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编号:58832
第七节计划生育研究中实验动物的选择和应用
http://www.100md.com 《妇产科学》
一、常用实验动物的生殖功能、结构特点
实行计划生育是我国的一项基本国策。到本世纪末,力争把我国人中控制在12亿以内,此项任务十分艰巨。如果人口控制不住,就会影响经济振兴,影响现代化,甚至影响社会的安定。广大人民群众迫切需要更多、更安全的、使用方便的节育措施。为了寻找更多的有效措施来控制人类的生育,保证避孕药物或其他节育措施的有效和安全,必须首先在实验动物身上进行实验研究。因此,保证实验动物的质量和了解实验动物生殖和发育等特点,是十分重要。
(一)常用实验动物的繁殖周期特点
计划生育研究中常用的实验动物有小鼠、大鼠、豚鼠、兔狗、恒河猴等,各种动物的性周期、排卵时间及妊娠期都各不相同。如狗是季节性单发情,猫季节性多次发情,而鼠、豚鼠全年都有动情周期的循环,灵长类有月经周期,但只有一定季节才排卵(见下页表10-37)
(二)常用实验动物排卵和性周期特点
哺乳动物的排卵可分为两种类型,一般动物是按一定的周期进行排卵的,这类动物不交配也可正常排卵,此称为自发排卵或非刺激性排卵;而兔子、猫、雪貂(白鼬)、水貂等,只有经过交配的刺激才能进行排卵,此称为诱发排卵,也称刺激性排卵或反射性排卵。例如兔子的卵巢几乎连续不断地产生卵子,但成熟的卵泡只有经过雄兔交配后才能排卵。这是因为雌兔受到雄兔爬跨时,垂体受到兴奋而引起的刺激,这种刺激出现在交配后1小时,此时垂体释放排卵素(黄体生物素),在促排卵素的影响下大约在交配后10~12小时发生排卵。如果没有交配刺激,成熟的卵泡自行退化,经10~16小时逐渐被吸收,而新的卵泡又开始成熟。
雌性哺乳动物的性周期可分为三型
第一型包括狗、马、牛以及其他哺乳动物的性周期。该型性周期又可分为前半期和后半期。前半期由雌激素所控制,雌激素的效果逐渐变强,至发情期达到最高程度。这个时期,卵巢内卵泡成熟,随后便引起排卵,随着排卵,雌激素的作用逐渐减弱,以后即转入以孕激素所控制的后半期。如果没有妊娠,黄体退化,则又转为由雌激素所控制的新的性周期。总之,在这一性周期中,雌激素作用的期间和孕激素作用的期间是相继出现的,在两期之间排卵。第一型是基本型。
第二型包括小白鼠、大白鼠、田鼠类、土拔鼠和沙鼠的性周期。这类动物在发情期排卵,也形成黄体,但生成的黄体不能分泌孕激素并立即退化,即没有第一型的后半期,所以性周期是短的。如果妊娠了,黄体继续存在,称为妊娠黄体,能分泌黄体酮。
第三型包括兔子、猫等的性周期,这类动物如果不交配就不引起排卵,也不形成黄体,成熟的卵泡逐渐退化消失,随后又有新的卵泡成熟,并不断反复进行更新,这种情况下的性周期约为15~16天(成熟卵泡的寿命为13天,卵泡退化约1~2天);如果进行交配,则引起排卵,产生黄体,分泌孕激素;若没有受精,则所形成的假妊娠黄体约经20天退化。
表10-37
实验动物繁殖周期
动物
种类
第一次交
配年龄
发情周期(天)
发情
持续期
排卵
时间
受精卵进入子宫时间
植入开
始时间
妊娠期
1(1/2)~2岁雄狗2岁
发情期间隔4~8个月,春秋以品种不同而不同
9(4~13)天
发情第3或4天
交配后5~6天
交配后15天
60天(58~63)
6~8月龄
季节性强,春秋季节多次发情15~28
4(3~10)天
诱发排卵,交配后27小时
排卵后4天
交配后13天
63天(52~69)
4~5月龄
多次发情
时间界限不明显
诱发排卵,交配后10.5小时
交配后4天
交配后7~8天
32天(29~36)
大白鼠
8~10月龄
4.5(4~5)
14小时
发情开始后10小时
交配后3~4天
交配后5~6天
22天(19~23)
小白鼠
6~8月龄
5(4~7)
6~24小时
发情开始后2~3小时
交配后3~4天
交配后4~5天
19-21天
豚鼠
雄性6月龄雌性5月龄
16.5(12~18)
8小时
发情开始后10小时
