外界因素对鱼类繁殖的影响,还需要通过鱼类内部因素(中枢神经系统和内分泌系统)起作用。
一、中枢神经系统和内分泌系统的作用原理
鱼类的外部感觉器官,如眼睛、触觉、侧线等在接受水流、水温、光照、异性等环境因素刺激之后,作用于中枢神经系统,由其分泌多巴胺、羟色胺等神经介质,作用于下丘脑,启动下丘脑分泌促性腺激素释放激素(GnRH),触发脑垂体分泌促性腺激素(GtH),促使性腺分泌雄性激素或雌性激素,促进亲鱼精卵成熟及生殖活动(图1-1)。
二、中枢神经系统产生的激素及其作用
下丘脑中的神经分泌细胞可以分泌作用相拮抗的两大类神经激素—促性腺激素释放激素(GnRH)和促性腺激素释放抑制激素(因子)[GRIH (GRIF) ]。
(一) GnRH
图1-1 鱼类繁殖的内部调控原理(仿王武,2000)
GnRH是多肽类激素,具有促进脑垂体中腺垂体的促性腺激素分泌细胞分泌GtH的作用。该激素具一定的专一性,比如,用哺乳动物的GnRH催产鱼类,用量需较催产哺乳动物高数十倍,而用鱼类的GnRH催产鱼类,效率比用人工合成的哺乳动物GnRH高10倍。哺乳动物的GnRH即LRH。
不同动物GnRH及其类似物的一级结构如下:
七鳃鳗 焦谷氨酸—组氨酸—酪氨酸—丝氨酸—亮氨酸—谷氨酸—色氨酸—赖氨酸—脯氨酸—甘氨酸—NH2
鲑鳟鱼 焦谷氨酸—组氨酸—色氨酸—丝氨酸—酪氨酸—甘氨酸—色氨酸—亮氨酸—脯氨酸—甘氨酸—NH2
类似物 焦谷氨酸—组氨酸—色氨酸—丝氨酸—酪氨酸—D精氨酸—色氨酸—脯氨酸—甘氨酸—NH2CH2CH3
鲶GnRHⅠ 焦谷氨酸—组氨酸—色氨酸—丝氨酸—组氨酸—甘氨酸—亮氨酸—天脯氨酸—甘氨酸—NH2
鲶GnRHⅡ 焦谷氨酸—组氨酸—色氨酸—丝氨酸—组氨酸—甘氨酸—酪氨酸—色氨酸—脯氨酸—甘氨酸—NH2
哺乳类LRH 焦谷氨酸—组氨酸—色氨酸—丝氨酸—酪氨酸—甘氨酸—亮氨酸—精氨酸—脯氨酸—甘氨酸—NH2
哺乳类LRH-A 焦谷氨酸—组氨酸—色氨酸—丝氨酸—酪氨酸—D丙氨酸—亮氨酸—精氨酸—脯氨酸—NH2CH2CH3
LRH在生物体内会被酶水解而破坏构型,丧失活性,半衰期甚短,不易滞留体内,贮藏、运输和使用不方便。LRH-A的D型AA肽键能抵抗蛋白酶水解,延长体内滞留时间,提高了生物活性和效价;C端的变化增强了与受体的亲和力,抵抗水解C端AA的酶的作用。生物活性比LRH高几十倍乃至数百倍,易贮运和使用。
(二) GRIH (GRIF)
多巴胺(DA)是一种GRIF。多巴胺受体拮抗剂—多潘立酮(地欧酮)DOM,排除剂—利血平(RES)、匹莫齐特(PIM)等可消除其作用,作为辅助催产剂使用。
三、内分泌系统在鱼类繁殖中的作用
(一) 脑垂体
脑垂体位于间脑的腹面,上连下丘脑,嵌藏在脑颅副蝶骨背面的小凹窝内。脑垂体包括腺垂体和神经垂体,腺垂体由前腺垂体(前叶)、中腺垂体(间叶)和后腺垂体(后叶)组成,神经垂体含有神经纤维、血管、神经胶质细胞,无分泌功能。
前腺垂体分泌的催乳素可调节渗透压,保持体内盐分,排出水分;促肾上腺皮质激素可促进皮质增生和皮质类固醇合成。后腺垂体分泌的黑色素细胞刺激素能使色素颗粒扩散、体色变黑。中腺垂体分泌的生长激素,通过影响蛋白质、糖和脂肪代谢,增加细胞内AA的积累和蛋白质的合成来实现细胞数量和体积的增加,以促进组织的生长;促甲状腺激素能够促进甲状腺激素合成和释放,包括增强碘泵活性,促进摄取碘和甲状腺球蛋白上面的酪氨酸残基的碘化作用。哺乳类促性腺激素GtH有两种,分别为促卵泡成熟激素FSH和促黄体生成激素LH,系由不同细胞合成、分泌的,FSH能促进雌体卵泡成熟及分泌雌激素,促进雄性精子成熟;LH能促进雌体排卵、黄体生成、黄体分泌雌激素和孕激素,促进雄体间质细胞增生和分泌雄激素。鱼类促性腺激素分泌细胞仅一种,分泌大小两种分泌颗粒,小的相当于LH,大的相当于FSH。
(二) 性腺
性激素包括雌性激素和雄性激素。卵巢滤泡膜上的鞘膜细胞和颗粒细胞合成孕激素(孕酮、17α-羟孕酮、17α-20β双羟孕酮 ),雌激素(雌二醇、雌酮),皮质类固醇(11-脱氧皮质类固醇)等雌性激素;精巢内精细小管之间的间质细胞分泌雄激素(脱氢表雄酮、雄烯二酮、睾酮)。
性激素的生理功能有三方面。一是影响性别分化,在原始生殖细胞进入生殖脊但尚未出现性分化的一段时间内,性激素可以诱导性别分化的发育趋向;二是影响卵巢、精巢发育,雌性和雄性激素对未成熟个体,能促进脑垂体促性腺分泌细胞的发育,合成促性腺激素GtH,具有正反馈作用,对成鱼能够诱导卵母细胞生长,卵黄发生和积累或诱导精巢发育成熟,但对脑垂体促性腺激素GtH的产生具有负反馈作用;三是刺激第二性征发育和性行为的发生。
(三) 甲状腺
甲状腺由散布在腹主动脉和鳃区主动脉的间隙组织、基鳃骨及胸舌骨附近许多球形腺泡组成,能够分泌甲状腺激素。甲状腺细胞摄取的碘与甲状腺球蛋白的酪AA残基发生碘化作用,形成单碘酪AA和二碘酪AA,再缩合成三碘甲状腺原氨酸T3和甲状腺素T4,具有增强鱼类代谢,促进生长和发育成熟的作用。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。