1、2023-1-221第十一章第十一章 内分泌内分泌(1)Endocrine 2023-1-222第一节第一节 概述概述1内分泌内分泌(Endocrine)-由细胞分泌，无明显由细胞分泌，无明显管道排入血液中，通过血液运行特定靶器管道排入血液中，通过血液运行特定靶器官，而起效应的一种生理过程。官，而起效应的一种生理过程。2内分泌系统内分泌系统(Endocrine system)-由内分由内分泌腺或内分泌细胞组成，是体内信息传递泌腺或内分泌细胞组成，是体内信息传递系统。与神经系统密切联系相互配合，共系统。与神经系统密切联系相互配合，共同调节机体各种功能活动，维持内外境的同调节机体各种功能活动，维持
2、内外境的相对稳定。相对稳定。2023-1-2233网络学说网络学说*功能调节：功能调节：神经神经-内分泌网络系统内分泌网络系统 神经神经-内分泌内分泌-免疫网络系统免疫网络系统*机体生物信息的传导系统：机体生物信息的传导系统：神经神经-血液循环血液循环-机体特定组织排列网络机体特定组织排列网络2023-1-2244内分泌及其形式分类内分泌及其形式分类*内分泌腺内分泌腺-垂体、甲状腺、肾上腺、胰岛、垂体、甲状腺、肾上腺、胰岛、性腺、松果体、胸腺等。性腺、松果体、胸腺等。*内分泌细胞内分泌细胞-消化道粘膜、心、肾、肺、消化道粘膜、心、肾、肺、皮肤、胎盘等。中枢神经系统神经细胞。皮肤、胎盘等。中枢神
3、经系统神经细胞。*激素激素(Hormone)-内分泌腺或内分泌细胞内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效能的生物活性物质。分泌的高效能的生物活性物质。2023-1-225*激素分泌形式的分类：1)远距分泌远距分泌(telecrine)-经血液运输至靶组经血液运输至靶组织发挥作用。织发挥作用。2)旁分泌旁分泌(paracrine)-由组织液扩散作用由组织液扩散作用于邻近细胞。于邻近细胞。3)自分泌自分泌(autocrine)-在局部扩散又返回作在局部扩散又返回作用于该内分泌细胞而发挥反馈作用。用于该内分泌细胞而发挥反馈作用。4)神经分泌神经分泌(neurocrine)-神经激素沿神经神经激素沿神经细胞轴
4、突借轴浆流动运送至未稍而释放的细胞轴突借轴浆流动运送至未稍而释放的方式。方式。神经激素神经激素-神经内分泌细胞分泌的激素。神经内分泌细胞分泌的激素。2023-1-226Fig Type of endocrine excretion2023-1-227一、激素的分类1含氮激素1)肽类和蛋白质激素-下丘脑调节肽，神经垂体激素，腺垂体激素，胰岛素、甲状旁腺激素、降钙素、胃肠激素2)胺类激素-肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素。2类固醇(甾体)激素-肾上腺皮质、性激素2023-1-228二、激素作用的一般特点（一）信息传递作用（一）信息传递作用（二）作用的相对特异性（二）作用的相对特异性（三）高效能生物
5、放大作用（三）高效能生物放大作用（四）激素间协同作用和拮抗作用（四）激素间协同作用和拮抗作用（五）激素的允许作用（五）激素的允许作用2023-1-229(一)激素的信息传递作用生物信息传递系统。生物信息传递系统。1内分泌系统内分泌系统-化学形式，依靠激素在细胞间信化学形式，依靠激素在细胞间信息传递，对靶组织生理生化过程加强或减弱。调息传递，对靶组织生理生化过程加强或减弱。调节功能。节功能。特点：不能增加成分，也不能提供能量。仅把信特点：不能增加成分，也不能提供能量。仅把信息传递至靶组织，增强或减弱靶细胞内原有的生息传递至靶组织，增强或减弱靶细胞内原有的生理生化过程。理生化过程。2神经信息神经信