交配后3~4天
交配后5~7天
70天(69~75)
恒河猴
第3~5次性周期后才可进行交配
月经周期28(23~33)
时间界限不明显一般为4~6小时
月经周期9~20天接近发情结束时
交配后4天
交配后9天
164天(156~180)
实验动物性季节(繁殖季节)差异较大,兔、小白鼠、大白鼠、猪等一年四季都有性的活动(妊娠时除外),这类动物称为“常年多次发情(或常年发情动物)”,其繁殖力很强。狗的发情有一定的季节性,雌狗一年内发情两次,多在春秋两季,每次发情持续14~21天,每次发情的间隔期约7个月。猫的繁殖季节,北半球是3~8月分,南半球是9月到次年的2月份。欧洲田鼠的繁殖季节是4~8月份。羊的繁殖季节在秋季(7~10月份),羊也是“季节性多次发情”。
实验动物性周期一般分为四期:发情前期,发情期、发情后期和发情间期(休情期)。有的还将发情后期分为二期(后情一期和二期)。
小鼠动情周期一般分为五期(其中动情后分为二期),约120~144小时。大鼠动情周期为96~120小时。
哺乳类雌性动物在性成熟后出现动情周期变化,其中啮齿类动物在动情周期不同阶段,阴道粘膜发生比较典型的变化。因次,根据阴道涂片法的细胞学改变,可以推断卵巢功能的周期变化。方法是用圆头滴管吸少许生理盐不滴入阴道口,轻轻冲吸一点阴道液体作涂片,待涂片干燥后,用10%福尔马林或95%酒精固定,经苏木精一伊红染色后作镜检(表10-38)。
表10-38
动情周期阴道涂片的细胞变化特点
阶  段
经过时间(小时)
卵巢变化
细 胞 变 化 特 点
小鼠
大鼠
动情前期(P)(Proestrus Stage)
10
17~21
卵泡加速生长
全部是有核上皮细胞,偶有少量角化细胞
动情期(E)(Estrus Stage)
42
9~15
卵胞成熟排卵
全部是无核角化细胞或间有少量上皮细胞
动情后期(M)(Metestrus Stage)
12
10~14
黄体生成
白细胞、角化细胞、有核上皮细胞均有
动情间期(DI)(Diestrus Stage)
48~72
60~70
黄体退化
大量白细胞及少量上皮细胞和粘膜
(三)常用实验动物精子和卵子的运输特点
1.精子的运输
哺乳动物精子从阴道到输卵管是很快的。马、猪和大鼠在交配后很短时间,子宫腔内就看到了精子。这些动物由于在交配时宫颈口舒张,所以精子直接射到子宫腔内。兔精子进入子大约需要1~3小时。
精子获能是一个生理过程,即精子获得穿透新排出卵的透明带的能力。这个过程对一些动物的受精作用是必需的。兔精子获能需要6小时,大鼠2~3小时,羊约1.5小时,雪貂大约3.5小时。实验证明兔、大鼠、小鼠、地鼠、羊和雪貂精子的获能是必需的。
哺乳动物精子在进入雌性生殖道以后,对卵的受精能力局限于很短一段时间。各种动物在雌性生殖道内有生育能力的时间有很大变化(表10-39)。
表10-39
精子在雌性生殖道内的生育力和活动力的时间
实验动物
生育力最长时间(小时)
活动力最长时间(小时)
小  鼠
6
13
大  鼠
14
17
豚  鼠
21~22
41
30~32
-
雪  貂
36~48;126
-
28~50
96
30~48
48
144
144
蝙  蝠
135天
159天
在整个动情期,小白鼠子宫为液体充满而扩张,子宫壁产生蠕动,可以推动精子随液体进入输卵管,在输卵管内,精子移动较慢,约在交配后15分钟到1小时之内,始能到达输卵管壶腹部。精子在输卵管内保持受精力不超过6小时,但活动力可长达13.5小时。精子要经过在子宫或输卵管中液体的处理后才能获得受精能力。
2.卵的运输
当卵泡破裂时,有一部分卵泡液随之流出,卵被排到围卵巢腔内,所以不发生漏到腹腔内的现象。当动情期时,围卵腔变大并产生一种液体,能把卵带到输卵管伞部,加之漏斗部的绒毛活动和输卵管的收缩帮助卵运输到输卵管下段。
卵子的大小并不取决于动物的个体,而几乎完全取决于所积累的卵黄含量的多少。各种常用实验动物的卵子直径(μm)如下:
鼷鼠  75~87.8
狗   135~145 猫  120~130
小白鼠 70~75
