1、v动物生理学第九章 内分泌9.1 概 述 (3)脂类激素(lipid hoemonees)均为脂质衍生物,分子量小,而且都是脂溶性的非极性分子,可以直接透过靶细胞膜,多与胞内受体结合发挥生理效应。类固醇激素主要包括肾上腺皮质和性腺分泌的激素,如醛固酮、皮质醇、雄激素、雌激素和孕激素等。固醇激素:1,25,双羟维生素。脂肪酸衍生物:前列腺素类(PG)血栓素(TX)和白细胞三烯类(LT)等生物活性物质。9.1.2.2激素作用的一般特点激素作用的一般特点 (1)信使作用信使作用激素的信息传递和信息扩大作用。它们作用激素的信息传递和信息扩大作用。它们作用于靶细胞时,既不能添加成份,也不能提供能量,只能
2、将于靶细胞时,既不能添加成份,也不能提供能量,只能将携带的信息传递给靶细胞,促进或抑制靶细胞内原有的生携带的信息传递给靶细胞,促进或抑制靶细胞内原有的生理生化过程。只能作为第一信使。理生化过程。只能作为第一信使。(2)特异性特异性激素只能选择性地作用于某些器官和组织细胞,激素只能选择性地作用于某些器官和组织细胞,产生特异的作用产生特异的作用,是由于靶细胞膜上或细胞浆内或细胞核内是由于靶细胞膜上或细胞浆内或细胞核内具有该激素的受体。具有该激素的受体。(3)高效性高效性这是因为激素与受体结合后,在细胞内发生了这是因为激素与受体结合后,在细胞内发生了一系列酶促放大作用,逐级放大其后续效应,形成一个高
3、一系列酶促放大作用,逐级放大其后续效应,形成一个高效能生物放大系统。效能生物放大系统。(4)激素间的相互作用激素间的相互作用有协同作用有协同作用、颉颃作用、允许作用、颉颃作用、允许作用 图图104 含氮激素的作用机制含氮激素的作用机制第二信使还有:第二信使还有:cGMPcGMP(环一磷酸鸟苷)、(环一磷酸鸟苷)、Ca2+Ca2+、IP3IP3(三磷酸肌醇)、(三磷酸肌醇)、DGDG(二酰甘油)等,都有相应的依赖性蛋白激酶,使特异性蛋白磷酸(二酰甘油)等,都有相应的依赖性蛋白激酶,使特异性蛋白磷酸化,产生生理效应。化,产生生理效应。第二信使学说的重要进展第二信使学说的重要进展1.1.激素激素 分
4、为兴奋性激素(分为兴奋性激素(HsHs)和抑制性激素(和抑制性激素(HiHi););2.2.受体受体 分为兴奋性受体(分为兴奋性受体(RsRs)和抑制性受体(和抑制性受体(RiRi););3.G3.G蛋白蛋白 分为兴奋型分为兴奋型G G蛋白(蛋白(GsGs)和抑制型和抑制型G G蛋白(蛋白(GiGi)。)。图图108 类固醇激素的作用机制类固醇激素的作用机制 类固醇激素核受体存在类固醇激素核受体存在四个功能结构域:四个功能结构域:激素结合结构域激素结合结构域 核定位信号结构域核定位信号结构域 DNADNA结合结构域结合结构域 转录激活结构域转录激活结构域 9.2.2.1下丘脑-垂体束 下丘脑的
5、视上核与室旁核主要产生抗利尿素/血管升压素(ADH/VP)和催产素(OXT),暂时贮存于神经垂体,在适宜的刺激下释放入血,发挥作用 9.2.2.2下丘脑促垂体区 下丘脑的促腺垂体区的神经内分泌细胞所产生的肽类激素主要调节腺垂体的活动,因此又称为下丘脑调节肽(HRP)。下丘脑调节肽已经知道的有九种,它们可分为释放激素和抑制激素两类。9.2.3 调节下丘脑肽能神经元活动的递质 下丘脑肽能神经元的分泌活动受神经和它的靶腺激素调节。垂体位于脑的下部,又称脑垂体。由腺垂体和神经垂体两部分组成。9.3.2腺垂体激素腺垂体激素除生长素外,促生长作用的激素还有甲状腺素、胰岛素、雄激素等。凡促进合成代谢、加速蛋