6、息-电信号为信息携带者。在神经纤维电信号为信息携带者。在神经纤维上传输。在突触或神经上传输。在突触或神经-效应器接头处转变为化效应器接头处转变为化学信号。学信号。2023-1-2210(二二)激素作用的相对特异性激素作用的相对特异性*激素对器官组织选择性的作用激素对器官组织选择性的作用。*靶器官、靶腺、靶组织、靶细胞靶器官、靶腺、靶组织、靶细胞-被激素被激素选择作用的器官、腺体、组织、细胞。选择作用的器官、腺体、组织、细胞。与与其上面的特异性受体有关。其上面的特异性受体有关。*受体存在的位置受体存在的位置-肽类、蛋白质受体存在肽类、蛋白质受体存在于于细胞膜细胞膜上。类固醇激素、甲状腺激素受上。
7、类固醇激素、甲状腺激素受体位于体位于细胞浆或细胞核内细胞浆或细胞核内。*有些激素作用的有些激素作用的专一专一性强，促甲状腺素。性强，促甲状腺素。有些激素作用较有些激素作用较广泛广泛，如生长素。，如生长素。2023-1-2211(三)激素的高效能生物放大作用 激素与受体结合后，在细胞内发生一激素与受体结合后，在细胞内发生一系列酶促放大作用，逐级放大，形成一个系列酶促放大作用，逐级放大，形成一个效能极高的生物放大系统。一般血中浓度效能极高的生物放大系统。一般血中浓度较微较微nmol/L,pmol/L。例如：例如：0.1ug促肾上腺素激素释放激素，可促肾上腺素激素释放激素，可使腺垂体释放使腺垂体释放
8、1ug促肾上腺皮质激素，后者促肾上腺皮质激素，后者引起肾上腺皮质分泌引起肾上腺皮质分泌40ug糖皮质激素，放糖皮质激素，放大大400倍。倍。2023-1-2212(四)激素间的相互作用协同作用和拮抗作用协同作用和拮抗作用生理意义生理意义-维持功能活动的相对稳定性。维持功能活动的相对稳定性。*血糖血糖-升高：生长素，肾上腺素，糖皮升高：生长素，肾上腺素，糖皮质激素，胰高血糖素。质激素，胰高血糖素。降低：胰岛素。降低：胰岛素。*相互作用的环节相互作用的环节-1受体水平，受体水平，2受体后水平受体后水平(信息传递过程信息传递过程)，3细胞内酶促反应。细胞内酶促反应。2023-1-2213激素的允许作
9、用允许作用(permissive action)-有些激素在存在条件下，可使另一种激素的作用有些激素在存在条件下，可使另一种激素的作用明显增强，即对另一种激素的调节起支持作用，明显增强，即对另一种激素的调节起支持作用，其本身不直接起作用，这种现象称之。其本身不直接起作用，这种现象称之。例如：CA须在糖皮质激素存在条件下对心肌血管平滑肌有较好地调节作用。2023-1-2214三、激素作用的机制内分泌学基础理论研究内分泌学基础理论研究-*激素与靶细胞上的受体激素与靶细胞上的受体 结合后，如结合后，如何把何把信息传递信息传递到细胞内到细胞内*并经过怎样的反应过程，最终产生并经过怎样的反应过程，最终产
10、生细胞细胞生物效应生物效应*其作用的其作用的机制机制。2023-1-2215(一一)含氮激素作用机制含氮激素作用机制-第二信使学说第二信使学说1965年年Sutherland提出，内容：提出，内容：1激素是激素是第一信使第一信使，与靶细胞膜上具有立体构型，与靶细胞膜上具有立体构型的专一性受体结合；的专一性受体结合；2激素与受体结合后，激活膜上的腺苷酸环化酶激素与受体结合后，激活膜上的腺苷酸环化酶系统；系统；3在在Mg 2+存在下，腺苷酸环化酶存在下，腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC)促使促使ATP转化为转化为cAMP-第二信使第二信使，做信息传递；做信息传递；4 cAMP
11、激活蛋白激酶激活蛋白激酶(protein kinase A,PKA)，cAMP与与 PKA的调节亚单位结合，导致调节亚单的调节亚单位结合，导致调节亚单位与催化亚单位脱离，而使位与催化亚单位脱离，而使PKA激活。催化细胞激活。催化细胞内多种蛋白质磷酸化，靶细胞各种生理生化反应。内多种蛋白质磷酸化，靶细胞各种生理生化反应。2023-1-2216Protein proteinPO4 Bioreaction磷酸化pKcpKr调节pKc催化Hor.receptorG proteinAC:腺苷酸环化酶ATPMg2+cAMP5AMPPDE磷酸二脂酶Cell membrane含氮激素作用机制示意图含氮激素作用
