Tiểu luận Sinh lý Đề tài:CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA CÁC HORMONE SINH SẢN Ở ĐỘNG VẬT VÀ ỨNG DỤNG

1.Lí do chọn đề tài. Sinh sản là chức năng quan trọng để bảo tồn nòi giống, là đặc điểm chung của cơ thể sống. Sinh sản là quá trình sinh lý sinh hóa vô cùng phức tạp diễn ra trong cơ thể động vật, được bắt đầu từ quá trình tạo ra tế bào sinh dục, quá trình thụ tinh, quá trình hình thành và phát triển cơ thể mới. Như chúng ta đã biết quá trình thành thục về tính và sự rụng trứng chủ yếu do sự điều khiển của các hormone sinh sản như FSH, LH, Oestrogene, Progesterone… do vậy việc các loài động vật chậm thành thục về tính, hay chậm động dục lại sau khi đẻ chủ yếu là do rối loạn các hormone này. Ở Việt Nam, những nghiên cứu về cơ chế tác dụng ở động vật chưa nhiều, chưa có các bài báo công bố cụ thể về vấn đề này và ứng dụng vào quá trình chăn nuôi. Việc sử dụng hormone sinh dục (kích thích) trong chăn nuôi được xem là biện pháp hữu hiệu làm gia tăng năng suất sinh sản gia súc cái, gia tăng lợi nhuận cho người chăn nuôi. Thời gian qua, những hóc môn sinh dục dưới đây được dùng phổ biến tại nhiều trang trại, đã đem lại hiệu quả rõ rệt trong phòng trị bệnh và nâng cao năng suất sinh sản cho nhiều loài gia súc. Vì vậy, để hiểu rõ hơn về cơ chế tác dụng của các hormone sinh dục ở động vật và để ứng dụng vào quá trình chăn nuôi em đã chọn đề tài: “Tác dụng của các hormone sinh sản ở động vật và ứng dụng” để cung cấp cho đọc giả kiến thức về tác dụng của các hormone sinh dục ở động vật và ứng dụng vào quá trình chăn nuôi giúp nâng cao chất lượng sinh sản từ đó cải thiện nền kinh tế của các hộ gia đình.2.Mục tiêu nghiên cứu.Tìm hiểu về hormone, các loại hormone sinh sản ở động vậtTìm hiểu cơ chế tác dụng của các loại hormone sinh sản ở động vậtPhân tích các ứng dụng của các hormone sinh sản trong chăn nuôi3.Phương Pháp nghiên cứu.Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp các tài liệu4.Giới thiệu chung về hormone 4.1.Khái niệm hormone Hormone là những chất hóa học do một nhóm tế bào hoặc một tuyến nội tiết bài tiết vào máu rồi được đưa máu đưa đến các tế bào hoặc mô khác trong cơ thể và gây ra các tác dụng sinh lí ở đó.4.2.Phân loại hormone Dựa vào nơi bài tiết và nơi tác dụng, người ta phân các hormone thành hai loại hormone tại chỗ và hormone của các tuyến nội tiết. Hormone tại chỗ: Hormone tại chổ là những hormone do một nhóm tế bào bài tiết vào máu rồi được máu đưa đến các tế bào khác ở gần nơi bài tiết để gây ra các tác dụng sinh lý.Ví dụ: secretin, cholecystokinin, histamine, prostaglandin… Hormone của các tuyến nội tiết: khác với các hormone tại chỗ, các hormone của các tuyến nội tiết thường được máu đưa đến các mô, các cơ quan ở xa nơi bài tiết và gây ra các tác dụng sinh lí ở đó. Các hormone do các tuyến nội tiết bài tiêt lại được phân thành hai loại khác nhau. + Một số hormone có tác dụng lên hầu hết các mô ở trong cơ thể như hormone GH của tuyến yên, T3, T4 của tuyến giáp, cortisol của vỏ thượng thận, insulin của tuyến tụy nội tiết… + Một số hormone chỉ có tác dụng đặc hiệu lên một mô hoặc một cơ quan nào đó như hormone ACTH, TSH, FSH, LH… của tuyến yên. Các mô hoặc cơ quan chịu tác dụng đặc hiệu của những hormone này được gọi là mô hoặc cơ quan đích.4.3.Bản chất hóa học của hormone Các hormone thường có bản chất hóa học thuộc một trong ba loại sau đây: + Steroid: là những hormone có cấu trúc hóa học giống cholesterol và hầu hết được tổng hợp từ cholesterol như hormone của vỏ thượng thận, từ tuyến sinh dục. + Dẫn xuất của acid amin tyrosin: Hai nhóm hormone được tổng hợp từ tyrosin đó là hormone của tuyến tụy thượng thận và hormone của tuyến giáp. + Protein và peptid: Hầu như tất cả các hormone còn lại của cơ thể là protein, peptid, hormone tuyến cận giáp, hormone tuyến tụy nội tiết và hầu hết các hormone tại chỗ.

ĐỀ TÀI: CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA CÁC HORMONE SINH SẢN Ở ĐỘNG

VẬT VÀ ỨNG DỤNG

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài.

