3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.4.TỔNG QUAN VỀ HORMONE FSH VÀ TESTOSTERON
1.4.1. Tổng quan về hormone
Hormone là các chất hóa học do các tế bào hay nhóm tế bào tiết trong cơ thể người và động vật sản sinh ra, được vận chuyển trong máu hay dịch não tủy đến điều khiển, điều hòa hoạt động của các tế bào hay các cơ quan nơi có các cơ quan thụ cảm hormone (hormone receptor).
Theo Philip W.D và Chilton T.J (1991) [30], hormone tồn tại trong cơ thể ở các dạng chủ yếu sau:
Hormon steroid: là những hormone có cấu trúc hoá học giống cholesterol và hầu hết được tổng hợp từ cholesterol như: hormone vỏ thượng thận, tinh hoàn, buồng trứng và nhau thai (Estrogen, testosterone, progesterone,…)
Hormone dẫn xuất từ acid amin như: hormone tyrosine của tuyến giáp, hormone adrenalin và noradrenalin của tuyến tủy trên thận.
Hormone có bản chất peptid như: hormone kháng niệu (ADH), oxytoxin của thùy sau tuyến yên; hormone thymosin của tuyến ức; một số hormone của hệ thống tiêu hóa (gastrin, secretin, colexystokinin)
Ngoài ra gần đây người ta còn khám phá ra rằng eicosanoid (một dẫn xuất của axit béo) cũng có tác dụng giống như hormone nhưng chỉ có tác động cục bộ, như : prostaglandin, leucotrien, thromboxan.
Khi đến tế bào đích, các hormone thường không tác dụng trực tiếp vào các cấu trúc trong tế bào để điều hoà các phản ứng hoá học ở bên trong tế bào mà chúng thường gắn với các chất tiếp nhận - các receptor ở trên bề mặt hoặc ở trong tế bào đích. Phức hợp hormone - receptor sau đó sẽ phát động một chuỗi các phản ứng hoá học ở trong tế bào. Sau khi hormon gắn với receptor tại tế bào đích, hormone sẽ hoạt hoá receptor, nói cách khác là làm cho receptor thay đổi cấu trúc và chức năng. Chính những receptor này sẽ gây ra các tác dụng tiếp theo như làm thay đổi tính thấm màng tế bào (mở kênh hoặc đóng các kênh ion), hoạt hoá hệ thống enzym ở trong tế bào do hormone gắn với receptor trên màng tế bào, hoạt hoá hệ gen do hormone gắn với receptor ở nhân tế bào.
Tuỳ thuộc vào bản chất hoá học của hormone mà vị trí gắn của hormone với receptor sẽ xảy ra trên màng, trong bào tương hoặc trong nhân tế bào và do đó chúng cũng có những con đường tác động khác nhau vào bên trong tế bào hay nói cách khác, chúng có những cơ chế tác dụng khác nhau tại tế bào đích.
Hầu hết các hormone có bản chất hoá học là protein, peptid, dẫn xuất của acid amin khi đến tế bào đích đều gắn với các receptor nằm ngay trên màng tế bào. Phức hợp hormone - receptor này sẽ tác động vào hoạt động của tế bào đích thông qua một chất trung gian được gọi là chất truyền tin thứ hai (AMP vòng, ion canxi và calmodulin, các mảnh phospholypide).
Các hormone sinh dục gắn với receptor trong tế bào chất. Sau đó, phức hợp hormone - receptor được vận chuyển vào nhân tế bào. Tại nhân tế bào, phức hợp hormon - receptor sẽ gắn vào các vị trí đặc hiệu trên phân tử DNA của nhiễm sắc thể và hoạt hoá sự sao chép của gen đặc hiệu để tạo thành RNA thông tin. Sau khi được tạo thành, RNA thông tin sẽ khuếch tán ra bào tương và thúc đẩy quá trình dịch mã tại ribosom để tổng hợp các phân tử protein mới. Những phân tử protein này có thể là các phân tử enzym hoặc phân tử protein vận tải hoặc protein cấu trúc [18].
