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第17章激素一、概述定义：激素是生物体内特殊组织或腺体产生的、直接分泌到体液中，通过体液运送到特定的作用部位，从而引起特殊激动效应的一群微量的有机化合物。1904年，BaylissW及StarlingE提出类别动物激素植物激素脊椎动物激素无脊椎动物激素氨基酸衍生物激素肽和蛋白质激素类固醇激素脂肪酸衍生物激素甲壳类激素昆虫激素激素据溶解性能脂溶性激素水溶性激素激素①产生部位：不是所有的细胞，是某些特定的组织细胞②作用部位：不在产生部位，经体液运输到靶器官/细胞③效率：量少，作用大④功能：调节新陈代谢，协调机体各部位功能⑤调节：分泌量随内外环境变化而增减激素调控往往是局部性的，直/间接受到神经系统的控制。激素的特点（一）激素的分泌脑垂体下丘脑加压素催产素神经内分泌轴三长轴：下丘脑（H）-脑垂体（P）-甲状腺（T）HypothalamusPituitaryThyroid：HPT，代谢轴下丘脑（H）-脑垂体（P）-肾上腺皮质（A）HypothalamusPituitaryAdrenal:HPA，应激轴下丘脑（H）-脑垂体（P）-性腺（G）HypothalamusPituitaryHPG，生殖轴三短轴：下丘脑（H）-生长激素：生长发育下丘脑（H）-催乳素：催乳下丘脑（H）-促黑色素：黑色素下丘脑释放因子/抑制因子腺垂体神经垂体促激素腺体激素靶细胞催产素升压素（二）激素的化学本质1、含氮激素2、类固醇激素3、脂肪酸衍生物激素二、激素的合成和分泌合成途径：1、由激素的结构基因通过转录与翻译形成。2、通过胞内存在的酶系催化合成。（一）多肽激素合成后储存于分泌囊中结构基因经转录、翻译而成原激素（二）aa的衍生物去甲肾上腺素肾上腺素甲状腺球蛋白甲状腺素(T4)三碘甲状腺原氨酸(T3)（三）固醇类激素（四）脂肪族激素前列腺素类、血栓烷类、白三烯类三、重要激素举例（一）氨基酸衍生物激素1、甲状腺激素•甲状腺分泌甲状腺素（T4）三碘甲腺原氨酸（T3）（1）结构甲状腺素（3,5,3´,5´-四碘甲腺原氨酸，简称T4）。三碘甲腺原氨酸（3,5,3´-三碘甲腺原氨酸，简称T3）OIIIICH2HOCHCOOHNH2353'5'OIIICH2HOCHCOOHNH2353'5'（2）生物合成二分子二碘Tyr作用形成甲状腺素（T4）一碘TyrTyr+活性碘+活性碘3,5-二碘TyrT4脱碘产生T3一碘Tyr和二碘Tyr连接而成T3（3）生理功能①促进体内各物质的代谢，增加代谢率；另外增加耗氧量和产热量。②维持机体的正常生长发育。2．肾上腺素（1）结构肾上腺素与去甲肾上腺素的结构HOHOCHCH2OHNHCH3HOHOCHCH2OHNH2肾上腺素去甲肾上腺素肾上腺分为髓质和皮质两部分。髓质分泌肾上腺素和少量去甲肾上腺素。去甲肾上腺素主要由交感神经末梢分泌。（2）生物合成Tyr羟化CO2羟化正肾上腺素（去甲肾上腺素）+CH3（由Met供给）肾上腺素Tyr羟化酶（3）生理功能：①肾上腺素主要促使肝糖原分解，使血糖增加。肝糖原血糖（葡萄糖）分解又能促使肌糖原分解，使乳酸增加。肌糖原乳酸分解去甲肾上腺素也有上述作用，但作用较弱。②肾上腺素可使血管收缩；并能刺激心脏，使心肌收缩力增加，心跳加快，所以使血压升高。（对心脏作用大）（临床上被用来作为升压药物，起抗休克作用）•狗急跳墙：血流速度快，血氧、血糖高激素作用生理上代谢上肾上腺素对心脏作用大强心剂（使心跳加速）对糖代谢作用大、升高血糖正肾上腺素对血管作用大加压剂（使血管收缩）对糖代谢作用弱，约1/20（二）重要多肽类激素这类激素包括由垂体（腺垂体、神经垂体），下丘脑、胰腺、甲状腺、甲状旁腺、胃肠和胸腺等分泌的激素。1．