Sinh sản là chức năng quan trọng để bảo tồn nòi giống, là đặc điểm chung của

cơ thể sống Sinh sản là quá trình sinh lý - sinh hóa vô cùng phức tạp diễn ra trong

cơ thể động vật, được bắt đầu từ quá trình tạo ra tế bào sinh dục, quá trình thụ tinh,quá trình hình thành và phát triển cơ thể mới

Như chúng ta đã biết quá trình thành thục về tính và sự rụng trứng chủ yếu do

sự điều khiển của các hormone sinh sản như FSH, LH, Oestrogene, Progesterone…

do vậy việc các loài động vật chậm thành thục về tính, hay chậm động dục lại saukhi đẻ chủ yếu là do rối loạn các hormone này Ở Việt Nam, những nghiên cứu về

cơ chế tác dụng ở động vật chưa nhiều, chưa có các bài báo công bố cụ thể về vấn

đề này và ứng dụng vào quá trình chăn nuôi

Việc sử dụng hormone sinh dục (kích thích) trong chăn nuôi được xem là biệnpháp hữu hiệu làm gia tăng năng suất sinh sản gia súc cái, gia tăng lợi nhuận chongười chăn nuôi Thời gian qua, những hóc -môn sinh dục dưới đây được dùng phổbiến tại nhiều trang trại, đã đem lại hiệu quả rõ rệt trong phòng trị bệnh và nângcao năng suất sinh sản cho nhiều loài gia súc

Vì vậy, để hiểu rõ hơn về cơ chế tác dụng của các hormone sinh dục ở độngvật và để ứng dụng vào quá trình chăn nuôi em đã chọn đề tài: “Tác dụng của cáchormone sinh sản ở động vật và ứng dụng” để cung cấp cho đọc giả kiến thức vềtác dụng của các hormone sinh dục ở động vật và ứng dụng vào quá trình chănnuôi giúp nâng cao chất lượng sinh sản từ đó cải thiện nền kinh tế của các hộ giađình

2 Mục tiêu nghiên cứu.

- Tìm hiểu về hormone, các loại hormone sinh sản ở động vật

- Tìm hiểu cơ chế tác dụng của các loại hormone sinh sản ở động vật

- Phân tích các ứng dụng của các hormone sinh sản trong chăn nuôi

3 Phương Pháp nghiên cứu.

- Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp các tài liệu

4 Giới thiệu chung về hormone

4.1 Khái niệm hormone

Hormone là những chất hóa học do một nhóm tế bào hoặc một tuyến nội tiếtbài tiết vào máu rồi được đưa máu đưa đến các tế bào hoặc mô khác trong cơ thể

và gây ra các tác dụng sinh lí ở đó

4.2 Phân loại hormone

Dựa vào nơi bài tiết và nơi tác dụng, người ta phân các hormone thành hailoại hormone tại chỗ và hormone của các tuyến nội tiết

Hormone tại chỗ: Hormone tại chổ là những hormone do một nhóm tế bàobài tiết vào máu rồi được máu đưa đến các tế bào khác ở gần nơi bài tiết để gây racác tác dụng sinh lý

Ví dụ: secretin, cholecystokinin, histamine, prostaglandin…

Hormone của các tuyến nội tiết: khác với các hormone tại chỗ, các hormonecủa các tuyến nội tiết thường được máu đưa đến các mô, các cơ quan ở xa nơi bàitiết và gây ra các tác dụng sinh lí ở đó Các hormone do các tuyến nội tiết bài tiêtlại được phân thành hai loại khác nhau

+ Một số hormone có tác dụng lên hầu hết các mô ở trong cơ thể như hormone

GH của tuyến yên, T3, T4 của tuyến giáp, cortisol của vỏ thượng thận, insulin củatuyến tụy nội tiết…

+ Một số hormone chỉ có tác dụng đặc hiệu lên một mô hoặc một cơ quan nào

đó như hormone ACTH, TSH, FSH, LH… của tuyến yên Các mô hoặc cơ quanchịu tác dụng đặc hiệu của những hormone này được gọi là mô hoặc cơ quan đích

4.3 Bản chất hóa học của hormone

Các hormone thường có bản chất hóa học thuộc một trong ba loại sau đây: + Steroid: là những hormone có cấu trúc hóa học giống cholesterol và hầu hếtđược tổng hợp từ cholesterol như hormone của vỏ thượng thận, từ tuyến sinh dục + Dẫn xuất của acid amin tyrosin: Hai nhóm hormone được tổng hợp từtyrosin đó là hormone của tuyến tụy thượng thận và hormone của tuyến giáp

+ Protein và peptid: Hầu như tất cả các hormone còn lại của cơ thể là protein,peptid, hormone tuyến cận giáp, hormone tuyến tụy nội tiết và hầu hết cáchormone tại chỗ

4.4 Chất tiếp nhận hormone tại tế bào đích

Khi đến tế bào đích, các hormone thường không tác dụng trực tiếp vào cáccấu trúc trong tế bào để điều hòa các phản ứng hóa học ở bên trong tế bào màchúng thường gắn với các chất tiếp nhận-các receptor ở trên bề mặt hoặc ở trong tếbào đích Phức hợp hormone-receptor sau đó sẽ phát động một chuỗi các phản ứnghóa học ở trong tế bào Tất cả hoặc hầu như tất cả receptor đều là những phân tửprotein có trọng lượng phân tử lớn mỗi tế bào đích thường có khoảng 2.000-100.000 receptor

Mỗi receptor thường đặc hiệu với một hormone, chính điều này quyết địnhtác dụng đặc hiệu của hormone lên mô đích Mô đích chịu tác dụng của hormonechính là mô có chứa các receptor đặc hiệu tiếp nhận hormone đó Các receptor tiếpnhận các loại hormone khác nhau có thể nằm trên màng tế bào, trong bào tươnghoặc trong nhân tế bào

4.5 Tác dụng của hormone

- Đặc tính chung

Đặc tính sinh học của các hormone trong cơ thể cũng giống như các enzyme

và vitamin, được tạo thành rất ít vì chúng chỉ tác dụng với liều rất nhỏ, nhưng cóhoạt tính sinh học cao và đặc hiệu