1.4.2. Ảnh hưởng của kích tố steroid đến sự phát triển của cơ quan sinh dục
Trong quá trình phân hóa tế bào sinh dục, kích tố steroid được sản sinh ra bởi tuyến sinh dục từ giai đoạn phôi thai. Quá trình phát dục của tuyến sinh dục bắt đầu rất sớm và phụ thuộc vào mức độ phát triển của sườn túi sinh dục ở trung bì hình thành nên vỏ não và tủy. Ở gia cầm, nội tiết tố estrogen và androgen ảnh hưởng đến quá trình phát triển của vỏ não và tủy sống, có thể điều khiển được tính biệt ở gia cầm. Khi trứng gà ấp nở ở 11 ngày tuổi, cấu tạo của tinh hoàn đã tương đối hoàn thiện trong hệ thống phôi thai gà [32]. Nội tiết tố estrogen có thể thúc đẩy toàn bộ hoặc một phần tinh hoàn phân hóa. Chất ức chế aromatase có thể gây ảnh hưởng đến quá trình phát triển của phôi hoặc làm thay đổi giới tính ở phôi thai gà [38]. Estrogen và androgene đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phân hóa tuyến sinh dục ở gia cầm. Phôi thai ở giai đoạn 5 ngày tuổi thì methyltestosterone ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của tinh hoàn gà, những sự phát triển của buồng trứng lại ít bị ảnh hưởng. Dùng 5α-dihydrotestosterone (DHT) điều trị có thể thúc đẩy sự phát dục của tinh hoàn bên trái. Điều đó chứng minh, estrogen không thể biến thành androgens có thể gây phá vỡ phát triến của tuyến sinh dục [22]. Dùng diethylstibestrol và ethyl estradiol tiêm vào phôi gà ở giai đoạn 5 ngày tuổi có thể dẫn đến làm mất sự ổn định của ống dẫn trứng và kết cấu hình dạng của tinh hoàn.
1.4.3.Thụ thể của kích tố điều tiết quá trình phát triển tuyến sinh dục
Estrogen trong máu lưu hành dưới 3 dạng: dạng tự do (dạng hoạt động), dạng gắn với một protein (để lưu hành trong máu), và dạng liên hợp (để thải ra ngoài). Estrogen tự do khi đến tế bào đích sẽ khuếch tán qua màng tế bào để đến kết hợp với một thụ thể (Estrogen Receptor - ER) trong tế bào chất thành một phức hợp. Phức hợp này sẽ đi vào nhân tế bào, gây ra hai hiệu quả: sao chép DNA để nhân đôi tế bào và tăng tổng hợp RNA. Sau đó estrogen rời khỏi thụ thể và ra khỏi tế bào, thời gian lưu lại trong nhân tế bào tùy thuộc vào từng loại estrogen, đó là hoạt tính mạnh hay yếu của mỗi loại estrogen [9], [18].
Estrogen có vai trò quan trọng trong quá trình phân hóa của các khí quan và tuyến sinh dục ở gia cầm. Estrogen thông qua các thụ thể (receptor) kết hợp với thụ thể protein có tác dụng như tế bào định hướng. Bằng phương pháp RT – PCR, Smith và cs (1997) [36] phát hiện thụ thể estrogen (estrogens receptor - ER) trong các tuyến sinh dục ở phôi thai gà giai đoạn 4,5 ngày tuổi. Tác giả kết luận, Estrogen có cùng cường độ biểu hiện giữa các tuyến sinh dục bên trái và bên phải, quá trình phân hóa giới tính diễn ra mạnh bắt đầu từ giai đoạn 7,5 đến 12,5 ngày tuổi.