豚鼠  75~85  水貂 107
大白鼠 70~75
兔 120~120  猴  125~143
卵由卵巢滤泡运输到子宫腔的时间约3~4天,常用实验动物输卵管内卵的运输情况和受精时间见表10-40和10-41。
表10-40
卵子经过输卵管的时间
动  物
出发点
卵在输卵管的时间(天)
进入子宫时间
排 卵
3
12个细胞
排 卵
4
16个细胞
交 配
3-4
桑椹早期总胚泡后期
仓  鼠
交 配
2.5
4-8个细胞
豚  鼠
交 配
4
4-8个细胞
大  鼠
交 配
3.5-5
桑椹早期至胚泡后期
小  鼠
交 配
3
桑椹早期至胚泡后期
排 卵
3-4
8-16个细胞
交 配
4-5
3-4个细胞
交 配
3-4
-
10-41
哺乳动物卵的受精时间
动    物
受精时间(小时)
6-24
23
6-8
仓  鼠
5
豚  鼠
20
大  鼠
12
小  鼠
8
雪  貂
30
18-20
绵  羊
24
(四)常用实验动物着床、哺乳、胚胎发育特点
常用实验动物着床、哺乳、胚胎发育特点可参考表10-42至10-44。
表10-42
各种动物着床时间
品     种
着 床 时 间
小  鼠
5天
大  鼠
5-6天
豚  鼠
6-7天
6-7天
7-8天
雪  貂
7-8天
猕  猴
9-11天
约11天
13-14天
13-14天
绵  羊
17-18天
30-35天
8-9星期
表10-43         各种动物的哺乳期和乳腺数
动   物
哺  乳  期
乳  腺  数
60天
5对
7周(也有4~5周断奶的)
4~6对
兔 子
42天
8~12对
豚 鼠
21天
1对
大白鼠
20~25天
6对(胸腺各3对)
小白鼠
17~20天
5对(胸部3对腹部2对)
田 鼠
21(20~25)天
7~8对
沙 鼠
21天
老 鼠
20天
60天
5~7对
绵 羊
4个月
1对
山 羊
3个月
1对
表10-44
实验小鼠和大鼠各胚胎发育时期的变化
时期
胎龄(日)
胚  胎  发  育
小 鼠
大 鼠
1
1
1
单核细胞(输卵管内)
2
2
2细胞期(输卵管内)
3
2
3.25
4细胞期(输卵管内)
4
2.5
3.5
8-12细胞期(输卵管内)
5
3
3.
桑椹期(输卵管—子宫上部)
6
3.5
4
囊胚初期(子宫内)
7
4
5
囊胚期
8
4.5
6
植入开始
9
5
6.75
内外胚层分化
10
5.5
7.25
植入末期,卵黄腔形成,分化成内外胚层,
11
6.5
7.75
植入完毕,出现羊膜。
12
7
8.5
出现中胚层和原条。
13
7.5
9
出现神经板,头部突起,出现尿膜褶。
14
7.75
9.5
体节1-4(头部)完成外层胎盘。
15
8~8.5
10
腔,胚外体腔内和羊膜腔发育。体节5-12(颈椎部)
形成神经沟,胚回转开始。
16
8.5~9
10.5
体节13-20(胸椎前部)胚回转结束。
17
9.5
11
体节21-25(胸椎后部),神经沟闭锁。
18
10
11.5
体节26-28(腰椎前部),前肢出现。
19
10.25
11.75
体节29-31(腰椎后部),后肢出现。
20
体节32-33(荐椎后部)。
21
12
体节34、35(荐椎后部)。
22
10.5
体节36(第一层尾椎)鼻窝形成
23
体节37、38(尾椎)。
24
体节39、40(尾椎)。
25
11
12.5
体节41、42,前肢变大。
26
体节43-45(尾椎)手指分化。
27
12
13
体节46-48(尾椎)脐疝明显。
28
12.5
13.5
体节49-51(尾椎),鼻上颌闭锁
29
14
体节52-55(尾椎)。
30
13
14.5
体节56-60(尾椎),耳孔开,耳壳形成
31
13.5~14
15
体节61-63(尾椎),口盖板闭锁
32
14.5
15.5
体节64(尾椎)、体表出现毛囊。
33
15
16
体节65(最终尾椎)
34
16-16.5
17-18
脐疝消失,眼脸、耳壳闭锁。
35
17-19
19-22