12、机制示意图激活pKrcAMPPKApKr与与pKc 分离分离2023-1-2217其它第二信使的化学物质还有：cGMP，三磷酸肌醇（IP3），二酰甘油（DG），Ca 2+等。2023-1-2218研究进展：细胞信号传导的主要种类：细胞信号传导的主要种类：1生物大分子的结构信号生物大分子的结构信号*蛋白质蛋白质*多糖及糖蛋白、糖脂类多糖及糖蛋白、糖脂类*核酸核酸2物理信号物理信号电场、磁场、光、辐射电场、磁场、光、辐射3化学信号化学信号*细胞间信号细胞间信号-内分泌激素、神经递质、神经肽、局部化内分泌激素、神经递质、神经肽、局部化学介导因子、抗体及淋巴因子学介导因子、抗体及淋巴因子*细胞内信号细
13、胞内信号-cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DG、H+、AA-Darnell J et al.Molecular cell biology.19902023-1-2219环境刺激胞间信使激素 等生长因子细胞因子甾激素第一信使跨膜信号转换细胞外受体酪氨酸PK受体效应器质膜质膜细胞质细胞质cAMPCa2+IP3PKACDPKCaM-PKDG PKC MAPK(有丝分裂原PK)JAK第二信使蛋白质可逆磷酸化P.酶蛋白P.转录因子生理功能调节酶蛋白核受体mRNADNA细胞核细胞核胞质受体(TF)(TF)(光)G蛋白细胞信号转导细胞信号转导主要途径模式图主要途径模式图2023-1-22201 激素与
14、受体的相互作用2023-1-2221*特性：激素和受体可以特性：激素和受体可以相互诱导改变本身构型以相互诱导改变本身构型以适应对方的构型。适应对方的构型。*激素的膜受体多为糖蛋白激素的膜受体多为糖蛋白-由细胞膜外区段，质膜部分，细胞膜内区段三部分构成。由细胞膜外区段，质膜部分，细胞膜内区段三部分构成。外区段的糖基是识别激素并与之结合的部位。外区段的糖基是识别激素并与之结合的部位。2023-1-2222*激素受体相互作用的特点激素受体相互作用的特点：1)激素受体结合的亲合力激素受体结合的亲合力(affinity)-与激素的生物学作用一致；与激素的生物学作用一致；随生理条件变化而发生变化；随生理条
15、件变化而发生变化；对临近受体的亲合力有影响。对临近受体的亲合力有影响。2)受体数量的变化受体数量的变化*如：长期使用胰岛素使其受体数量减少，亲和力下降如：长期使用胰岛素使其受体数量减少，亲和力下降（胰岛素抵抗（胰岛素抵抗-糖耐量试验）。糖耐量试验）。*受体数量减少受体数量减少-下调下调(减衰调节减衰调节)受体数量增多受体数量增多-上调上调(上增调节上增调节)。*受体的合成与降解处于动态平衡，以调节靶细胞对激素受体的合成与降解处于动态平衡，以调节靶细胞对激素的的敏感性与反应强度敏感性与反应强度。2023-1-22232 G蛋白在信息的传递作用2023-1-2224*G蛋白-鸟苷酸结合蛋(guan
16、ine nucleotide-binding regulation protein).*G蛋白结构-由、三个亚单位组成。其中为受体结合位点(鸟苷酸)。*G蛋白分类-兴奋型G蛋白(GS)-激活AC，cAMP增多。抑制型G蛋白(GI)-抑制AC，cAMP减少。2023-1-2225腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶(AC)第二信使前体第二信使前体(ATP)第二信使第二信使(cAMP)蛋白激酶蛋白激酶(PKA)及其它及其它蛋白质磷酸化蛋白质磷酸化生理生化反应生理生化反应G-protein123GTPReceptor proteinhormoneGDP失活失活水解水解G蛋白及其作用示意图蛋白及其作用示意图202