6、白质合成的激素均有促生长作用,而促进分解代谢的激素则抑制生长。将上述关系可归纳为一个方框图表示(1)长反馈:靶腺激素反馈性作用于腺垂体或下丘脑的路径。(2)短反馈:腺垂体的促激素反馈性作用于下丘脑的路径。9.4 9.4 甲状腺甲状腺9.4.1甲状腺激素的合成主要原料:碘和酪氨酸,部位在甲状腺球蛋白上过程:甲状腺腺泡聚碘:以I-的形式存在于血液中。以主动转运的方式进入甲状腺泡上皮细胞。脑垂体分泌的促甲状腺素能促进这种聚碘过程。I-的活化:被摄入腺泡的I-,在甲状腺过氧化酶的作用下被活化,I-有可能变成I2或与过氧化酶形成复合物。酪氨酸碘化与甲状腺素的合成(碘化酪氨酸的缩合):在腺泡上皮细胞粗面内
7、质网的核糖体上,甲状腺球蛋白的酪氨酸残基上的氢原子可被I原子取代或碘化,依次形成一碘酪氨酸残基(MIT)、二碘酪氨酸残基(DIT)、四碘甲腺原氨酸(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3)。T3、T4的合成与释放:的合成与释放:9.4.2 甲状腺激素的贮存、释放、运输及代谢贮存:甲状腺素在腺泡腔内以胶质的形式贮存。释放:当甲状腺受到TSH刺激后,腺泡细胞顶端通过吞饮作用并与溶酶体结合,在蛋白水解酶作用下,T3、T4迅速进入血液。甲状腺分泌的激素主要是T4约占总量的90%,T3分泌量小但生物活性是T4的5倍。运输:T3、T4释放进入血液后,一种与血浆蛋白结合,另一种则呈游离状态,两者之间可互相转化,维持动
8、态平衡。游离的甲状腺素很少,只有游离的激素才能进入细胞发挥作用。代谢:半衰期较长,血浆T4半衰期7天,T3半衰期1.5天,20的T3、T4在肝脏内降解随粪便排出。80的T4在外周组织脱碘成为T3,T3可进一步脱碘,成为不含碘的甲状腺氨酸9.4.3.甲状腺素分泌调节(下丘脑TRH-腺垂体TSH-甲状腺T3、T4轴)(1)T3、T4对腺垂体的负反馈调节作用 T3T4能刺激甲状腺素细胞分泌一种抑制性蛋白,一方面能抑制T的合成和释放;另一方面,又降低腺垂体对TRH的敏感性 T3、T4本身也能抑制腺垂体TSH的释放。vTRH促甲状腺激素释放激素vTSH促甲状腺激素 (2)甲状腺的自身调节 甲状腺具有能适
9、应(血液中)碘的供应的变化,而调节自身摄取碘和合成、释放T3、T4的能力,在某种情况下不受TSH的影响。表现在当血液中的I2 时,甲状腺摄碘能力加强,T3、T4合成、释放增加。但当I2 超过一定范围时,甲状腺会出现一个短暂的摄碘能力加强,T3、T4合成、释放增加,随后摄碘能力,若I2再提高,摄碘能力几乎消失。如果I2持续升高,甲状腺摄碘能力和T3、T4合成、释放又重新增加。若血液中I2 甲状腺摄碘能力会加强,合成和释放T3T4会升高。这种自身调节是一个缓慢的过程,具体机制尚不清楚,其意义在于可以暂时缓解从食物中碘的摄取的变化对T3、T4合成和释放的影响。9.4.4 9.4.4 甲状腺素的生理功
10、能甲状腺素的生理功能1.对新陈代谢的调节1)氧化产热作用增加组织耗氧量和产热量,提高基础代谢率(BMR)。过高:BMR 怕热、多汗过低:喜热恶寒血糖血糖变化不大糖的利用血糖3)对脂类代谢的影响 脂肪和胆固醇的合成 脂肪的动员、分解,胆固醇分解 胆固醇降解作用合成作用过高过高:血胆固醇血胆固醇过低过低:血胆固醇血胆固醇、动脉硬化、动脉硬化正氮平衡.摄入氮大于排出氮叫做正氮平衡.这表明体内蛋白质的合成量大于分解量.甲状腺机能亢进引起的双眼突出甲状腺机能亢进引起的双眼突出 9.5 9.5 调节钙代谢的激素调节钙代谢的激素 图图 20 甲状旁腺甲状旁腺 图10-23正常机体内,这一对激素保持着一种平衡
