小豬學堂:窺探內分泌作用的機制

搞懂生殖生理,揮別繁殖問題

母豬生殖生理

  母豬是豬場生產的火車頭,直接關係著豬場的生產效益,從取得優良的新女豬開始,提供適當的照顧,到母豬的繁殖配種,確保母豬獲得適當的營養,這都需要豬隻生產者透過豬隻發出的訊號,搭配完善的飼養管理,才能使豬隻生產出更多優良的小豬,帶給豬場獲利。
  在自然環境中的母豬,每年僅發情一次,但只要將母豬所有生產階段串聯起來並妥善管理,即可使母豬達到一年有2.5 次的發情週期,因此母豬各階段的狀態就顯得非常重要,必須時時關注著母豬,才能有效的提升豬場生產性能。

生殖構造

  母豬的生殖器官由卵巢、輸卵管、子宮、陰道與外部生殖器官組成。卵巢是母豬最重要的器官,主要作用為生產卵子,分泌動情素及形成黃體分泌助孕素(黃體素)。在發情周期裡,卵巢濾泡從小濾泡逐漸發育成熟,每次的發情排卵約可釋出約10-20 顆卵子。
  輸卵管為成對結構,與卵巢相連接,由漏斗狀輸卵管接住卵子,再透過具有纖毛的內層黏膜將卵子運到受精位置,卵子到達後會在此處與精子結合。母豬為雙子宮角型,結構分為子宮體與成對的子宮角,結合後的受精卵會附著在子宮角上著床。子宮頸為15 公分長的厚壁組織,連接子宮與陰道,並將兩者區隔開來。子宮頸口呈現螺旋狀,可以阻止外部的東西進入到子宮體,並於人工授精時,用來固定注精管,防止精液逆流回陰道。陰道連接到外部生殖器官,是主要的交配器官與產道。

生殖週期

  新女豬於6-7 個月齡進入發身期,此時可以觀察到女豬的初次發情。新女豬於初次發情期之後,卵巢的濾泡會產生一連串的變化,從濾泡的發育、成熟到排卵等,變得有規律且週期性的運作。

  每個豬場設定的發情觀察次數不同,新女豬於觀察0-3 次發情周期後,進入配種準備,再次發情後進行配種。豬隻的懷孕期約114±3 天,分娩後會哺乳21-28 天左右。母豬於離乳後約4-7 天會重啟發情,順利觀察到發情後進行配種,新女豬一旦進入生產行列中,就會歷經配種、分娩及離乳的循環,直到生產性能變差,胎齡過老或其他因素而遭到淘汰,結束生產的循環。

內分泌作用機制

  母豬的內分泌作用機制,由大腦下視丘發出訊號,分泌促性腺釋放激素(GnRH)傳遞訊息給腦下垂體前葉,前葉會分泌促濾泡成熟激素(FSH)來刺激卵巢濾泡成長、發育。當卵巢接收到訊息後會促進濾泡成熟,此時會分泌大量的動情素,使動物體出現發情徵候。

  當濾泡發育成熟時,動情素會傳遞負向調控訊息,使腦下垂體前葉分泌黃體成長素(LH),刺激卵巢成熟濾泡進行排卵,而排出卵子後的濾泡會轉變為黃體,並分泌黃體素(助孕素),來幫助母體為懷孕做準備。當母體懷孕後,黃體素會持續分泌來維持懷孕狀態,同時傳遞訊息至大腦阻斷發情循環。

卵巢濾泡發育

  在新女豬發身前卵巢濾泡的變化並不受腦下垂體控制。出生時卵巢濾泡為原始濾泡型態,隨著年齡增長而逐漸發育為單層粒層細胞壁的初始濾泡。單層粒層細胞壁仍會不斷的繁殖增加,產生多層結構,進而使初始濾泡轉變為次級濾泡型態。

  新女豬進入發身階段時,次級濾泡型態會轉變為發育中的空腔濾泡,此時腦下垂體會分泌促濾泡成熟激素(FSH)促使發育中的空腔濾泡轉變為空腔濾泡,不斷刺激濾泡成長。待濾泡逐漸成熟時,腦下垂體前葉會轉而分泌黃體成長素(LH),使體內的LH 濃度達到高峰,刺激卵巢中成熟的空腔濾泡破裂,排出卵子(圖1)。

發情週期

  豬性成熟之後,會形成特異且有規則的發情週期。從上一次發情開始至下一次發情之時間,稱為發情週期,使動物體產生一連串的生理變化。豬正常的發情週期分為兩大階段:濾泡期(發情前期與發情期)及黃體期(發情後期與發情間期),平均時間為21 天。濾泡期約5 天,腦下垂體分泌FSH 刺激卵巢濾泡開始發育,動物體進入發情前期,約持續3 天,此時的卵巢濾泡也會分泌動情素,促使動物外陰部紅腫,分泌黏液,對公豬有反應等發情徵候產生。隨後進入發情期,腦下垂體前葉大量分泌LH 刺激成熟濾泡排卵,約持續48-52 小時後準備進入黃體期。

  黃體期約16 天,濾泡排卵後進入發情後期,約持續32-48 小時,排卵後的濾泡空殼轉變為黃體,大量分泌黃體素抑制FSH 及LH 的作用。發情間期約持續14 天左右,此時的卵巢黃體仍持續分泌黃體素為懷孕做準備。若是動物體未成功懷孕,於黃體期第13-14 天,子宮內膜會分泌前列腺素(PGF2α)使卵巢黃體崩解,停止分泌黃體素。當體內黃體素濃度降低,大腦接收到訊號後準備啟動下一次的發情週期,分泌GnRH 通知腦下垂體前葉分泌FSH 啟動卵巢濾泡的生長與發育,重新回到濾泡期,再次循環。