17、3-1-22263 三磷酸肌醇三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油和二酰甘油(DG)为第二为第二信使信息信使信息 的传递系统的传递系统*含氮含氮 激素以激素以cAMP为第二信使传递系统为第二信使传递系统*某些含氮激素则以某些含氮激素则以IP3，DG第二信使传第二信使传 递系统递系统*细胞膜磷脂酰肌醇转变为细胞膜磷脂酰肌醇转变为IP3和和DG，*胞浆胞浆Ca2+升高升高2023-1-2227*这一过程这一过程 中，磷脂酶中，磷脂酶C(phosphoinositol-specific phospholipase C,PLC)起重要作用起重要作用*磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇(PI)磷酸化生成磷脂酰二磷肌磷酸化生
18、成磷脂酰二磷肌醇醇(PIP2)，在，在PLC作用下，后者生成作用下，后者生成IP3和和DG*IP3引起内质网内的引起内质网内的Ca2+大量释放，后者大量释放，后者与与Ca-M结合，激活结合，激活PKC*DG在在Ca2+存在下，特异性激活存在下，特异性激活PKC2023-1-2228hormonereceptorG-protein磷脂酶C(PLC)磷脂酰二磷肌醇磷脂酰二磷肌醇(PIP2)二酰甘油二酰甘油(DG)+三磷酸肌醇三磷酸肌醇(IP3)PKC蛋白质磷酸化蛋白质磷酸化生理生化反应生理生化反应Ca2+Ca2+*CaMCa2+花生四烯酸AAPGcGMPPKG内质网+磷脂酰肌醇信息传递系统示意图磷
19、脂酰肌醇信息传递系统示意图Cell membrane2023-1-2229(二二)类固醇激素作用机制类固醇激素作用机制-基因表达基因表达学说学说特点：1 分子量小(MW300)2 脂溶性3 可透过细胞膜进入细胞内4 两步骤影响基因表达而发挥作用2023-1-2230Fig Chemical structure of steroid hormone2023-1-2231第一步 激素与胞浆受激素与胞浆受 体结合体结合-激素胞浆受体复合激素胞浆受体复合物物类固醇激素受体特点：类固醇激素受体特点：*存在于胞浆内存在于胞浆内*为蛋白质为蛋白质*与激素结合专一性强，亲和性大与激素结合专一性强，亲和性大*与
20、受体结合后，受体蛋白构型变化，使与受体结合后，受体蛋白构型变化，使激素胞浆受体复合物获得进入核内的能力激素胞浆受体复合物获得进入核内的能力2023-1-2232第二步 与核内受体结合-激素核受体复合物生理作用：*激发DNA转录过程*新mRNA生成*诱导蛋白质合成*生物效应产生2023-1-2233核受体的三个功能结构域：1激素结合结构域；2 DNA结合结构域；3转录增强结构域2023-1-2234*激素与核受体结合，受体分子构象改变激素与核受体结合，受体分子构象改变*DNA结合结构域和转录增强结构域暴露，结合结构域和转录增强结构域暴露，*受体与受体与DNA结合，增强转录结合，增强转录*DNA结
21、合结构域有一特异序列氨基酸片结合结构域有一特异序列氨基酸片断，介导激素受体复合物与染色质中特定断，介导激素受体复合物与染色质中特定的部位相结合的部位相结合-核定位信号。核定位信号。2023-1-2235激素激素特异特异mRNA新合成蛋白质新合成蛋白质受体受体染色质非组蛋白染色质非组蛋白(核内受体核内受体)DNA细胞膜细胞膜核模核模核核特异序列氨基酸片断-核定位信号核糖体类固醇类激素作用途径示意图类固醇类激素作用途径示意图2023-1-2236含氮激素第二信使cAMPIP3-DG AC(腺苷酸环化酶)PLC(磷脂酶C)蛋白激酶C磷酸化反应-生物效应Ca2+类固醇激素激素-胞浆受体 复合物激素-核受体 复合物激发DNA转录新MRNA生成蛋白质合成-生物效应激素结合、DNA结合、转录增强、结构域激素
