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第七章激素及其作用机制第一节概述一、定义激素是由内分泌腺以及具有内分泌功能的组织所产生的微量化学信息分子，它们被释放到细胞外，通过扩散或体液转运到所作用的细胞或组织或器官(称靶细胞或组织或靶器官)调节其代谢过程，从而产生特定的生理效应，并通过反馈性的调节机制以适应机体内环境的变化，此外，也具有协调体内各部分间相互联系的作用。二、激素的特性激素在体内表现出独特性质，主要包括：1.合成的可调控性激素是机体内一类非营养性化合物，也是一类非结构性化合物，它们在机体内的合成速度及合成量受机体生理状态、内外环境因素而调控。2.作用的特异性3.作用的微量性4.分泌的可调控性5.需要中间介质参与6.作用的“快”和“慢”反应7.脱敏作用三、激素的化学本质和分类1.依据激素的化学本质，可将其分为氨基酸衍生物类、蛋白质多肽类、甾体类和脂肪酸衍生物类四大类。氨基酸衍生物类激素，包括甲状腺分泌的甲状腺素、肾上腺髓质分泌的肾上腺髓质激素等。蛋白质多肽类激素是一大类激素。甾体类激素主要是由性腺、肾上腺皮质分泌的。脂肪酸衍生物类激素主要是以前列腺素为代表，含有一个环戊烷及两个脂肪酸侧链的二十碳脂肪酸。2.依据激素的溶解性质，将其分为水溶性激素和脂溶性激素两类。脂溶性激素因为很容易通过生物膜，所以难以储存，只有在需要的时候才被合成。水溶性激素合成后，包被在有膜的囊胞内，因此，在体内可以储存。由于水溶性激素不能通过细胞膜，所以它们必须与细胞膜上的受体结合后才能发挥作用。3.根据激素作用的距离将其分为内分泌激素（endocrinehormones）、旁分泌激素（paracrinehormones）和自分泌激素（autocrinehormones）。4.内分泌激素的作用距离最远，大多数激素属于这一类；旁分泌激素只作用于邻近的靶细胞；自分泌激素则作用于分泌细胞自身，也就是自身的自我调节。第二节主要激素的化学与生理生化功能一、氨基酸衍生物类:这类激素由氨基酸衍变而来，包括甲状腺分泌的甲状腺素、肾上腺髓质分泌的肾上腺素、肠道色细胞分泌的5-羟色胺以及松果腺体分泌的松果腺素等。（一）甲状腺素甲状腺素为两种具有生理活性的碘化酪氨酸衍生物：四碘甲腺原氨酸（T4）和三碘甲腺原氨酸（T3）。甲状腺素有促进物质代谢、增加耗氧量及产热等作用，这些作用与细胞膜上的Na+-K+－ATP酶活性增加有关。甲状腺素能促进骨骼钙化，因此对机体的生长和发育影响很大。如在幼年，甲状腺功能低下时，骨骼生长和脑发育会出现障碍，以致身材矮小，智力低下，称为呆小病（四）松果腺素松果腺素的明确作用尚待鉴定，但它对中枢神经系统和对各种内分泌器官（如垂体、性腺、肾上腺等）的分泌作用都有影响。例如，它有抑制垂体释放促性腺激素的作用。松果腺素的分泌与光刺激有关，所以有昼夜波动。二、甾体类脊椎动物的甾体类激素包括肾上腺皮质激素和性激素两类。（一）肾上腺皮质激素，分为两类：①糖皮质激素：如皮质醇、皮质酮等，由皮质束状带分泌。②盐皮质激素：如醛固酮、脱氢皮质酮等，由皮质环状带分泌。肾上腺糖皮质激素的主要作用是使血糖升高，与胰岛素有拮抗作用，其中以皮质醇的作用最强。肾上腺盐皮质激素可促进Na＋、Cl－的重吸收和K＋、H＋的排出，在维持血浆Na＋、K＋浓度中具有重要作用。（二）性激素性激素包括男性睾丸所分泌的雄性激素与女性卵巢所分泌的雌性激素两大类，受脑垂体分泌的促性腺激素所控制。此外，有些性激素由肾上腺皮质所分泌。性激素的化学本质均属甾体类化合物，由胆固醇经孕烯醇酮转化而来。1．雄性激素雄性激素有睾丸酮、脱氢异雄酮、雄烯二酮、雄酮等。其中睾丸酮的生理活性最强。雄性激素的生理功能主要包括：促进核酸和蛋白质合成。可以刺激红细胞生成。睾丸酮可促进肾远曲小管重吸收Na＋、Cl－，从而引起水肿，同时尿中K+和无机磷酸盐减少。