为主要 包括:求偶、勃起、爬跨、交配、射精及射精结束等步骤。 这些步骤是定型的,并严格按一定顺序表现出来的,不能 前后颠倒,也不能省略或超越,因此,叫性行为链(Sexal behavior Chain),也称性行为序列。
内侧纤丝
中心纤丝 内周纤丝 外周纤丝
(二)畸形精子和分类
头部畸形 常见的有窄头、头基部狭窄、梨形头、圆头、巨
头、小头、头基部过宽和发育不全等。
原因:精子发生过程中,细胞分裂和精子细胞变形时受不
良环境引起
中段畸形 包括中段肿胀,纤丝裸露和中段呈螺旋状扭曲等。 原因:在睾丸或附睾中发生。 尾部畸形 包括尾部各种形式的卷曲、头尾分离、带有近端 和远端原生质滴的不成熟精子。 原因:精子通过附睾、尿生殖道或体外处理过程中出现。
(四)精细管上皮波(Spermatogenic Wave)
• 精细管上皮波是指在精细管的纵长方向细胞组合排列状态 所显示的变化规律。它反映的是精细管上皮的空间或距离 的变化规律。
在精子发生的过程中,精细管上皮各片断不同期细胞组合演进保证了睾丸产 生精子的连续性;而相同期别的细胞组合发育则保证了睾丸产生精子的数量。
70(30~300) 250(150~500)
30(20~50)
1.2(0.3~8) 2.5(1~3)

0.8(0.2~1.5)
35(0.5~60)
二、精清的主要化学成分
(一)有机成分 1.糖类:主要果糖,来源于精囊腺 2.蛋白类:含量低 3.酶类:大部分来自副性腺,少量精子渗出 4.脂类:主要磷脂,来源于前列腺 5.维生素和其他有机成分
公猪在胎儿期的后四分之一阶段
牛和羊在胎儿发育的中期
马在出生后不久才完成。
• 某些个体出生以后,会出现一侧或双侧睾丸未能 降入阴囊,仍滞留于腹腔或腹股沟内的现象,称 为隐睾(retained testis)。 • 单侧滞留为单隐睾,双侧滞留者为双隐睾。
单隐睾
双隐睾
二、初情期前雄性生殖机能的发育
垂体 LH 垂体 LH
3、阻止淋巴细胞的进入,防止发生精子的自身免疫反应。
四、精子的形态和结构
哺乳动物射出体外的精子,分头、颈、尾 三个主要部分。
家畜精子的长度约50~70 ㎛ ,长度约为 卵子直径的1/2(卵子70~140 ㎛ )。
精子长度和体积与动物自身的大小无关。
大鼠精子长约190 ㎛ ,而大象的精子只有 50 ㎛ 。
(二) 精子运动能力和方式的变化
来自睾丸的精子,不能运动或只能颤动。 附睾头部的精子以转圈运动为主。 当精子通过附睾时,转圈运动精子的数量逐渐减少,而直 线前进运动的数量迅速增加。
• 精子在成熟过程中,细胞内cAMP的含量不断增加,可提高精子的运 动能力,而对cAMP含量增加有抑制作用的磷酸二脂酶的浓度自附睾 头至尾部明显降低。因而,精子运动能力可能与cAMP的含量及磷酸 二脂酶的活性有关。 • 精子运动方式的改变,可能与附睾上皮产生的“向前运动蛋白” (Forward motility protein)与精子的结合有关。
精子顶体
线粒体
尾部中段线粒体鞘膜
多余胞质
颈部原生质滴
(三)精细管上皮周期和精子发生周期
精子发生过程中,在精细管任何一个断面上都存在着精子
发生系列中不同类型的生精细胞,这些细胞群中的细胞类型 是不断变化的,有周期性的。通常把这些细胞群称为细胞组 合(Cellular associadon)。