Các hormone do quá trình tổng hợp tạo ra Tuy nhiên hiện nay người ta cũng

đã tổng hợp được một số hormone, nhất là nhờ kĩ thuật gen và công nghệ sinh họctrong thời gian gần đây Ví dụ: Insulin đã được tổng hợp rất sớm và được sản xuấthàng loạt bằng con đường công nghệ sinh học

Các hormone sinh ra, đổ trực tiếp vào máu, nhưng chỉ có tác dụng đặc hiệuvới một cơ quan, một chức năng hay một quá trình sinh học nhất định trong cơ thể

Ví dụ: Hormone kích noãn tố (FSH) của tuyến yên chỉ có tác dụng kích thích quátrình phát triển và chin của bao noãn trong buồng trứng, Parathormone của tuyếncận giáp chỉ có tác dụng với quá trình trao đổi calci và phosphor Cơ quan tiếpnhận tác dụng của hormone được gọi là cơ quan đích hay cơ quan mục tiêu

Các hormone tác dụng thông qua hệ enzyme như một chất xúc tác của phảnứng sinh học nhưng không tham gia trực tiếp vào các phản ứng đó

Hầu hết các hormone không có tính chất đặc trưng cho loài, nghĩa là hormonecủa loài này cũng có tác dụng với loài khác và cho người, chẳng hạn hormone

insulin của tuyến tụy có thể dung chung cho nhiều loài Một vài hormone có tácdụng riêng cho loài, ví dụ hormone sinh trưởng.

- Tác dụng sinh lí của hormone

Có thể tóm tắt những tác dụng chính như sau:

+ Hormone tham gia điều tiết quá trình sinh trưởng và phát triển của cơ thể

Về tác dụng này phải kể đến các hormone kích thích sự phát triển (STH), hormonekích thích tuyến giáp (TSH) của tuyến yên và hormone thyroxin của tuyết giáp Sựphát triển bình thường, nhất là về hình dạng kích thước của cơ thể phụ thuộc vàocác hormone này

+ Hormone tham gia vào điều tiết quá trình trao đổi chất và năng lượng Quátrình chuyển hóa, dự trữ, huy động và biến đổi của vật chất và năng lượng trong cơthể phụ thuộc rất nhiều vào các hormone như hormone như hormone kích thích sựphát triển (STH) của tuyến yên, thyroxin của tuyến giáp, glucocorticoid của phần

vỏ tuyến trên thận, insulin và glucagon của tuyến tụy, parathormone của tuyến cậngiáp Chúng tạo ra sự cân bằng hài hòa của hai quá trình đồng hóa và dị hóa

+ Hormone tham gia điều tiết sự cân bằng nội môi của các dịch thể Ví dụ nhưhormone vasopressin (ADH), kích tố tuyến trên thận (ACTH) của tuyến yên, cáchormone aldosterone, cortisol của phần vỏ tuyến trên thận, calcitonin của tuyếngiáp, parathormone của tuyến cận giáp, có vai trò rất quan trọng trong quá trìnhtrao đổi nước, muối khoáng và các thành phần khác giữ cân bằng nội môi, ổn định

áp suất thẩm thấu, duy trì độ pH…

+ Hormone tham gia điều tiết sự thích nghi của cơ thể với môi trường Chẳnghạn, hormone thyroxin của tuyến giáp tham gia vào điều tiết thân nhiệt, hormoneadrenalin, noradrenalin của phần tủy tuyến trên thận giúp cơ thể chống lại các yếu

tố gây stress của môi trường

+ Hormone tham gia điều tiết quá trình sinh sản ở động vật Sinh sản nhất làsinh sản hữu tính ở động vật và người là quá trình phức tạp đòi hỏi sự có mặt củacác hormone sinh dục đực và cái như nhóm androgen và estrogen, đảm bảo sự pháttriển duy trì giới tính, sự phát sinh giao tử, sự thụ tinh, thai nghén, đẻ và nuôi con

4.6 Cơ chế tác dụng của hormone

Cơ chế tác dụng của các hormone đối với quá trình sinh học trong cơ thể rấtphức tạp Các hormone được tiết ra từ các tế bào tuyến nội tiết theo máu tác dụnglên tế bào đích Ở tế bào đích thường có 3 giai đoạn kế tiếp nhau xảy ra như sau:

- Hormone được nhận biết bởi một thụ cảm thể đặc hiệu trên màng hoặcnhân của tế bào đích.

- Phức hợp hormone-thụ cảm thể vừa hình thành được kết hợp với một cơchế sinh tín hiệu

- Tính hiêu sinh ra gây tác dụng với các quá trình nội bào như thay đổi hoạttính, nồng độ các enzyme, thay đổi tính thấm của màng để làm tăng cườnghấp thu hay đào thải các chất, gây tiết các hormone ở các tuyến đích khác,gây co hoặc giãn cơ, tăng cường tổng hợp protein…

4.6.1 Các hormone tác dụng thông qua “các chất truyền tin thứ hai”

Những hormone không có bản chất steroid, chúng có bản chất protein, peptidhay acid amin tác dụng theo cơ chế này

Các hormone được gọi là “chất truyền tin thứ nhất” theo máu mang thông tinđến tế bào Khi tiếp xúc với màng chúng được gắn với các thụ cảm thể đặc hiệu cósẵn trên màng

Phức hợp hormone-thụ cảm thể mới hình thành thông qua các “phân tử kếthợp” là G-protein trên màng sẽ phản ứng với 3 hệ thống đáp ứng khác nhau củamàng là: hệ thống adenylat cyclase-AMP vòng, hệ thống calci – calmodulin và hệthống phospholipase-phospholipid