由于睾丸酮的作用是多方面的，所以雄性激素制剂除用于雄激素分泌不足的替代疗法外，还可用于贫血、营养不良、消耗性疾病、促进骨折伤口愈合等疾病的治疗。目前已有人工合成的类似物，如甲基睾丸酮、丙酸睾丸酮等。2．雌性激素雌性激素（estrogen）主要有雌激素和孕激素两类。卵巢的卵泡和黄体分泌雌激素，常见的有雌二醇(estradiol)、雌酮和雌三醇三种，他们的生理活性相差很大，其中以雌二醇的活性最强，雌性激素能增强核酸及蛋白质合成相关酶系的活性，从而导致性器官及副性器官的生长发育。孕酮在雌激素作用的基础上，使子宫膜进一步发育，以保证受精卵着床，维持妊娠，这与孕酮能促进靶组织中蛋白质的合成有关。此外，孕酮还有产热作用，排卵后孕酮分泌增加，可使基础体温升高。三、脂肪酸衍生物类脂肪酸衍生物类激素有三类，前列腺素、凝血噁烷与前列环素、白三烯。他们主要是由20碳四烯酸-花生四烯酸（arachidonicacid，AA）在体内经两种代谢途径产生：一是经环加氧酶的作用生成各种前列腺素，如前列腺素E2、前列腺素F2a、凝血噁烷A2和前列环素I2；二是经脂质加氧酶的作用生成白三烯、脂质过氧化物等。（一）前列腺素前列腺素（prostaglandins，PGs）是一类具有五元环20碳的不饱和羟基脂肪酸。根据环上取代基和双键位置不同可分为A、B、C、D、E、F、G、H和I等类，每类又根据侧链上双键数的多少分为三种（双键数在右下角标出）如PGE1、PGE2、PGE3。PGE1、PGE2和PGF2α具有收缩平滑肌的作用，能使卵巢黄体分泌孕酮减少，在临床上已用于引产。PGE1、PGE2能松弛支气管平滑肌，临床使用PGE的气雾剂，既是通过松弛支气管平滑肌使呼吸道的通气度增加，哮喘症状缓解。PGE和PGA是有效的血管扩张剂，另外还具有利钠、利尿作用，使血流量减少，其结果表现为降低血压。PGs参与血小板的聚集，不同类型PGs的作用不同。阿司匹林和消炎痛抑制血小板Ⅱ相聚集，可能是由于它们能抑制PGG2和PGH2的合成所致。PGs使血管壁和溶酶体膜的通透性增加，进而引起疼痛。非甾体类抗炎药（如吲哚美辛、氟灭酸、保泰松、阿司匹林等）与甾体抗炎药的作用，在于减少PGs的生成，故有消炎止痛作用。PGs对免疫系统也有调节作用，其作用的主要靶细胞为淋巴细胞。四、蛋白质多肽类机体的下丘脑、垂体（前叶、中叶及后叶）、甲状腺、甲状旁腺、胰腺、肠、胃粘膜、性腺等合成分泌一大类蛋白质多肽类激素，这类激素可以是单纯蛋白质、多肽，也可是糖蛋白。（一）下丘脑激素下丘脑激素是下丘脑分泌的一组多肽类激素的总称，已知有十种下丘脑分泌激素的概况名称代号英文名功用促肾上腺皮质素释放因子CRF(CRH)Corticotrophinreleasingfactor促进促肾上腺皮质激素分泌生长激素释放因子GHRF(GHRH)Growthhormonereleasingfactor促进生长激素分泌生长激素释放抑制因子GHIF(GHIH)Growthhormonerelease-inhibitingfactor抑制生长激素分泌促黄体释放因子LRF(LRH)Luteinizinghormonereleasingfactor促进促黄体素分泌促滤泡素释放因子FSHRF(FSHRH)Folliclestimulatinghormonereleasingfactor促进促滤泡素分泌促黑素释放抑制因子MRF(MRH)Melanocyte-stimulatinghormonereleasingfactor促进促黑素分泌促黑素释放因子MRIF(MRIH)Melanocyte-stimulatinghormonerelease-inhibitingfactor抑制促黑素分泌催乳素释放因子PRF(PRH)Prolactinreleasingfactor促进催乳素分泌催乳素释放抑制因子PRIF(PRIH)Prolactinrelease-inhibitingfactor抑制催乳素分泌促甲状腺素释放因子TRF(TRH)Thyrotropinreleasingfactor促进促甲状腺素分泌（二）垂体激素垂体在神经系统以及下丘脑分泌激素的控制下，分泌多种激素，这些激素又调控机体各种内分泌腺对其相应激素的合成、分泌的活度。