精细管某一部位生精细胞组合,在精子发生过程中,进行 着连续而有规律的周期变化。不同细胞组合的相继出现反 映了精子发生的不同时期。 某些家畜可分为14期,人只有6期,而公牛为12期,它们 的变化是周而复始的。
血睾屏障模式图
1肌样细胞层
2-6生殖细胞
7足细胞
8 紧密连接
血睾屏障结构
1.肌细胞层 是指围绕精细管的基础膜所含有的有收缩作用 的肌细胞。 2.足细胞间的连接 足细胞在精原细胞上方形成一个足细 胞与另一足细胞间的特殊联接复合体, 叫做紧密联接。
基底小室(区) 3、血—睾屏障将 曲精细管生精上皮 近腔小室(区) 位置:基膜和紧密联接之间 组成:精原细胞和前细线期的精母细胞
(二)无机成分 1、阳离子 K+, Na+, P5+, Ca2+, Mg2+ 2、阴离子 Cl-, PO43-, HCO3维持精液的缓冲体系
三、精清的生理作用

稀释来自附睾的浓密精子,扩大精液容量;
调整精液pH,促进精子的运动; 为精子提供营养物质;
对采精的公畜要有严格的采精频率和制度。
第二节 精子的发生和精子的形态 一、精子的发生
• 精子发生(Spermato genesis)是指从精原细胞分裂到形 成精子的全过程。包括精细管上皮的生精细胞分裂、增殖、 演变和向管腔释放精子的全过程。
(一)精细管上皮的基本结构
(二)精子发生的过程
A0
(15-17d)
各种雄性家畜达到性成熟和体成熟的时间
品种 牛 马 驴 性成熟 10~18月 18~24月 18~30月 体成熟 2~ 3年 3~ 4年 3~ 4年
骆驼
猪 绵(山)羊
24~36月
3~ 6月 5~ 8月
5~ 6年
9~12月 12~15月
家兔 水貂
3~ 4月 5~ 6月
6~ 8月 10~12月
适配年龄在性成熟年龄的基础上推迟数日(鼠、兔),数月(猪、羊), 甚至一年(牛、马)。
第一阶段 精原细胞的分裂和初级精 母细胞的形成。
(15-16d)
第二阶段 初级精母细胞的第一次 减数分裂和次级精母细胞的形成。
(1d)
第三阶段 初级精母细胞的第二次 减数分裂和精子细胞的生成。
第四阶段 精细胞的变形和精子的形成,也称精子的形成 (Spermiogenesis)。
中心体
精子尾
高尔基体
间质细胞
间质细胞
初情期前
初情期后
性原细胞以随机方式发育为A型精原细胞,并与足细胞共同存在。这是初情发动阶 段结束,精子发生开始的标志。
三、初情期、性成熟和适配年龄
• 初情期(Puberty) 指雄性动物初次释放有受精能力的精子,并 表现出完整性行为序列的年龄,也可称公畜的“青春期”。 • 性成熟期(Sexual maturity) 是继初情期之后,青年公畜的身 体和生殖器官进一步发育,生殖机能达到完善、具备正常生育 能力的年龄。 • 体成熟期 指动物基本上达到生长完成的时期。从性成熟到体成 熟须经过一定的时期,在这时期如果由于长期生长发育受阻, 必然延缓达到体成熟的时期。 • 适配年龄 是根据公畜自身发育的情况和使用目的人为确定的 公畜用于配种的年龄阶段。并非一个特定的生理阶段。
第三章 雄性动物生殖生理
第一节 雄性动物生殖机能的发育和性行为
第二节 精子的发生和精子的形态 第三节 精清的组成和理化性质
第四节 精子的代谢和运动
第一节 雄性动物生殖机能的发育和性行为
一.睾丸下降
• 胎儿期的睾丸位于腹腔内,大多数雄性家畜或 动物在出生前或出生后不久,睾丸才由腹腔通 过腹股沟管进入位于腹壁的阴囊内,这一过程 叫做睾丸下降(descent of testicle)。
如麦芽凝集素(WGA)可与N—乙酰葡萄糖胺发生特异结合;蓖麻凝集素 (RCA)可与半 乳糖或N—乙酰半乳糖胺特异结合;刀豆蛋白 A(ConA)可与葡萄糖或半乳糖特异结合。