- Hệ thống adenyl-AMP

G-protein là chất trung gian và sỡ dĩ được gọi là G-protein vì protein có khảnăng kết hợp với guanylnucleotid, hoặc ở dạng GDP hoặc ở dạng GTP Chỉ cóGTP mới có tác dụng hoạt hóa adenylate cyclase, một enzyme gắn trên màngnguyên sinh chất, còn GDP không có tác dụng này Chính phức hợp hormone-thụcảm thể đặc hiệu mới hình thành có tác dụng xúc tác chuyển GDP thành GTP khithụ cảm thể còn ở dạng tự do, chưa kết hợp với hormone không có tác dụng này Enzyme adenylate cyclase được hoạt hóa sẽ xúc tác cho quá trình hình thànhAMPv từ adenosintriphosphat với sự có mặt của ion Mg2+ như là một đồng yếu tố.AMPv được gọi là “chất truyền tin thứ hai” AMPv kích thích hoạt động củaenzyme protein kinase, chuyển chúng sang dạng hoạt động Chính enzyme proteinkinase hoạt động này hoạt hóa một loạt các enzyme trong con đường chuyển hóa ởnội bào bằng cách phosphoryl hóa các kinase của chúng Kết quả cuối cùng làmthay đổi quá trình chuyển hóa vật chất trong tế bào và làm cho các quá trình nàydiễn ra thuận lợi (Hình 1)

Hình 1: Sơ đồ cơ chế tác dụng của hormone thông qua hệ thống andenylat

Hình 2: Sơ đồ cơ chế tác dụng của hormone thông qua hệ thống calci-calmodulin

(Nguồn internet)

- Hệ thống phospholipase-phospholipid

Phức hợp hormone-thụ cảm thể mới được hình thành thông qua một G-proteinđặc hiệu hoạt hóa phospholipase ở màng (hình 3) Enzyme này phân giải một dạngphospholip là phosphatidylinositol tạo thành diacylgycerol và inositol triphosphate.Các diacylgcerol là chất hoạt hóa protein kinase – C, còn các inositol triphosphate

có tác dụng huy động ion ca2+ từ lưới nội nguyên sinh chất Các protein kinase – Choạt hóa đến lượt mình lại hoạt hóa hoặc ức chế các enzyme khác ở nội bào Quátrình thủy phân các diacylglycerol còn tạo ra acid arachidonic làm nguyên liệu tổnghợp prostaglandin Chất này tham gia điều chỉnh các phản ứng của tế bào

Hình 3: Cơ chế tác dụng của hormone thông qua hệ thống

phospholipase-phospholipid(Nguồn internet)

4.6.2 Các hormone tác dụng thông qua hoạt hóa gen

Các hormone có bản chất steroid đi qua màng vào trong nội bào, rồi vàotrong nhân kết hợp với các thụ cảm thể của nhân (Hình 4) Phức hợp hormone-thụcảm thể của nhân mới hình thành sẽ tương tác với các phân tử AND ở trong nhân

để tạo ra tín hiệu

Hình 4: Sơ đồ cơ chế tác dụng của hormone thông qua hệ thống hoạt hóa gen

(Nguồn internet)

4.7 Cơ chế điều hòa bài tiết hormone

Các hormone được bài tiết theo cơ chế điều khiển từ tuyến chỉ huy đến tuyếnđích và theo cơ chế điều hòa ngược từ tuyến đích và theo cơ chế điều hòa ngược từtuyến đích đến tuyến chỉ huy Đây là cơ chế điều hòa chủ yếu để duy trì nồng độhormone luôn hằng định, thích ứng được với hoạt động của cơ thể và sự thay đổicủa môi trường, phần lớn các hormone luôn hằng định, thích ứng được với hoạtđộng của cơ thể và sự thay đổi của môi trường, phần lớn các hormone được bài tiếttheo cơ chế điều khiển ngược Ngoài ra, sự bài tiết hormone còn được điều hòatheo nhịp sinh học và qua một số chất truyền đạt thần kinh Tuy nhiên cơ chế điềuhòa ngược vẫn là cơ chế chủ yếu, nhanh và nhạy để duy trì nồng độ hormone luônhằng định và thích ứng được với hoạt động của cơ thể khi sống trong môi trườngluôn thay đổi

4.7.1 Điều hòa ngược âm tính

Điều hòa ngược âm tính là kiểu điều hòa mà khi nồng độ hormone tuyến đíchgiảm, nó sẽ kích thích tuyến chỉ huy bài tiết nhiều hormone để rồi hormone tuyếnchỉ huy lại kích thích tuyến đích nhằm đưa nồng độ tuyến đích tăng trở lại mức

bình thường Ngược lại, khi nồng độ hormone tuyến đích tăng lại có tác dụng ứcchế tuyến chỉ huy làm giảm bài tiết hormone tuyến chỉ huy.

Cơ chế điều hòa ngược được thực hiện bằng 3 con đường:

- Ngược dòng dài: từ tuyến đích theo đường máu trở về tuyến yên và vùngdưới đồi

- Ngược dòng ngắn: từ tuyến yên ngược trở lại vùng dưới đồi

- Ngược dòng cực ngắn: điều hòa trong nội bộ vùng dưới đồi và ức chế bàitiết hormone tương ứng ở tuyến yên

Ví dụ: Nồng độ hormone T3, T4 giảm thì ngay lập tức nó sẽ kích thích vùng dướiđồi tuyến yên tăng bài tiết TRH và TSH Chính hai hormone này quay trở lại kíchthích tuyến giáp tăng bài tiết đưa nồng độ T3, T4 trở về mức bình thường Rối loạn

cơ chế điều hào ngược âm tính sẽ dẫn tới rối loạn hoạt động của hệ thống nội tiết,nếu không lưu ý đến đặc điểm này thì có thể dẫn từ rối loạn này sang rối loạn khác