Ở giai đoạn phôi thai 7,5 ngày tuổi xuất hiện ER protein trong vùng vỏ não và một lượng nhỏ ER trong vùng tủy, nhưng không có sự xuất hiện của ER trong tuyến sinh dục nam. Gene ER cho thấy, biểu hiện của estrogen có tác dụng kích thích sự phát triển của buồng trứng bên trái. Smith và cs (1997) [36] đã phát hiện biểu hiện của đoạn gene P450arom ở giai đoạn phôi 6 ngày tuổi, so với biểu hiện của đoạn gene ER muộn hơn 1,5 ngày tuổi. Gene P450arom của tuyến sinh dục được biểu hiện sau khi gây tác động đến gene ER, thúc đẩy sự hình thành estrogen, qua đó kích thích quá trình hình thành buồng trứng.
1.4.4. Hormone nội tiết FSH
Hormone kích thích nang trứng FSH (Follicle-stimulating hormone) cùng với hormone LH (Luteinizing hormone) là hai hormone nội tiết thuộc nhóm Gonadotropin, được tổng hợp và tiết ra ở thùy trước tuyến yên. FSH điều chỉnh sự phát triển, tăng trưởng, thúc đẩy quá trình sinh sản ở người; thành thục về giới tính ở động vật và gia cầm
Theo Cù Xuân Dần và cs (1996) [4], FSH có bản chất là glycoprotein có cấu trúc hóa học gồm hai chuỗi polypeptide (chuỗi α và chuỗi β). Chuỗi α gồm 36 axit amin, chuỗi β có hơn 100 axit amin. Chuỗi β quyết định tác dụng của hormone, nhưng hormone muốn có tác dụng thì hai chuỗi phải kết hợp với nhau.
Ở con cái, FSH kích thích phát triển và làm trưởng thành nang noãn và noãn. Ở con đực, FSH có vai trò trong tạo tinh trùng.
Ở con đực, FSH có tác dụng kích thích các tế bào Sertoli ở ống sinh tinh, các tế bào Sertoli sản xuất estrogene. Estrogen rất cần thiết cho quá trình tạo tinh trùng. Tế bào Sertoli còn tiết protein kết hợp androgen (androgen-binding protein) có khả năng kết hợp với cả testosterone và estrogen để đưa chúng vào thể dịch trong ống sinh tinh, tạo điều kiện cho các hormon này phát huy tác động đến quá trình hình thành tinh trùng. Vì vậy, nếu không có kích thích của FSH thì tinh trùng sẽ không được tạo thành từ các tiền tinh trùng hay nói cách khác là không có quá trình tạo tinh [18].
Theo Cù Xuân Dần và cs (1996) [4], sự điều hòa bài tiết FSH là cơ chế điều hòa thần kinh - nội tiết theo phương thức điều hòa ngược. Có hai cơ chế điều hòa ngược là điều hòa ngược âm tính và điều hòa ngược dương tính. Sự thay đổi lượng hormone tuyến đích tác động ngược đến sự bài tiết hormone tiền yên và hormone vùng dưới đồi hypothalamus gọi là điều hòa ngược âm tính. Cơ chế điều hòa ngược dương tính là trường hợp sự tăng lượng hormone tuyến đích gây kích thích tiền yên và hypothalamus chứ không ức chế.
1.4.5. Hormone testosterone
Testosteron là hormone nam do các tế bào kẽ (tế bào Leydig) của tinh hoàn sản xuất dưới sự điều hòa của các hormone hướng sinh dục của thùy trước tuyến yên và dưới tác động của hệ thống điều khiển ngược âm tính lên trục vùng dưới đồi – tuyến yên – tinh hoàn.
Sau khi được tiết ra, phần lớn testosteron ở dạng liên kết lỏng lẻo với albumin hoặc β-globulin và lưu thông trong máu từ 15-30 phút để đến cơ quan đích phát huy tác dụng. Testosteron cũng có thể bị phân hủy và được bài tiết.