精子表面附睾分泌物的变化 附睾头和附睾尾的精子膜蛋白有 明显区别。
(六)精子的贮存和损耗

附睾内的精子主要贮存于附睾尾,占总量的70%,而输精 管内只有2%。
采用32P或3H等示踪原子测定估计的各种家畜精子发生周期,猪为 44~45d、牛为60d左右、绵羊49~50d、马50d左右。相当于4~5个 精细管上皮周期。
每一个精细管上皮周期都要有一批精子向精细管腔释放,每一个精子 发生周期将有4~5次精子的释放。
因此,就每条精细管和整个睾丸而言,精子的产生是连续 而衡定的,而在精细管上皮某个局部精子的释放并非是连 续的。

公牛
在精细管同一部位出现两次相同细胞组合所
经历的时间,叫精细管上皮周期。
不同家畜的精细管上皮周期有明显差异,公
猪为9d、公牛14d、公羊10d、公马12d。
在精细管上皮细胞出现的精子发生序列,即由A型精原 细胞分裂开始,直至精子细胞变成精子,这一过程所需的 时间,叫精子发生周期(Spermatogenic cycle)。
位置:靠近精细管管腔一端 组成:生精细胞和精子细胞
(二)血-睾屏障的作用
1、阻止淋巴液和组织液直接进入精细管腔,维持精子发 生环境的稳定性。
2、通过足细胞紧密连接的开闭,保证生精细胞在精细管腔
中的正常移动。把发育不同的生精细胞分隔于不同的环 境中,保证了它们按各自的方式进行分裂和正常的发育 过程。
二、精子在附睾内的转运、成熟和贮存
(一)精子形态和结构的变化 原生质脱水浓缩,原生质滴移行、 脱落;顶体和头部略有收缩。 核中DNA与鱼精蛋白结合提高, 而DNA细胞化学染色相应减弱, 这可能对DNA具有保护作用。 蛋白质与巯基基结合减少,与二 硫键结合相应增加。这些变化不 仅对核具有保护作用,并有利于 精子尾的坚挺和向前运动。
(一)正常精子的形态和结构
1.头部(核、顶体) 2.颈部
3.尾部(鞘膜、纤丝)
(一)正常精子的形态和结构
1、头部

2、颈部位于头的基部,头和尾的连接部,是由中心小体衍生而来。
• 3、尾部 为精子最长的部分,是精子代谢和运动器官。分为 中段、主段和末段。
线粒体鞘
外 侧 粗 纤 丝
线粒体开口
第三节 精液的组成和理化特性
一、精液的合成和排出
精清 = 副性腺的分泌物 + 睾丸液 + 附睾液
1、精阜勃起 2、尿道球腺分泌粘液 3、附睾排精子;副性腺排精清
主要家畜的射精量和精子密度
动物 牛 一次射精量(ml) 4(2~10) 精子密度(亿/ml) 10(2.5~20)
绵(山)羊
马 猪
1(0.7~2)

(二)性行为的引发
神经 激素 பைடு நூலகம்官
(三)影响性行为的因素
遗传 环境 生理状态
社群地位
管理
性经验
(四)交配频率
指在一定的时间内,公畜与发情母畜交配的次数(或采精 的次数),也称交配能力(Serving competence)。 牛、羊的交配频率一般高于猪、马。 长时间休息或季节性配种的家畜,公畜最初在母畜群中, 其交配能力在开始几天,可超常发挥。 持续的时间很短,若不加限制就会影响公畜的繁殖力和母 畜的受胎率。
(三) 受精能力的发展
• 精子只有通过附睾才获得受精的能力。
(四) 代谢方式的改变
精子在睾丸内主要靠糖酵解的方式提供能量。
在附睾内的代谢方式则不同,由于附睾中果糖和葡萄糖的含量很低, 精子的密度又大,主要靠分解来自睾丸液和附睾液中的乳酸,供应 精子所需的能量。
(五)精子膜的改变

膜表面电荷 取自附睾头、附睾尾乃至射出的精子,其表面电 荷有逐步增加的趋势。 膜通透性的改变 某些阴离子透过精子膜进入精子的能力高于 阳离子。 膜的凝集素受体改变 利用凝集素可与某种糖基发生特异性结 合的特性。
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