垂体前叶激素：①生长激素（GH）②促甲状腺素（TSH③促黄体生成素（LH）④促卵泡激素（FSH）⑤催乳激素（LTH）⑥促肾上腺皮质激素（ACTH）⑦脂肪酸释放激素（LPH）①生长激素（GH）和催乳激素（LTH）：化学本质：蛋白质（1）：促进蛋白质和RNA的生成（2）：调节糖和脂肪代谢（3）：刺激软骨的生长（最主要）过多：幼体—巨人症成人—肢端肥大缺乏：侏儒功能：催乳激素（LTH）：催乳激素中有一段氨基酸序列与生长激素相似一条肽链的蛋白质，人的LTH约由200个氨基酸组成。功能：刺激乳腺分泌乳汁，刺激黄体分泌孕酮。化学本质：都是糖蛋白促甲状腺素（TSH）促卵泡激素（FSH）促黄体生成素（LH）促激素、促性腺激素②:促激素促甲状腺激素：靶腺是甲状腺，促使甲状腺发育以及分泌甲状腺激素，从而影响全身代谢。功能：③促肾上腺皮质激素（ACTH）ACTH是39个氨基酸组成的多肽，有种属差异。生理功能：促使肾上腺皮质发育和促使肾上腺皮质分泌激素。④脂肪酸释放激素（lipotropichormones，LPH）β-脂肪酸释放激素（β-LPH）：由91个氨基酸组成的蛋白质γ-脂肪酸释放激素（γ-LPH）：由58个氨基酸组成的蛋白质功能：促使脂肪水解，释放出脂肪酸。2、垂体中叶激素促黑激素（MSH）结构：MSH有α-MSH和β-MSH，均为肽类化合物。α-MSH是13肽，没有种属差异。β-MSH有种属差异，人的β-MSH是22肽，牛、羊的β-MSH是18肽。功能：促使皮肤黑色细胞分泌黑色素，使皮肤颜色加深。3、垂体后叶激素结构：催产素（oxytocin）和升压素（也称加压素vasopressin）是含S-S键的9肽。这两种激素肽链骨架相似，都为含二硫键的二十元环，差别在第3位和第8位氨基酸不相同。催产素：使子宫平滑肌收缩，用于催产，还可使乳腺平滑肌收缩，排出乳汁。功能：升压素：使毛细血管收缩，增加血压；并有减少排尿的作用，即抗利尿作用，所以升压素也称抗利尿激素。总结：垂体很小，但分泌的激素很多，这些激素的分泌受下丘脑的控制。4、下丘脑激素下丘脑释放因子/抑制因子腺垂体神经垂体促激素腺体激素靶细胞催产素升压素下丘脑至少分泌10种激素，这10种激素的化学本质都属肽类，而且是Mr较小的多肽。促黑激素释放抑制因子促黑激素释放因子促肾上腺皮质激素释放因子黄体生成素释放因子促卵泡激素释放因子促甲状腺激素释放因子催乳激素释放抑制因子催乳激素释放因子生长激素释放抑制因子（somatostatin）生长激素释放因子释放抑制因子(RIF)释放因子(RF)5．脑肽功能：镇痛内啡肽（endophin）6．胰岛及甲状旁腺等的激素（1）胰岛素（insulin）结构：功能：①促进糖原的生物合成以及葡萄糖的氧化，降低血糖。②促进蛋白质及脂类的合成代谢。糖原葡萄糖CO2+H2OInsulin（2）胰高血糖素（glucagon）结构：29肽功能：在许多方面与胰岛素相反。①主要促使肝糖原分解，使血糖↑②促使脂肪分解。哪些激素与维持血糖的水平有关？（3）甲状旁腺激素和降钙素甲状旁腺激素（PTH）结构：蛋白质激素，有种属差异。功能：靶器官是骨和肾脏血钙↑，血磷↓。降钙素（CT）结构：由32个氨基酸组成的多肽功能：靶也是骨和肾脏血钙↓血磷↓甲状旁腺激素：血钙↑，血磷↓。降血钙素：血钙↓，血磷↓。1,25-二羟胆钙化醇：血钙↑，血磷↑。（三）、重要固醇类激素1．肾上腺皮质激素由肾上腺皮质分泌，主要有7种，它们是环戊烷多氢菲的衍生物。OCH3R1R2COCH2OHCHOorCH3111317皮质激素一般结构式（1）糖皮质激素包括皮质酮、皮质醇和可的松这类激素对糖代谢影响很大，而对水盐代谢影响很小，所以称糖皮质激素。主要功能：调节糖代谢，抑制糖的氧化，促使蛋白质转化为糖，升高血糖。（2）盐皮质激素这类激素对水、盐代谢影响较大，对糖和蛋白质代谢影响较小。主要生理功能：促使体内保留钠，排出钾（保钠排钾），调节水盐代谢。卵泡激素黄体激素主要由卵巢产生，但人类的胎盘、肾上腺皮质甚至睾丸也产生少量雌激素。2、雌性性激素①卵泡（激）素：雌二醇，雌三醇、雌酮，可看作雌烃的衍生物。HOOH雌二醇HOOHOH雌三醇HOO雌酮生理功能：促进女性器官发育、排卵。