11、,使血钙比较稳定。图图1031 肾上腺肾上腺 肾上腺皮质激素包括:肾上腺皮质激素包括:球状带球状带 盐皮质盐皮质H束状带束状带 糖皮质糖皮质H网状带网状带 性性H都是类固醇的衍生物,统称为类固醇激素或甾体激素。血糖由非糖物质转变为葡萄糖和糖原的过程,称为糖原异生作用。在正常情况下,主要在肝脏内进行。图图1026v缺乏:肌肉无力;心输出量,血管紧张性,红细胞数和血红蛋白含量;神经系统的兴奋性和反应能力。v过量:加速骨骼肌分解代谢,引起组织消耗;心肌和血管平滑肌的兴奋性;神经系统活动。糖皮质激素分泌的调节糖皮质激素分泌的调节 下丘脑下丘脑 -腺垂体腺垂体 -糖皮质激素糖皮质激素下丘脑下丘脑 腺垂体
12、腺垂体 肾上腺皮质系统肾上腺皮质系统应激时环状调节的失效应激时环状调节的失效CRH+ACTH+应激促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)促肾上腺皮质激素(ACTH)(1)肾素-血管紧张素系统的作用 血容量或血Na 肾近球小体释放肾素 血液,血管紧张素原 血管紧张素II,血管紧张素III特异性分泌醛固酮。(2)血浆钾离子的作用 血浆中K 浓度或Na/K 比例改变 刺激醛固酮。(3)促肾上腺皮质激素 ACTH的作用 应激时,ACTH分泌可见醛固酮的急性释放。(4)心钠素的作用 降低醛固酮的分泌。前列腺素和-促脂解素 醛固酮的分泌。功能:机体遇到特殊紧急情况时,如缺氧、失血、脱水、手术、饥饿、疼痛、骤冷
13、骤热等以及精神紧张和惊恐不安等都可调动肾上腺髓质激素E和NE分泌增加,导致器官系统活动的改变:反应加强:CNS兴奋性使动物警觉和清醒,对外界的刺激的反应增加;心血管系统+:心律加快,心输出量增加,重新分配血液。血糖增加,为骨骼肌、心肌提供更多能源。呼吸系统+:支气管平滑肌扩张,通气量加大;消化系统-:使皮肤竖毛肌、眼扩瞳肌以及胃肠道和泌尿道的括约肌收缩,但抑制胃肠道和膀胱平滑肌。供能:肝糖原分解,脂肪分解,糖及FA氧化 作用强度:ENE特殊刺激使机体以交感特殊刺激使机体以交感-肾上腺髓质系统活动肾上腺髓质系统活动为主,全面提高适应能力的反应。为主,全面提高适应能力的反应。特殊刺激使机体以腺垂体
14、特殊刺激使机体以腺垂体-肾上腺皮质系统活肾上腺皮质系统活动为主,增加机体抵抗力的反应。动为主,增加机体抵抗力的反应。实际上,引起应急反应的刺激也是引起应激反实际上,引起应急反应的刺激也是引起应激反应的刺激。应的刺激。应应急急应应激激a.交感交感N 肾上腺髓质激素肾上腺髓质激素b.ACTH 肾上腺髓质激素肾上腺髓质激素 肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素c.反馈抑制反馈抑制(细胞内细胞内)NE、多巴胺、多巴胺儿茶酚胺儿茶酚胺CAv胰高血糖素v胰岛素v生长抑素v胰多肽 图图1024 胰胰 岛岛 图图1025 胰岛的各种细胞胰岛的各种细胞血糖血糖胰岛素分泌调节:胰岛素分泌调节:(1)血化学因素血化学因素
15、、AA、FA、酮体、酮体(2)Hr 胃肠胃肠H、胰高血糖素、胰高血糖素肾上腺素肾上腺素 AD (3)Nr 迷走迷走N 交感交感N+-+-B细胞分泌胰岛素靶器官:肝靶器官:肝功能:升血糖,促进分解代谢,功能:升血糖,促进分解代谢,为营养物质动员激素为营养物质动员激素(1)促进肝糖原分解和糖异生促进肝糖原分解和糖异生 (2)促进脂肪分解、脂肪酸氧化、使酮体促进脂肪分解、脂肪酸氧化、使酮体分泌调节:分泌调节:血糖血糖 胰高血糖素胰高血糖素血糖血糖 胰高血糖素胰高血糖素胰岛素胰岛素 胰高血糖素胰高血糖素胰岛素和胰高血糖素胰岛素和胰高血糖素是调节血糖浓度最主要的一对激素是调节血糖浓度最主要的一对激素 胰岛素胰岛素 VS 胰高血糖素胰高血糖素 生长素生长素 糖皮质激素糖皮质激素