胎盘发育显著。临产。
(五)8常用实验动物的生殖结构特点
1.乳腺分布特点
常用实验动物乳腺分布特点见图10-9。
图10-9 常用实验动物乳腺分布特点
2.子宫结构特点
家兔的子宫属于双子宫型,是由一对几乎独立的、游离的子宫弯曲而成,两个子宫各有一个子宫颈分别与同一个阴道相通,即两个子宫的子宫颈共同开口于同一个阴道。所以,兔的子宫无所谓子宫角或子宫体,只是一对筒状结构,每只长度平均约7厘米,宽约3-4mm,但妊娠后期的子宫,在腹腔内可以扩展到很大的范围。
啮齿类动物的子宫均属双子宫型。其中,大白鼠的子宫呈Y字形排列,左左两个子宫颈开口于共同阴道和家兔的子宫一样,属于双子宫,双子宫颈,单阴道类型。
豚鼠的子宫属于双角型子宫,两个子宫角长约3~5cm,直径约5mm,背腹扁平。子宫体长约2cm,直径6mm,亦是背腹压扁。比子宫角略宽一点。子宫颈有两个内口,但只有一个公共外口。
肉食动物的子宫属于双角型子宫。具有发育良好的二个子宫角,单子宫体,单子宫颈和单阴道,不过左右两个子宫腔愈合范围较大,未愈合部分则形成弓状弯曲的子宫角。狗的子宫角细而长,子宫体很短,角体比例在5~6∶1。中等体形的狗,子宫角长约12~15厘米,子宫体长约2~3厘米。另外,狗的子宫角腔内径均匀,没有弯曲,近乎直线。子宫颈很短,含有厚的肌肉层。
猫的双角子宫也很明显,但子宫体约4厘米,无论是相对比例还是绝对长度均比狗的子宫体长。
灵长类的子宫属于单子宫型、梨状,无子宫角,输卵管直接开口于子宫腔。常用实验动物子宫类型见图10-10。
3.胎盘类型
牛、马、猪为上皮绒膜型;绵羊、山羊为结缔绒膜型;狗、猫为内皮绒膜型;兔为血内皮型;大鼠、豚鼠、恒河猴为血绒膜型。
4.生殖腺结构 可参看表10-45和10-46。
图10-10 常用实验动物子宫类型
表10-45
雄性动物生殖结构的比较解剖特点
动物
种类
睾丸
壶腹腺
储精囊
前列腺
尿道球部腺体
前列周围腺体
阴茎骨
尿道腺体
球腺体
包皮腺体
腹股沟腺体
蝙蝠
3×2
4×15 A
5×3
1×1 A F F A A A
14×8 A A
5×2
4×3 A F A A A A
40×30 F A
25×16 A A F A A A A
沙土鼠
14×9
6×5
20×12
9×7
6×4 A F F A A A
豚鼠
25×15 A
115×7
15×8
8×5 A F A A PD A
田鼠
14×11
3×3
11×6
8×6
4×3 A F F A
3×1 A
貂类
11×8 F A
10×5 A A F A A A A
小鼠
6×4
2×1
13×4
4×4
3×2 A F F A
6×5 A
兔(美国)
35×15
15×4
19×7
19×6
6×3
6×2 A A A A
15×7
袋鼠
15×11 A A
40×9
19×15 A A A A A A
35×17 F A
25×6
6×2 A A A A A
10×4
大鼠
20×12
4×4
20×10
13×10
5×3 A F F A
16×4 A
地鼠
3×2
3×1 A
3×1.5
1×1 A A A A
分散的 A
树松鼠
30×12 F
7×4
28×18
13×13 A F A
10×7 A A
地松鼠
14×8 F
8×7
18×18
8×6 A F A
10×8 F A
类人猿
10×7 A
14×7
6×5 A A F A A
分散的 A
雪貂 F F A F A A F A A A
注①F表示属于一种功能性腺体不能估量
②A表示这种结构不发生
③PD表示这种腺体是不发达的
④测量的单位为毫米
表10-46
实验动物的副性腺
动  物
精 囊
前 列 腺
尿道球腺
凝 固 腺
包 皮 腺
-
-
-
-
-
-
-
-
-
豚鼠
-
-
鼠类(大、小鼠)
-
-
-
-
狗缺少精囊和尿道球道腺,猫也没有精囊,雄兔还有前列旁腺,鼠类多一种凝固腺,大鼠和小鼠有包皮腺。
, 百拇医药


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