雌二醇活性最高雌二醇雌酮雌三醇黄体激素：主要为孕酮生理功能：促进子宫和乳腺发育，抑制排卵，抑制动情，对全身代谢也有显著影响。OCOCH3孕酮3、雄性性激素雄性激素：睾酮、雄酮、雄烯二酮，可看作雄烃的衍生物生理功能：刺激男性性器官发育，促精子生成及促进男性的第二性征。另外对全身代谢也有影响。（四）脂肪族激素COOHCH3189101112131415前列腺烷酸所有的PG在C-13和C-14之间有1个反式双键，C-15有1个羟基。前列腺素(prostaglandin,PG）911OHOPGE911OHOHPGFα（天然的）HOHOPGFβ（化学合成）OPGAOPGB四、激素的作用机制靶细胞膜上或靶细胞内有激素的受体激素为什么只对“靶”起作用？有关受体的基本概念受体的概念受体能识别并与特定信号物质结合的特异蛋白/糖脂配体与受体结合的细胞外生物活性物质，如激素、某些药物、毒素等受体的类型根据在细胞内分布的不同膜受体胞内受体按其结构和接受信号的种类及转换方式分为（1）离子通道型受体主要是神经递质受体1、膜受体——存在于细胞质膜表面本质：跨膜糖蛋白，一条肽链作用：接受胞外信号后不直接影响细胞内变化需要G蛋白介导如：肾上腺素α2及β受体、毒覃碱型乙酰胆碱受体（2）G蛋白偶联型受体本质：跨膜糖蛋白，含一个α螺旋作用：与配体结合后可使受体本身磷酸化，可催化底物蛋白特定的Tyr残基磷酸化如：胰岛素受体（3）具有酶活性的受体存在：主要于细胞核内；在胞浆中结合配体后也转入核内作用：调节基因的转录如：类固醇激素受体、甲状腺素受体2、胞内受体4种途径•1、通过cAMP途径•2、钙及肌醇三磷酸作用途径•3、受体的酪氨酸激酶途径•4、固醇类激素受体调节基因转录速度1．通过cAMP起作用HRACG蛋白ATPcAMP无活性的蛋白激酶有活性的蛋白激酶蛋白质磷酸化酶酶或蛋白质酶－或蛋白质－PPPi磷酸酶生理效应第二信使学说由Sutherland提出，因此他荣获1971年国际生理学诺贝尔奖金（1）cAMP的产生与灭活腺苷酸环化酶cAMPcAMP环核苷酸磷酸二酯酶5’AMPMg2+是两酶的激活剂咖啡碱、茶碱对环核苷酸磷酸二酯酶有抑制作用ATP通过激活依赖cAMP的蛋白激酶A（PKA）起作用PKA四个亚基2个相同的催化亚基C、2个相同的调节亚基R每个R上有两个cAMP结合位点，结合4个cAMP后C与R脱离呈解聚态——有活性(2)cAMP的作用机制第一信使与靶细胞膜上的特异受体结合↓腺苷酸环化酶（AC）被活化↓ATP分解为cAMP和ppi，[cAMP]升高↓活化蛋白激酶A（PKA）↓活化糖原磷酸化酶激酶糖原分解，磷酸葡萄糖的含量集聚增加肾上腺素的作用机理激素与受体结合↓活化磷酸肌醇酶（磷脂酶C）↓催化磷脂酰肌醇PI→PIP2，→IP3和DAGPIP2：磷脂酰肌醇4，5-二磷酸IP3：肌醇1，4，5三磷酸DAG：二酰基甘油2、磷酸肌醇作用途径RG蛋白磷脂酶CDGPKCIP4IP3HCa↑内质网PIP2：磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸DG：二脂酰甘油IP3：肌醇-1，4，5-三磷酸IP4：肌醇-1，3，4，5-四磷酸PIP2使酶的活性发生改变酶－或蛋白质－酶或蛋白质PP改变钙调蛋白及其他钙传感器的构象→产生生理效应有重复出现的螺旋区-泡区-螺旋区（EF手图象）在含Ca2+循环溶液中离体蛙心才能继续搏动细胞收缩、胞吐、胞饮、糖原代谢、神经递质的释放、细胞死亡等都与Ca+有关——Ca2+是许多信号传导途径中的细胞内信号钙调蛋白和其他的钙传感器CaCa激素结合到实质为酪氨酸激酶的受体上，使受体本身酪氨酸残基磷酸化；同时进一步促进酪氨酸激酶的活性。3．受体的酪氨酸激酶途径胰岛素受体①两个α链（细胞外侧）和两个β链（穿过细胞膜）②酪氨酸激酶结构域在β链细胞质侧；胰岛素结合位点在α链上③胰岛素的结合打开受体酪氨酸激酶活性，自动对β链上酪氨酸残基进行磷酸化——自身磷酸化作用反应慢、形成激素-核受体复合物激素首先进入细胞↓与胞浆中受体形成激素-胞浆受体复合物↓进入