Hình 5: Sơ đồ điều hòa ngược âm tính

(Nguồn internet)

4.7.2 Điều hòa ngược dương tính

Khác với kiểu điều hòa ngược âm tính, trong một số trường hợp người ta thấynồng độ hormone tuyến đích tăng lại có tác dụng kích thích tuyến chỉ huy và cànglàm tăng hormone tuyến chỉ huy

Ví dụ: khi cơ thể bị tress, định lượng nồng độ hormone thấy nồng độ cortisol tăngcao đồng thời nồng độ ACTH cũng tăng cao (Hình 6)

Như vậy, kiểu điều hòa ngược dương tính không những không làm ổn địnhnồng độ hormone mà ngược lại còn làm tăng them sự mất ổn định Tuy nhiên, sựmất ổn định này là cần thiết nhằm bảo vệ cơ thể trong trường hợp này

Mặc dù kiểu điều hòa ngược dương tính trong điều hòa hoạt động hệ nội tiết

ít gặp nhưng lại rất cần thiết bởi vì nó thường liên quan đến những hiện tượngmang tính sống còn của cơ thể như để chống stress, chống lạnh hoặc gây phóngnoãn

Tuy vậy, kiểu điều hòa này thường chỉ xảy ra trong thời gian ngắn, sau đó lạitrở lại kiểu điều hòa ngược âm tính thông thường Nếu kéo dài tình trạng này chắcchắn sẽ dẫn đến tình trạng bệnh lí

Hình 6: Sơ đồ điều hòa ngược dương tính trong tình trạng stres

NỘI DUNG

I Giới thiệu chung về hormone sinh sản

1 Khái niệm hormone sinh sản

Hormone sinh sản là một nhóm các hợp chất dẫn xuất của steroid do cơquan sinh sản tiết ra hoặc tuyến thượng thận, có tác dụng lên sự hình thành và pháttriển các đặc điểm giới tính

2 Cơ chế chung của hormone sinh sản

Các hormone có bản chất là steroid tác động theo cách thứ nhất-ảnh hưởng đến quá trình biểu hiện gen, trung tâm đầu tiên bị tác động là nhân tế bào

Các cơ chế dẫn truyền giữa các tế bào:

- Dẫn truyền kế cận (Paracrine communication): Do sự khuyếch tán tại chỗ giữa 2 tế bào kế cận nhau

- Tự dẫn truyền (autocrine communication): Sự dẫn truyền xảy ra bên trong tế bào, do tế bào tiết ra, tác động trở lại lên thụ thể trên bề mặt hay bên trong chính tế bào đó

- Theo bản chất tế bào chia làm 3 nhóm:

+ Hormone có cấu trúc Peptid và Glycoprotein ( GnRH, LH, FSH ) + Hormone có cấu trúc Steroid ( hormone tuyến sinh dục, hoàng thể, vỏ thượng thận )

+ Hormone có cấu trúc Tyrozin và các dẫn xuất của nó ( Dopamin ) Hormone sinh sản thuộc nhóm hormone có cấu trúc Steroid bao gồm Estrogen, Progesterone và các Androgens

Các ảnh hưởng sinh học của hormone phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như số phân tử, sự phân bố của hormone và các chất chuyển hóa của nó trong tế bào, sự tương tác với các thụ thể, sự hoạt hóa các thụ thể, nồng độ hormone trong một cơ quan phụ thuộc vào sự sinh tổng hợp, chuyển hóa và bài tiết

Các hormone có bản chất steroid đi qua màng vào trong nội bào, rồi vàotrong nhân kết hợp với các thụ cảm thể của nhân Phức hợp hormone – thụ cảm thểcủa nhân mới hình thành sẽ tương tác với các phân tử AND ở trong nhân để tạo ratín hiệu Cụ thể là phức hợp hormone – thụ cảm thể kết hợp với ADN sẽ tương tácvới yếu tố điều hòa hormone steroid ở các phân tử ADN đích Các ARN –

Polymerase tổng hợp ARN thông tin cho quá trình phiên mã Tiếp theo sau là quátrình dịch mã Như vậy tác dụng của hormone thông qua phức hợp với thụ cảm thể

ở nhân sẽ đưa đến kết quả cuối cùng là làm tăng cường hay ức chế sự tổng hợpprotein Hormone thực sự là những tính hiệu nội bào Quá trình này diễn ra lâu hơn

từ vài phút đến vài giờ hoặc vài ngày mới thấy rõ tác dụng kiểu tác dụng nàythường xuất hiện chậm sau vài phút đến vài giờ, thaanmj chí vài ngày nhưng tácdụng kéo dài, điều này thường trái ngược với tác dụng xảy ra tức khắc của cáchormone tác dụng thông qua AMP vòng

3 Cấu trúc, các loại hormone sinh sản

a) Cấu trúc

Cấu trúc cơ bản của hormone gần giống như nhau với cấu trúc nền tảng là phân tử Perhydrocyclopentanephenanthrene được cấu tạo gồm 3 vòng 6C và một vòng 5C Cấu trúc các hormone khác nhau rất ít ở các cấu trúc hóa học dẫn tới sự khác nhau trong tác động sinh học Hormone được chia làm 3 nhóm chính dựa vào

số nguyên tử cacbon có trong phân tử đó

+ Chuỗi 21C: Nhân cơ bản là Pregnane gồm có Corticoid và Progestins

+ Chuỗi 19C: Nhân cơ bản là Androstane gồm có các Androgens

+ Chuỗi 18C: Nhân cơ bản là Estrane, gồm có Estrogens

Hình 5: Cấu trúc hormone sinh dục

(Nguồn internet)b) Các loại hormone sinh sản

Cá loại hormone sinh sản ở động vật gồm có:

a) Nguồn gốc, bản chất hóa học và sinh tổng hợp

- Là một loại hormone do cơ quan sinh dục cái tiết ra

- Ở buồng trứng, estrogen do các tế bào vỏ trong và các tế bào hạt của nangtrứng bài tiết trong nửa đầu chu kì kinh nguyệt ở người và nữa sau do thểhoàng tiết ra