垂体分前叶、后叶及中叶三部分，由垂体柄与下丘脑相连。垂体前叶及中叶能自行合成激素，后叶仅贮存并分泌激素，后叶所分泌的激素是由下丘脑合成的，经血液输送到后叶贮存待分泌。垂体分泌激素概况内分泌腺激素化学本质作用对象生理效应垂体前叶生长激素(GH)蛋白质一般组织促RNA及蛋白质的生物合成，从而促进软组织及骨骼组织发育促甲状腺素(TSH)糖蛋白甲状腺刺激甲状腺分泌甲状腺激素，促进cAMP的形成促肾上腺皮质素(ACTH)三十九肽肾上腺皮质刺激肾上腺皮质分泌多种类固醇皮质激素催乳素(PRL)蛋白质乳腺促乳汁分泌，维持黄体功能促性腺素：1．促滤泡素(FSH)2．促黄体素(LH)，又称促间质细胞素(ICSH)糖蛋白糖蛋白卵巢睾丸女性：促进滤泡成熟，排卵，分泌雌激素男性：促精子成熟女性：促黄体生成，分泌黄体激素男性：促睾丸间质细胞发育，分泌雌激素中叶促黑素(α-,β-MSH)肽黑素细胞控制黑色素在细胞质内的分布（促皮肤发生黑色）后叶催产素肽子宫使子宫收缩加压素加压催产素肽肽平滑肌肾血管使毛细血管收缩，增加血压，促肾小管吸收水分，有抗利尿作用（三）降钙素降钙素（calcitonin）是由甲状腺滤泡旁细胞（又称C细胞）分泌的一种小分子多肽，分子量约为3500。降钙素是一种降低血钙和血磷的激素，它的分泌直接受血钙浓度的控制，两者呈正相关，即高血钙促进其分泌，低血钙抑制其分泌。降钙素一方面可抑制破骨细胞的生成，阻止骨盐熔解，促进破骨细胞转变为成骨细胞，使钙离子沉淀于骨中，并对PTH(甲状旁腺素)有拮抗作用，因而使血钙降低（四）甲状旁腺素甲状旁腺素（parathormone，PTH）是由甲状旁腺主细胞合成分泌的一种单纯单链多肽。甲状旁腺素是维持机体钙平衡的重要激素之一，主要功用是调节钙、磷代谢，使血钙升高、血磷降低。甲状旁腺素可促使破骨细胞生长，促进肾远曲小管对钙的重吸收以及小肠中钙的吸收。此外，甲状旁腺素促进肾中25-羟维生素D3转变成1，25-二羟维生素D3，后者可影响机体钙磷代谢。（五）胰岛素胰岛素（insulin）是由胰脏胰岛β-细胞所分泌的一种蛋白质类激素。它由A、B两条肽链连接组成，A链含21个氨基酸残基，B链含30个氨基酸残基胰岛素对机体内各种物质的代谢具有显著影响：（1）对糖代谢的影响包括促进葡萄糖通过心肌、骨骼肌和脂肪细胞等细胞膜；促进葡萄糖的氧化作用；促进糖原合成；抑制糖异生作用；（2）对脂肪代谢的影响包括抑制脂肪动员；促进脂肪酸和脂肪的合成；（3）可促进蛋白质的合成。（六）胰高血糖素胰高血糖素(glucagon)是胰脏中胰岛α-细胞所分泌的一种多肽类激素，是由29个氨基酸残基组成的单链多肽，分子量为3485。胰高血糖素的作用与胰岛素的作用相反。对糖代谢的影响主要通过促进糖原分解与糖异生，抑制糖酵解，从而使血糖浓度升高，也可以促进生糖氨基酸转变成葡萄糖（七）胸腺激素胸腺对免疫系统的调节作用，主要通过胸腺所产生的体液因子－激素来实现。从小牛胸腺中提得具有生物活性的物质，大部分属于蛋白质和多肽，约有20种，总称为胸腺激素（thymosin）。其中，了解最为清晰的2个活性组分为胸腺肽a1（thymosina1）和胸腺生成素（thymopoietin）。胸腺肽a1为胸腺激素中活性最强的单一组分，在胸腺激素中所占比例极微，只有不到0.6%。胸腺激素在免疫系统中的个体发生、功能表现和衰老过程中起主导作用。主要促使骨髓前体细胞分化成具有免疫能力的淋巴细胞，加强细胞免疫反应系统（如同种异体移植的排斥加速，抗病毒侵染能力提高），恢复胸腺切除动物的免疫能力，增加淋巴细胞的数量，诱导T细胞抗原的表现，使幼淋巴细胞成熟化，转变为有免疫功能的淋巴细胞。（八）胃泌素胃泌素（gastrin）又称促胃液素、促胃酸激素等。由胃窦和十二指肠前端G-细胞所分泌。至今已分离到三种类型的胃泌素：