Reproductive Physiology

1. Reproductive Physiology สื่อการสอนรายวิชาหลักสรีรวิทยาของสัตว์ (04804421)

2. วัตถุประสงค์ • เพื่อให้นิสิตทราบถึงระบบสืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมีย • เพื่อให้นิสิตทราบถึงขบวนการสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมีย • เพื่อให้นิสิตทราบกลไกควบคุมการสืบพันธุ์ในสัตว์เลี้ยง

3. Overall functions for the female reproductive tract Control activity of organs (hormonal) Transport sperm Produce oocyte Facilitate fertilization Provide environment for embryo and fetus

4. Internal genital organs Ovary Oviduct Uterus Cervix Vagina Vestibule External genital organs Clitoris Vestibule Labia ระบบสืบพันธุ์เพศเมีย

5. ระบบสืบพันธุ์ภายนอก • Labia (lips of the vulva ) • Vestibule • Clitoris

6. ระบบสืบพันธุ์ภายใน • Vagina • Cervix • Uterus • Uterine horn • Oviducts • Ovary

7. Rectum Uterus Ovary Vagina Vulva Pelvis Oviduct Cervix BroadLigament Bladder

8. มดลูก (Uterus)แบ่งเป็น 3 ส่วนคือ Cervix, Body และ Uterine horn Sperm transport Luteolytic Implantation and Gestation Parturition มดลูกยึดกับกระดูก pelvic bone และ abdominal wall โดย broad ligament ชื่อ mesometrium

9. ชนิดของมดลูก • Duplex =มี 2 cervix เช่น กระต่าย, หนู • Bicornuate = Body ขนาดเล็ก ปีกมดลูกยาวเช่น โค,กระบือ, สุกร, แพะ, แกะ, สุนัข • Bipartite = Body ขนาดใหญ่ ปีกมดลูกสั้น เช่น ม้า • Simplex= Body ขนาดใหญ่ ไม่มีปีกมดลูกเช่น คน และลิง

10. ผนังมดลูกแบ่งออกเป็น 3 ชั้น คือ • Endometrium = เป็นชั้นเยื่อเมือก มีเม็ดกระดุม (caruncle) ในโคมี 70-120 เม็ด แต่ในสุกรและม้าไม่มี • Myometrium = เป็นชั้นของกล้ามเนื้อเรียบ • Sero coat = เป็นชั้นนอกสุด ติดกับ broad ligament

11. ท่อนำไข่ (Oviducts) แบ่งออกเป็น 3 ส่วนได้แก่ • Infundibulum = ภายในมี cilia ตรงปลายจะมีส่วนคล้ายนิ้วมือยื่นออกมาเรียกว่า Fimbriae • Ampulla = เป็นส่วนที่หนามากที่สุดและเป็นตำแหน่งที่เกิดการปฏิสนธิ • Isthmus = ส่วนนี้แคบที่สุดอยู่ติดกับ utero tubaljunction • ท่อนำไข่ยึดกับ broad ligament ชื่อ mesosalpinx

12. รังไข่ (Ovary) • รังไข่ทำหน้าที่ผลิตเซลล์สืบพันธุ์ (Oocyte) และฮอร์โมน • ถูกยึดให้ห้อยอยู่ในช่องท้องโดย broad ligament ชื่อ mesovarium • ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรังไข่จะมี 1 คู่ • สัตว์ที่ออกลูกครั้งละตัว (monotocous) รังไข่จะมีรูปร่างเหมือนไข่(Ovoid) • สัตว์ที่ออกลูกครั้งละหลายตัว (polytocous) รังไข่จะมีรูปร่างแบบพวง (burry)

13. โครงสร้างของรังไข่ • รังไข่แบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ Cortex กับ Medulla • ชั้น cortex เป็นที่อยู่ของ follicle และ corpora lutea • ชั้น medulla เป็นชั้นที่มีเส้นประสาท เส้นเลือด และท่อน้ำเหลือง มาหล่อเลี้ยง

15. Folliculogenesis เมื่อสัตว์เติบโตจนถึงระยะ puberty จะเกิดขบวนการสร้างไข่ ซึ่งมีระยะดังนี้ • Primordialfollicle • Primary follicle • Secondary follicle • Tertiary follicle • Graafian follicle