- Ở rau thai, estrogen do các tế bào lá nuôi bài tiết, nồng độ tăng dần, vàocuối thời gian có thai nồng độ có thể tăng đến 30 lần so với bình thường.Hầu hết là estron, được tổng hợp từ androgen tuyến thượng thận của mẹ

và rau thai Tế bào lá nuôi chỉ là bước chuyển hóa trung gian androgenthành estrogen

Hình 7: Sơ đồ cấu tạo estrogen từ nang trứng

(Nguồn internet)

- Có 3 loại estrogen có mặt với một lượng đáng kể trong huyết tương đó là:

17 beta-estradiol, estron và estriol, trong đó chủ yếu là 17 beta-estradiolđược bài tiết nhiều nhất và có tác dụng sinh học mạnh nhất Tác dụng của

17 beta-estradiol mạnh gấp 12 lần estron và 80 lần estriol Vì vậy estriolđược xem là estrogen yếu nhât Cả 3 loại đều có bản chất hoá học làsteroid và được tổng hợp ở buồng trứng từ cholesterol và cũng có thể từacety coenzyme A

- Công thức hóa học của 3 loại estrogen như sau:

Hình 8: Công thức hóa học của 3 loại estrogen

(Nguồn internet)

b) Vận chuyển và thoái hóa

- Trong máu estrogen gắn lỏng lẻo chủ yếu với albumin của huyết tương vàglobulin gắn đặc hiệu với estrogen Máu sẽ vận chuyển và giải phóngestrogen cho mô đích trong khoảng thời gian 30 phút

- Tại gan, estrogen sẽ kết hợp với glucuronid và sunfat thành những hợpchất bài tiết theo đường mật và theo đường nước tiểu Gan cũng có tácdụng chuyển dạng estrogen mạnh là estradiol và estron thành dạng estriolyếu

c) Tác dụng của estrogen

- Làm xuất hiện và bảo tồn đặc tính sinh dục cái bao gồm các cơ quan sinhdục, phát triển lớp mỡ dưới da, giọng nói trong, dáng mềm mại, vai hẹp,hông nở đối với con người và ở các loài động vật cũng có nhiều thay đổiđáng kể như: cơ thể lớn hơn…

- Tác dụng lên tử cung: Dưới tác dụng của estrogen làm tăng kích thước cổ

tử cung ở tuổi dậy thì và khi có thai Kích thích phân chia lớp nền – lớp táitạo ra lớp chức năng trong nữa đầu của chu kì kinh nguyệt Tăng tạo cácmạch máu mới ở lớp chức năng làm cho các mạch máu này trở thành cácđộng mạch xoắn cung cấp máu cho lớp niêm mạc chức năng Tăng lưu

lượng máu đến lớp niêm mạc chức năng Kích thích sự phát triển của cáctuyến niêm mạc Tăng tạo glycogen chứa trong tuyến nhưng không bàitiết tăng khối lượng tử cung, tăng hàm lượng actin và myosin trong cơđặc biệt trong thời kì có thai Tăng co bóp tử cung Tăng tính nhạy cảmcủa cơ tử cung với oxytocin.

- Tác dụng lên cổ tử cung: Dưới tác dụng của estrogen, các tế bào biểu môcủa niêm mạc cổ tử cung bài tiết 1 lớp dịch nhày loãng, mỏng dịch này cóthể kéo thành sợi dài khi được phết vào lam kính, khi để khô trên lamkính, dịch cổ tử cung có hiện tượng tinh thể hóa và soi lam kính hiển vithấy hình ảnh “dương xỉ”

- Tác dụng lên vòi tử cung: làm tăng sinh mô tuyến của niêm mạc vòi tửcung, làm tăng sinh các tế bào biểu mô long rung, làm tăng hoạt động củacác tế bào biểu mô long rung theo một chiều, hướng về phía tử cung Tất

cả các tác dụng của estrogen lên vòi tử cung đều nhằm giúp trứng đã thụtinh di truyển dễ dàng vào tử cung

- Tác dụng lên âm đạo: biến đôỉ biểu mô âm đạo từ dạng khối thành dạngbiểu mô tầng, lớp biểu mô tầng này vững chắc hơn do vậy tăng khả năngchống đỡ với các sang chấn và nhiễm khuẩn Kích thích các tuyến của âmđạo bài tiết dịch có độ pH acid

- Tác dụng lên tuyến vú: phát triển hệ thống ống tuyến và mô đệm, tănglắng động mỡ

- Tác dụng lên chuyển hóa: làm tăng tổng hợp protein ở các mô đích như tửcung, tuyến vú, xương Làm tăng nhẹ quá trình sinh tổng hợp protein củatoàn cơ thể Tăng lắng động mỡ ở dưới da đặc biệt là ở ngực, mông, đùi…tăng nhẹ tốc độ chuyển hóa, tác dụng này chỉ bằng 1/3 tác dụng củatestosterone

- Tác dụng lên xương: tăng hoạt động của tế bào tạo xương Vì vậy, vàotuổi dậy thì ở người tốc đọ phát triển cơ thể tăng nhanh Kích thích gắnđầu xương vào thân xương Tác dụng này của estrogen mạnh hơn nhiều sovới testosterone