常見賀爾蒙製劑

█ 促性腺激素 (Gonadotropins)

  促性腺釋放激素(GnRH),是由下視丘分泌的激素,通過與促性腺釋放激素受體結合,來刺激腦下垂體前葉釋放促濾泡成熟激素(FSH)與黃體成長素(LH)。GnRH 於臨床上的主要用途為誘導排卵或卵泡黃體化和抑制促性腺激素的分泌(化學去勢),目前已有許多合成的GnRH 類似物。

I. Gonadorelin
GnRH 的合成製劑,其化學結構與內源性GnRH 相同,為同一種結構形式。可用於誘導腦下垂體前葉分泌FSH 及LH,並增加性腺激素的產生。Gonadorelin 可使用在牛和馬繁殖階段的誘導排卵;也可用於治療卵巢囊腫問題,為治療牛的卵巢濾泡囊腫的首選藥物。
II. Gonadotropins
與刺激FSH 及LH 相關的促性腺激素有人絨毛膜促性腺激素(hCG)及馬絨毛膜促性腺激素(eCG 或孕馬血清促性腺激素PMSG)。hCG 是一種糖蛋白激素,具有持久的效果(>24h),其分子結構、功能都類似於腦垂腺前葉所分泌的LH,主要功能是刺激卵泡成熟、排卵及黃體形成。
eCG 是由懷孕母馬的絨毛膜中產生的促性腺激素,和hCG 同樣為糖蛋白激素,具有持久的效果。eCG 具有類似FSH 和LH 的雙重活性,但以FSH 的作用為主,有效促進卵泡發育,同時促進排卵和黃體的形成;在孕馬體內則主要為LH 的作用,引起排卵或使發育成熟的卵泡黃體化。
Gonadotrophin(多情素®),作用類似hCG,可以促進濾泡成熟與排卵,使發情徵象明顯,並促進黃體形成。

█ 黃體製劑 (Progestins)

  黃體素或助孕素(Progesterone)是人和動物體內最好的助孕激素,經由肝臟快速代謝,具有非常低的生物利用率及半衰期短。合成的黃體製劑有Altrenogest 和Melengestrol acetate(MGA),廣泛用於於小型或大型動物,可長時間抑制卵巢功能,於停止使用藥物後,會重新啟動新的發情周期與排卵作用,促使動物發情同步化。黃體製劑作用於下視丘與腦下垂體的促性腺激素,增加負回饋,降低FSH 和LH 的作用效果。

  Altrenogest(永齊孕®)也稱之為allyltrenbolone,是一種合成的口服性腺激素,用來控制發情週期。用於新女豬的同步發情,以減少新女豬的數量並優化管理工作。Altrenogest 建議使用於新女豬的劑量為每日15-20 毫克,連續餵飼18 天,約有95% 的新女豬於停藥4-7 天後會出現發情徵候。

█ 前列腺素 (Prostaglandins)
  前列腺素(PGF2α)是一種由子宮內膜分泌的黃體溶解劑,懷孕動物於懷孕末期時會分泌此激素使妊娠結束,通過黃體溶解使助孕素分泌下降。目前有天然的前列腺素(Dinoprost)與合成的前列腺素相似物(Cloprostenol)等相關製劑產品,可有效溶解黃體,抑制黃體生成,還可用於引產與誘導發情。
  Cloprostenol(依定生®)可用於定期分娩,有助於豬群統進統出與加強飼養管理,提昇生產工作效率。也可用於預防母豬及新母豬之逾期分娩,改善有永久黃體不發情之母豬群,協助恢復發情週期,重新加入生產行列。
█催生素 (Oxytocics)

  由下視丘的細胞神經元合成,透過腦下垂體後葉分泌的激素,而動物體經由哺乳的過程也可以刺激下視丘分泌催產素。催產素主要作用在兩個器官,子宮和乳腺。催產素可以刺激子宮平滑肌收縮的頻率和力道,在泌乳過程中也佔有重要的作用,可以誘導平滑肌收縮,使乳汁分泌。

  Oxytocin(催生素)化學合成的催產素,作用於子宮於乳腺,促進子宮平滑肌收縮,於生產時促進子宮排出胎兒及胎盤,協助子宮修復;促進乳腺收縮,使乳汁分泌。

結語

  生產流程從發情開始,一路到母豬分娩,全部環環相扣,了解母豬的生殖生理結構,卵巢發育過程及發情週期,對於日後的管理助益良多。母豬的繁殖管理是需要長年的經驗積累、不斷學習和觀察的工作,通過飼養管理與賀爾蒙製劑的搭配使用,讓生產流程更佳順暢,減少問題母豬,才能提升生產性能,為豬場帶來獲利。

 

 

 

參考文獻
1.Phillip L. Senger. Pathways to Pregnancy and Parturition, 3rd ed. (2005)
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4. 豬隻生產醫學教育訓練專輯(Ⅱ),種豬繁殖障礙-豬隻生殖解剖與生理學。動物生產醫學平台。
5. 現代養豬新知- 提高母豬產能篇,初產母豬進行同期化的處理。動物生產醫學平台。
圖片來源
1.Phillip L. Senger. Pathways to Pregnancy and Parturition, 3rd ed. (2005)

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