16. Primary follicle • พัฒนามาจาก primordial follicle • อยู่ในชั้น cortex ของรังไข่และมีการพัฒนา FSH recepter • ประกอบด้วย oocyte อยู่ตรงกลางและยังไม่สมบูรณ์ ซึ่งล้อมรอบด้วย folliculargranulosa cell เพียงชั้นเดียวเป็นรูป cuboidal • A = Primordial follicle • B = Primary follicle • 1 = Oocyte • 2 = Follicular epithelium

17. Secondary follicle • พัฒนามาจาก Primary follicle • ระยะนี้ folliculargranulosa cell จะหลั่งสารจำพวก ไกลโคโปรตีนมาหุ้ม Oocyte เรียกว่าชั้น Zona pellucida • เมื่อชั้น Zona pellucida สร้างเสร็จสมบูรณ์ cytoplasmic extension ของ granulosa cell ที่อยู่รอบๆ oocyte จะเรียงตัวเป็นรัศมีออกมาจาก oocyte เรียกว่า Corona radiata

18. Secondary follicle

19. Tertiary follicle • เมื่อ follicular cells แบ่งตัวหลายชั้นมากขึ้น จะเกิดมีช่องว่าง เรียกว่า vesicle • ต่อมา vesicle หลายๆอันมารวมกันเป็นช่องน้ำใหญ่ เรียกว่า antrum และภายในมีของเหลวที่เรียกว่า follicular fluids ซึ่งมีโปรตีนและฮอร์โมนอยู่สูง • เมื่อ antrum มีขนาดใหญ่มากขึ้น primary oocyte ซึ่งมี follicular cells ล้อมรอบ จะถูกเบียดไปอยู่ข้างหนึ่งของ follicle เรียกว่าcumulus oophorus

20. Tertiary follicle 1.Oocyte 2.Pellucid zone3.Stratum granulosum4.Theca interna5.Theca externa6. Antral follicle7.Cumulus oophorus (Granulosa cells, together with the oocyte)8. Basal lamina between theca and stratum granulosum

21. Graafian follicle • เป็นระยะที่เจริญสมบูรณ์เต็มที่ ขยายตัวเป็นตุ่มใสนูน ออกมาบนผิวของรังไข่ • ผนังมีการแบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ • theca interna • theca externa • theca externa มีเส้นเลือดฝอยเชื่อมกับถุงไข่

22. Theca Externa Line outside layer of follicle wall. Composed of connective tissue, and blood vessels Theca Interna Antrum Cavity contains follicular fluid - serum like Middle layer of cells on follicle wall. Function - Produce testosterone which is converted to estrogen by the granulosa cells. (Two Cell Theory) Granulosa cells which surround the oocyte. This layer of cells released with oocyte after ovulation. Important for ovum transport in oviduct Line inside of follicle wall. Support and control of oocyte development Cumulus Oophorus Granulosa Cells Zona Pellicuda (2N) Primary Oocyte

23. Basement Membrane FSH & LH Receptors Follicular Fluid Zona Pellicuda Granulosa cells produce estrogen from testosterone Estrogen Theca Interna cells Corona Radiata Produce - Testosterone LH Receptors Stimulated by Hormones - FSH and LH Hormones released from the brain Blood supply LH and FSH Ovarian Capillary Single granulosa cell layer that is in direct contact with zona pellucida of oocyte

25. Ovulation • เมื่อ follicle เจริญเต็มที่จะมีระบบเลือดและน้ำเหลืองมาช่วยในการสะสมของเหลวใน antrum มากขึ้น • ในช่วงการเป็นสัดแรงดันใน follicle blood capillary จะสูงขึ้น • บริเวณที่เกิดการตกไข่จะเป็นบริเวณที่บางที่สุดของถุงไข่ (Stigma)

26. Ovulation • เมื่อ follicle มีความดันเพิ่มสูงขึ้นจะส่งผลให้มีการกดเส้นเลือดฝอยบริเวณ Stigma ทำให้เส้นเลือดไหลเวียนน้อยลง • และอิทธิพลของฮอร์โมน LH จะทำให้ผนังของ follicle สร้าง proteolytic enzyme จึงทำให้เกิดปรากฏการตกไข่

27. Ovulation • Theca externa ปริแตกออก Theca interna นูนออกมา • เซลล์ที่ cumulus oophorus สลายตัว ทำให้ Oocyte หลุดออกไปพร้อมกับ corona radiata และถูกกลไกของระบบสืบพันธุ์พัดโบกเข้าไปใน infundibulum

28. Young animal may have 20,000-30,000 oocytes after puberty Graafian Follicle Primary Follicle Ovulates Ovum Secondary Oocyte Tertiary Follicle (1N) Ruptured Follicle Primary oocyte Stroma Forms from ovulated Follicle (2N) Two or more follicular layers Corpus Hemorrhagicum Secondary Follicle (Bloody body) CL regresses Atretic Follicle Corpus Luteum Fate of most Follicles Corpus Albicans Produces Progesterone Dead CL

29. Corpus Hemorrhagicum Collapsed follicle - Contains blood, lymph, granulosa and theca cells Sow Internal CH Mare

30. Corpus luteum Solid tissue which is composed of luteal cells that originate from granulosa and thecal cells of the Graafian Follicle Function to produce Progesterone that: 1) Inhibits estrus and parturition 2) Blocks myometrial contractions 3) Stimulates endometrial secretion of nutrients 4) Stimulates the production of a luteolytic agent to Kill the CL if no embryo is present. Prostaglandin F2a

31. Corpus albicans Regressed or degenerate corpus luteum. Causes a drop in blood progesterone. Composed of connective tissue which has no function (Scar tissue). Continue to get smaller with each day until they are not necessarily even visible

32. Secondary Follicle Prepare for future cycles - continues growth Estrus - Expression of heat, stands to be mounted Graafian Follicle Corpus Albicans Ovulation of oocyte Corpus Hemorrhagicum Rapid growth to Graafian follicle High Estrogen DAY 1 Regressed CL - No progesterone production Filled with blood and lymph Progesterone is still low Developing large Tertiary follicle 19-21 2-3 Days of the Bovine Estrous Cycle 18 4-5 21 Days 10-17 6-7 Regressing Corpus Luteum Early Corpus Luteum 7-10 Increasing Progesterone in blood If not pregnant release of PGF2a from uterus causes CL death Developing Tertiary Follicle Mature CL - Progesterone high

33. การเป็นสัด (Estrus) • หมายถึง ช่วงระยะเวลาหนึ่งที่ตัวเมียยอมรับการผสมพันธุ์จากตัวผู้ โดยมีระยะเวลาประมาณ 1 วัน ในโค และ 2-3 วันในสุกร • อาการของการเป็นสัดเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของฮอร์โมน Estrogen • สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดจะมีวงรอบของการเป็นสัตว์ยกเว้นมนุษย์

34. วงรอบการเป็นสัด (Estrus cycle) • Seasonally monoestrus =แสดงอาการเป็นสัดเป็นฤดูกาล โดยแต่ละฤดูกาลเป็นสัดเพียงครั้งเดียว เช่น สุนัขจิ้งจอก • Seasonally polyestrus =แสดงอาการเป็นสัดเป็นฤดูกาล โดยแต่ละฤดูกาลเป็นสัดหลายครั้ง เช่น ม้า แพะ แกะ กวาง • polyestrus =แสดงอาการเป็นสัดได้ตลอดปีหากไม่มีการตั้งท้อง เช่น โค สุกร ลิง

35. ระยะของการเป็นสัด • Proestrus = ระยะที่ CL สลาย พร้อมที่จะเริ่มการเป็นสัด • Estrus = ระยะที่แสดงอาการเป็นสัดและให้ตัวอื่นขึ้นทับ • Metestrus = ระยะหมดการเป็นสัดใหม่ๆ • Diestrus = ระยะหลังการเป็นสัดใหม่ๆCL เจริญเต็มที่

39. ระบบสืบพันธุ์เพศผู้ • Primary sex organ =อวัยวะหลักที่ทำหน้าที่ผลิตอสุจิ Testis • Secondary sex organ =ท่อที่นำอสุจิจากแหล่งผลิตออกสู่ภายนอกได้แก่ epididimis, vas deferen, ampulla, uretha c]t penis • Accessory sex organ =ต่อมต่างๆที่ทำหน้าที่ผลิตน้ำกามได้แก่ Vesicular gland, prostate gland และ cowper’s gland

41. ถุงหุ้มอัณฑะ (Scrotum) มีหน้าที่คือ • ป้องกันอันตรายแก่อัณฑะ • พยุงอัณฑะ • ปรับอุณหภูมิให้พอเหมาะ (อัณฑะมีอุณหภูมิต่ำกว่าร่างกาย 2 - 3 องศา)

42. อัณฑะ (Testis) • หน้าที่หลักคือการสร้างตัวอสุจิ และฮอร์โมนเพศผู้ • ภายในแต่ละ Tubules จะมีท่อ Seminiferous Tubules อยู่ • Sertoli Cell ทำหน้าที่ผลิตอาหารให้กับตัวอสุจิ และมีหน้าที่คอยค้ำจุนตัวอสุจิอยู่ • Leydig Cell ทำหน้าที่ผลิต Testosterone • แต่ละ Tubules จะมีท่อต่อกับ Rete Testis

44. Epididymis มีหน้าที่ • เก็บตัวอสุจิ • ทำให้ตัวอสุจิมีความสมบูรณ์และเข้มข้นมากขึ้น • Epididymis แบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือ หัว กลาง ท้าย

45. Vas Deferens= เป็นท่อกล้ามเนื้อที่ผ่านเข้าไปอยู่ใน inguinal canal ปลายท่อส่วนนี้โป่งออกเรียก ampulla of ductus deferens และเปิดออกร่วมกับท่อที่มาจาก seminal vesicle ทำหน้าที่นำน้ำเชื้อเข้าสู่ท่อ Urethra เพื่อปลดปล่อยออกนอกร่างกาย • Urethra ทางผ่านของน้ำกามและน้ำปัสสาวะ • Penis ประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่มีความยืดหยุ่นเรียกว่า Fibroelastic มีกล้ามเนื้ออยู่หนึ่งชนิดหนึ่งเรียกว่า Retractor ช่วย Penis ไม่ให้ยืดผิดปกติ กล้ามเนื้อมีลักษณะเป็นรูปตัว S เรียก Sigmoid Flexure

46. Accessory sex organ • Seminal Vesicle หรือ Vescicular Glands = เป็นต่อมใหญ่สุดพบเป็นคู่ ทำหน้าที่ผลิตของเหลวสีขาวปนเหลืองและมี fructose ต่อมนี้นอกจากหลั่งน้ำเมือกสีขาวปนเหลืองที่มี fructose มาก • Prostate Gland (ต่อมลูกหมาก)= เป็นต่อมเดี่ยว สามารถคลำได้โดยผ่านทางทวารหนัก ทำหน้าที่หลั่งของเหลว • Bulbo urethal Glands หรือ cowper’s gland= ผลิตสิ่งที่เป็นเม็ดวุ้นช่วงสุดท้ายของการผสมพันธุ์

47. Spermatogenesis • Spermatogonium ที่อยู่ภายในท่อ seminiferous tubules จะแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสหลาย ๆ ครั้ง ได้กลุ่มเซลล์ของสเปอร์มาโทโกเนียม (n) • เซลล์เหล่านี้จะเจริญเติบโตและเปลี่ยนแปลงไป primary spermatocyte • จากนั้นแต่ละเซลล์จะแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสครั้งที่หนึ่งจะsecondary spermatocyte 2 เซลล์ ซึ่งมีจำนวนโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์ (n) และแต่ละเซลล์เรียกว่า สเปอร์มาทิด (spermatid) • สเปอร์มาทิดเหล่านี้ จะเกิดกระบวนการแปรสภาพของเซลล์ ไปspermatozoa ต่อไป

49. Semen and ejaculation characteristics of farm species Cattle Dairy Beef Sheep Swine Horses Volume 6 4 1-2 225-400 60-100 Sperm conc 1.2 1.0 3.0 0.2 0.15 Billion/ml Total sperm 7 4 3 45 9 Billion Motile sperm% 70 65 75 60 70 Morphology % normal 80 80 90 60 70 pH 6.5-7.0 6.5-7.0 5.9-7.3 6.8-7.3 6.2-7.8 Volume and sperm concentration are inversely related. Total sperm related to total volume

50. ส่วนประกอบของตัวอสุจิส่วนประกอบของตัวอสุจิ ส่วนหัว=มีองค์ประกอบคือ นิวเคลียส และอะโครโซม • Nucleus = ภายในบรรจุสารจำพวก DNA • Acrosome = ภายในบรรจุเอนไซม์ ที่สำคัญ คือ hyaluronidase ทำหน้าที่สลาย cumulus oophorus และ Acrosin ทำหน้าที่สลาย Zona pellucida