- Tác dụng lên chuyển hóa muối nước: do cấu tạo của estrogen giốngaldosterone nên với nồng độ cao có thể tăng tích muối và tích nước

d) Điều hòa bài tiết

- Nồng độ β-estradiol trong huyết tương của phụ nữ bình thường là 158,74– 268,73pmol/l ở nữa đầu của chu kì kinh nguyệt, 236,1 – 325,69pmol/l ởnữa sau chu kì kinh nguyệt và nồng độ cao nhất vào giữa chu kì kinhnguyệt là 725,18 – 925,28pmol/l

- Estrogen bài tiết nhiều hay ít tùy thuộc vào nồng độ LH của tuyến yên.Nồng độ LH tăng sẽ kích thích các tế bào của lớp áo trong nang noãn bàitiết estrogen, ngược lại nồng độ LH giảm thì estrogen cũng được bài tiếtít.

e) Cơ chế tác dụng

Cơ chế tác dụng của estrogen: Tác động của estrogen được xác định bởi các yếu

tố cấu trúc phân tử estrogen, cấu hình receptor, đặc tính của các promoter chocác gene đích, sự cân bằng giữa các yếu tốc kích thích hay yếu tố hợp đồng(coactivators) va các yếu tố ức chế (coepressors)

- Kết hợp estrogen-estrogen receptor Estrogen receptor kết hợp lỏng lẻovới protein liên kết receptor nằm trong tế bào chất Các protein này đóngvai trò như những chaperon (giữa ổn định receptor và tạo điều kiện đểprotein receptor định hình cấu trúc xoắn nhưng không ảnh hưởng đến cấutrúc của receptor) đồng thời có tác dụng "che" vị trí kết hợp với DNA(DNA binding domain) của receptor Những protein liên kết receptor khác

có khả năng tác dụng đến các cơ chế truyền tín hiệu Vị trí cụ thể của cácestrogen receptor cũng như của các steroid hormone receptor vẫnchưađược biết rõ hoàn toàn Các receptor có thể được phân bố đều trong

tế bào chất Estrogen tự do sau khi xâm nhập vào tế bào sẽ kết hợp với vịtrí kết hợp cơ chất trên receptor làm cho receptor tách khỏi chaperoneprotein Phức hợp estrogen-receptor di chuyển vào nhân tế bào Tại nhân,phức hợp này kết hợp với chuỗi DNA đặc hiệu được gọi là yếu tố đáp ứngestrogen (estrogen- respond elements) đồng thời kết hợp với các yếu tốhoạt hóa (coactivator) hoặc yếu tố ức chế (repressor) Cơ chế giúp chophức hợp estrogen-receptor đến và kết hợp được với DNA trong nhân vẫnchưa được biết rõ Tuy nhiên, người ta đã biết rằng protein trong tế bàochất có tên caveolin-1 có tác dụng kích thích quá trình di chuyển thôngqua tác động trực tiếp đến receptor Estrogen cũng có thể ảnh hưởng đếncác quá trình dịch mã của các gene không mang yếu tố đáp ứng estrogenbằng cách tác động thông qua các yếu tố dịch mã khác Estrogen receptorcòn có khả năng tương tác với yếu tố nhân kappaB

- Estrogen receptor alpha và beta Estrogen receptor là thành viên của liênnhóm cơ quan thụ cảm nhân và có một số cấu trúc chức năng Vị trí kếthợp DNA (DNA- binding domain) mang hai ngón tay kẽm (zinc finger)tham gia vào quá trình kết hợp của receptor Vị trí kết hợp cơ chất (ligand-binding domain) chứa nhiều bộ amino acid khác nhau có tác dụng kết hợpvới các cơ chất khác nhau và có khả năng tương tác với các protein điều

hòa N-tereminal domain thay đổi ở mức độ cao tương tác trực tiếp vớicác yếu tố trong bộ máy dịch mã C-terminal domain có tác dụng trongquá trình biến đổi của receptor Hai estrogen receptor và một số dạng biếnđổi của chúng đã được xác định Estrogen receptor alpha (hay receptor cổđiển) được nghiên cứu từ năm 1986 còn dạng kia, receptor beta, mới đượcphát hiện gần đây Hai receptor này khác nhau về cấu trúc và vị trí cácgene mã hóa cho chúng Ở người, gene mã hóa của receptor alpha nằmtrên NST số 6 còn gene mã hóa receptor beta nằm trên NST 14 Haireceptor có DNA-binding domain tương tự nhau nhưng nhìn chung cótính tương đồng thấp Sự khác nhau được thể hiện rõ ở vị trí kết hợp cơchất (ligand-binding domain), chỉ có 57% số amino acid trong phần cấutrúc này giống nhau Từ đặc điểm khác nhau này ta có thể dễ dàng nhậnthấy mỗi loại receptor có ái lực (hay khả năng kết hợp) khác nhau đối vớinhững cơ chất khác nhau Ví dụ, 17 alpha estradiol và estrone có ái lựccao với receptor alpha trong khi hai phytoestrogen là genistein vàcoumestrol lại có ái lực cao hơn với receptor beta Hai receptor còn khácnhau ở sự phân bố Các tế bào hạt trong noãn bao và các tế bào sinh dụcđang phát triển mang chủ yếu receptor beta Ở các cơ quan không phải là

cơ quan đích "truyền thống" của estrogen như thận, niêm mạc ruột, phổi,tủy xương, tế bào nội mạc huyết quản, tuyến tiền liệt, receptor beta cũngchiếm da số Ngược lại, tế bào biểu mô tử cung, tế bào ung thư vú lạimang chủ yếu receptor alpha Đàn ông thiếu hụt estrogen receptor giảmkhả năng sinh sản và bị loãng xương trầm trọng Chuột nhắt đực và cái bấthoạt gene mã hóa receptor alpha đều không có khả năng sinh sản, mật độxương đùi giảm Chuột nhắt cái bất hoạt gene mã hóa receptor beta cũngkhông có khả năng sinh sản Chuột đực bất hoạt gene này bị phì đại tuyếntiền liệt, không tích mỡ bụng Nếu hai gene mã hóa cho hai receptor trênđều bất hoạt, cơ thể sẽ có biểu hiện giống trường hợp gene của receptoralpha bất hoạt (vô sinh, buồng trứng có cấu trúc ống tương tự ống sinhtinh trong dịch hoàn )