Một lượng lớn testosterone đến cơ quan đích được biến đổi thành dihydrotestosterone (DHT), phần nhỏ hơn biến đổi thành 5-α-androstanediol. Những chất này cũng gắn với các receptor nội bào của chúng. Phức hợp testosterone – receptor ít hằng định hơn so với phức hợp DHT-receptor trong các tế bào đích và kết hợp với DNA cũng kém hơn, do đó sự tạo thành DHT là con đường hiệu quả để khuếch đại tác động của testosterone trong mô đích.
Trong thời kỳ bào thai và trước dậy thì, testosterone kích thích quá trình biệt hóa các bộ phận như: tinh hoàn, dương vật, mào tinh, túi tinh, tuyến tiền liệt. Testosterone giúp cho nam giới mang các đặc tính sinh dục thứ phát để phân biệt với nữ giới. Testosteron kích thích sản xuất erythroprotein trong thận làm tăng nồng độ Hb, nồng độ này giảm đi nếu sự chế tiết testosterone bị ức chế [18].
1.5. VÀI NÉT VỀ SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA TUYẾN SINH DỤC SINH DỤC
1.5.1. Trục quan hệ vùng dưới đồi – tuyến yên – tuyến sinh dục
Tuyến sinh dục phát dục chịu sự điều khiển của vùng dưới đồi, tuyến yên và tuyến sinh dục (hypothalamus – pituitary – gonadal axis, HPG). Một số kích tố hay những tổn thương ở vùng dưới đồi có thể gây ảnh hưởng đến quá trình sinh sản ở động vật. Phá hủy vùng hạt nhân (arcuate) ở thỏ đực và mèo đực cho thấy, (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tinh hoàn giảm trọng lượng, tinh trùng không được sản sinh. Điều đó chứng minh vùng dưới đồi có vai trò quan trọng trong sản sinh hormone GnRH (Gonadotropin releasing hormone) và hormone sinh sản. Tiến hành cắt bỏ tuyến yên ở chó và mèo có thể gây teo tuyến sinh dục, dẫn đến những thay đổi về đặc tính sinh dục thứ cấp. Mối quan hệ vùng dưới đồi - tuyến yên - tuyến sinh dục tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh trong cơ thể động vật. Các hormone ở vùng dưới đồi và tuyến yên như GnRH, gonadotropins hormone (GTH) và các kích thích tố sinh dục (steroid hormone) đóng một vai trò quan trọng trong phát triển tuyến sinh dục.
Giống như động vật có vú, ở gia cầm, trục quan hệ vùng dưới đồi - tuyến yên - tuyến sinh dục đóng vai trò quan trọng kể từ khi gia cầm được ấp nở. Hormone tham gia vào quá trình hình thành và phát dục của tuyến sinh dục.
1.5.2. Enzyme điều khiển tuyến sinh dục
Hormone steroid đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phát triển tuyến sinh dục ở các loài chim, do vậy việc nghiên cứu sự biểu hiện và quá trình sinh tổng hợp hormone steroid xúc tác gene enzyme là rất quan trọng. Nomura (1999) [29] đã chỉ ra rằng, phôi gà ở giai đoạn 2 ngày tuổi đã có biểu hiện của các gene phân hóa giới tính P450scc, 3β - HSD, P450c17 và 17β – HSD. Trước khi phân hóa giới tính, tuyến sinh dục đều đã có khả năng sản xuất androgen. Kanda và cs (2000) [26] đã chứng minh, giai đoạn phôi 7-8 ngày tuổi đã xuất hiện P450scc, mRNA; ở giai đoạn 9-11 ngày tuổi mức độ biểu hiện giảm xuống. Tác giả khẳng định, 3β – HSD mRNA biểu hiện từ giai đoạn phôi 9 – 11 ngày tuổi; giai đoạn phôi 7 – 8 ngày tuổi thì tuyến sinh dục phân hóa, vỏ não đã bắt đầu hình thành, sự biểu hiện của đoạn gene P450scc đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân hóa tuyến sinh dục nhằm sản xuất kích tố androgen.