- Các cơ chất tác động chọn lọc Các cơ chất tác dụng chọn lọc (selectivereceptor modulators) là thuật ngữ dùng để chỉ các cơ chất không phải làsteroid Chúng có thể là các chế phẩm trị liệu, các hợp chất trong thựcphẩm Đối với phụ nữ mãn kinh sử dụng với các bệnh phụ thuộcestrogen, sự thay thế (bổ sung estrogen) có thể làm phát sinh hoặc gâytrầm trọng thêm một số bệnh như ung thư vú, ung thư tử cung, bệnh timmạch nhưng lại hạn chế được loãng xương, đảm bảo một số cơ chế tronghoạt động của não bộ Ví dụ: tamoxifen (chất dùng trong điều trị ung thưvú) có hoạt tính kháng estrogen tại mô vú nhưng có khả năng bắt chướcestrogen ở tử cung nên lại là chất nguy cơ cho ung thư tử cung Raloxifen

có tác dụng giống estrogen làm tăng mật độ xương, ảnh hưởng đến mỡhuyết nhưng không phát huy tác dụng với tuyến vú và tử cung Chính vìthế việc chọn các loại dược phẩm/chế phẩm có tác động chọn lọc theo cơquan, theo tỷ lệ tác động đến các cơ quan, theo thời kỳ tác động, theo thờigian tác động rất có ý nghĩa trong điều trị các bệnh phụ thuộc estrogen.Một trong những tiêu chuẩn để "duyệt" các chế phẩm tác động chọn lọc làrêcptor đích của nó (estrogen receptor alpha hay beta hay cả hai )

- Các yếu tố tác dụng hiệp đồng Các receptor tương tác với nhiều proteinđiều hòa trong khoảng trung gian giữa receptor đã được hoạt hóa và bộmáy sao mã Sự lắp ráp của các yếu tố khác nhau như protein kết hợp vớihộp TATA (TATA-box-binding protein) và các yếu tố liên quan khác làbước cần thiết cho hoạt động của RNA polymerase II Ngược lại, cácprotein điều hòa receptor tương tác với phân tử receptor để tạo khả năngsao mã Tóm lại, để estrogen phát huy tác dụng cần các thành phần:Receptor, yếu tố hiệp đồng tác động, yếu tố ức chế, yếu tố sao mã Trongcác yếu tố trên, potein tác dụng hiệp đồng với receptor có kích thước 160

kD (160-kD steroid- receptor coactivator protein) và protein kết hợp vớiyếu tố đáp ứng AMP vòng (p300-cyclic AMP response-element-bindingprotein) đóng vai trò quan trọng Các protein kết hợp/tác động đến cácchất khác (có cấu trúc/tác dụng) của estrogen hay ngược với estrogen sẽquyết định hay ít nhất là có ảnh hưởng đến tác động chọn lọc (đã nói ởmục trên) của các chất này

2 Hormone progesterone

a) Sinh tổng hợp và bản chất hóa học

- Ở phụ nữ không có thai, nữa đầu của chu kì kinh nguyệt nang trứng vàtuyến vỏ thượng thận chỉ bài tiết 1 lượng nhỏ progesterone, nữa sau chu kìkinh nguyệt progesterone được bài tiết chủ yếu ở thể vàng

- Ở phụ nữ có thai rau thai tiết một lượng đáng kể progesterone cho tới cuốithời kì của thai

- Cũng như estrogen thì progesterone cũng có bản chất hóa học là hợp chấtsteroid được tổng hợp từ cholesterol hoặc acetyl – coenzyme A

- Công thức hóa học của progesterone như sau:

Hình 9: Cấu tạo hóa học của progesterone

(Nguồn internet)

b) Vận chuyển và thoái hóa

- Progesteron trong máu được vận chuyển dưới dạng gắn chủ yếu vớialbumin huyết tương và globulin gắn dặc hiệu với progesterone

- Vài phút sau khi được bài tiết, progesterone được thoái hóa thành cácsteroid khác không có tác dụng của progesterone Gan là một cơ quan đặcbiệt tham gia vào sự chuyển hóa này

- Sản phẩm cuối cùng là pregnanediol được bài tiết theo nước tiểu Do vậyngười ta đánh giá mức độ tạo progesteron trong cơ thể thông qua mức bàixuất progesterone qua đường nước tiểu

c) Tác dụng của progesterone

- Tác dụng lên tử cung: tác dụng quan trọng nhất của progesterone là kíchthích sự bài tiết ở niêm mạc tử cung vào nửa sau của chu kì kinh nguyệt.Các tuyến của niêm mạc tử cung dưới tác dụng của progesterone dài ra,cuộn lại cong queo và bài tiết glycogen Tác dụng này có ý nghĩa quantrọng là chuẩn bị niêm mạc tử cung ở trạng thái sẵn sang đón trứng đã thụtinh vào làm tổ Làm giảm co bóp cơ tử cung do đó ngăn cản việc đẩytrứng đã thụ tinh ra ngoài và tạo môi trường yên ổn cho bào thai pháttriển