Villalpando và cs (2000) [37] thông qua phân tích RT – PCR đã phát hiện, giai đoạn phôi 6 ngày tuổi thì gene P450arom có trong tuyến sinh dục gà mái nhưng không có sự biểu hiện. Ở giai đoạn phôi 6,5 ngày tuổi, gene P450arom có sự biểu hiện khác nhau trong buồng trứng trái và phải. Do đó, gene P450arom có
sự biểu hiện trước khi phân hóa giới tính, thúc đẩy quá trình chuyển đổi androgen thành estrogen, biểu hiện ER mRNA giúp cho quá trình tổng hợp estrogene diễn ra, thúc đẩy sự phát triển buồng trứng trái. Trong tuyến sinh dục nam, gene P450arom và 17β – HSD mRNA biểu hiện kém, tổng hợp estrogen kém, có lợi cho sự phát triển của tinh hoàn.
1.6. CẤU TẠO VI THỂ TINH HOÀN GÀ
Theo Nguyễn Duy Hoan và cs (1998) [7], cơ quan sinh dục của gia cầm trống gồm hai tinh hoàn, tinh hoàn trái phát triển hơn tinh hoàn phải. Tinh hoàn có hình ovan và nằm phía trên thùy trước thận, bên cạnh túi khí bụng. Tinh hoàn được phủ bằng màng mỏng mờ, ở trung mô không có vách ngăn mô liên kết.
Mỗi tinh hoàn đều có phần phụ tinh hoàn gọi là mào tinh cùng nằm trong một bao chung với tinh hoàn.
Hai ống dẫn tinh có dạng xoắn cong, bắt đầu từ phần phụ tinh hoàn tới lỗ huyệt thì mở rộng hơn. Ống dẫn tinh hoàn nằm dọc cùng ống dẫn nước tiểu và đối xứng qua trục sống.
Theo Trịnh Bình và cs (2007) [2], cấu tạo vi thể tinh hoàn gồm có ống sinh tinh và các mô kẽ, tuyến kẽ. Ống sinh tinh có thành là biểu mô tầng phức hợp gồm hai loại tế bào là tế bào mầm tinh hoàn (tế bào dòng tinh) và tế bào Sertoli (tế bào chống đỡ, bảo vệ).
Tế bào mầm là các tế bào dòng sinh dục có thể sinh sản, biệt hóa để cuối cùng hình thành tinh trùng.
Tế bào Sertoli là các tế bào có hình tháp, vây quanh một phần các tế bào dòng tinh. Đáy của tế bào Sertoli nằm ngay trên màng đáy, trong khi đỉnh của nó lại thường hướng về lòng ống sinh tinh. Nhìn qua kính hiển vi quang học, hình dáng tế bào Sertoli khó xác định, vì có rất nhiều phần bào tương bao xung quanh tế bào dòng tinh.
Các tế bào Sertoli kề nhau thì được nối với nhau bởi thể liên kết. Do tinh nguyên bào nằm trong khoang đáy (khoang được cấu tạo bởi tế bào Sertoli và
màng đáy) nên nó tự do tiếp nhận các chất có trong máu. Trong quá trình sinh tinh trùng, thế hệ tế bào sau này của tinh nguyên bào bằng cách này hay cách khác sẽ đi qua các thể liên kết này và nằm trong khoang sát lòng ống. Tại đây, các giai đoạn của quá trình sinh tinh sẽ diễn ra thuận lợi hơn nhờ hàng rào máu - tinh hoàn bảo vệ các tế bào dòng tinh khỏi bị ảnh hưởng của các sản phẩm sinh ra trong máu. Hàng rào này do các thể liên kết của tế bào Sertoli tạo thành. Tế bào Sertoli có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất tinh trùng như: tạo khung chống đỡ và bảo vệ các tế bào mầm, làm nhiệm vụ dọn dẹp những chất cặn bã trong quá trình sinh tinh tạo ra và tiết dịch đổ vào lòng ống sinh tinh giúp tinh trùng di chuyển được thuận lợi, ...
1.7. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI