动物生理学内分泌生理.ppt

1、组织液,靶细胞内,细胞膜,cM,蛋白激酶,蛋白质磷酸化,改变细胞内固有的生理生化反应,第四节 甲 状 腺,第四节 甲 状 腺,一、甲状腺激素的化学,二、甲状腺激素的合成、分泌、转运和代谢,一)甲状腺激素的合成,甲状腺激素合成的主要原料是碘(I-)和含酪氨酸的甲状腺球蛋白，合成过程包括聚碘作用、碘的氧化、酪氨酸碘化和耦联3个过程,1、聚碘作用 甲状腺滤泡上皮的基底侧细胞能够在钠钾ATP酶的作用下主动从血浆中摄取碘进入细胞。 2、碘的活化 摄入的碘聚集在腺泡内，在过氧化酶的催化下，转化为活化的碘，成为碘分子或碘原子。 3、酪氨酸碘化和碘化酪氨酸的耦联 甲状腺球蛋白酪氨酸残基的氢原子被活化碘取代或碘

2、化，形成一碘酪氨酸残基(MIT)和二碘酪氨酸残基(DIT)；然后在耦联酶的作用下，形成四碘甲腺原氨酸(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3,二)甲状腺激素的贮存、释放、运输与代谢,甲状腺激素的贮存,特点：一是储存于细胞外（腺泡腔内）；二是储存量很大，可供机体录用2-3月之久,形式：甲状腺激素在腺泡腔内以胶质的形式贮存,腺泡顶端活跃,TSH刺激,将T4、T3、碘化酪氨酸残基的甲状腺球蛋白吞入腺细胞,吞噬体,甲状球蛋 白与溶酶 体融合,水解下T4、T3 MIT、DIT,溶酶体蛋白水解酶,T4、T3和少量MIT、DIT进入血液,MIT、DIT在脱碘酶作用下脱I，重新利用,甲状腺球蛋白被蛋白酶水解,四）甲状腺

3、激素的释放,甲状腺激素的运输,甲状腺激素的降解部位主要在肝、肾、骨骼肌等部位。 降解方式主要是脱碘,T3、T4释放入血后，以结合状态和游离状态二种形式运输,血液中能与甲状腺激素结合的血浆蛋白：甲状腺素结合球蛋白、甲状腺素结合前蛋白和白蛋白,甲状腺激素的代谢,三、甲状腺激素的生理作用,甲状腺激素没有特异的靶细胞，而是影响机体内的几乎每一个器官。其作用特点是范围广、持续时间长，主要调节新陈代谢、生长、发育等生理过程,一)对代谢的影响,1产热效应 增加机体的耗氧量，使大多数组织氧化代谢率增加，产热量增多,2对水和离子转运的影响 维持毛细血管正常的通透性和促进细胞内液更新,糖代谢：肠粘膜糖吸收率增加，

4、糖原分解增强，抑制糖原的合成。同时，甲状腺激素能够增强肾上腺素、胰高血糖素、皮质醇和生长素的生糖作用。 脂代谢：甲状腺激素能够促进脂肪酸的氧化，增强儿茶酚胺类激素和胰高血糖素对脂肪的分解作用。对胆固醇的作用具有双重性，一般分解作用强于合成作用 蛋白质代谢：生理剂量的甲状腺激素促进蛋白质的合成，尿氮减少，而高剂量的甲状腺激素促进蛋白的分解，特别是加速骨骼蛋白质的分解，并可促进骨的蛋白质分解，导致血钙升高和骨质疏松，氮的排出量也增加,3对糖、脂肪、蛋白质代谢的影响,甲亢：蛋白质分解,特别是骨骼肌蛋白,肌肉萎缩无力,骨蛋白分解,血钙，骨质疏松。 甲低：蛋白质合成，肌肉收缩无力，组织间的黏蛋白，引起黏

5、液性水肿,甲亢,甲减,二)对生长发育与生殖的影响,机体的正常生长发育一般由甲状腺激素和生长激素协同调控而完成,甲状腺激素对中枢神经系统的发育和功能有重要影响,甲状腺激素对维持正常生殖也有重要影响,呆小症,婴幼儿缺乏甲状腺素将患呆小病。 预防呆小病应从妊娠期开始，积极治疗甲减和地方性甲状腺肿的孕妇；治疗呆小病必须在出生3个月前补充T4、T3,否则难以奏效,三)对其他器官的作用,心血管系统,消化系统,肾上腺,四、甲状腺激素分泌的调节,一)下丘脑-腺垂体对甲状腺的调节,二)甲状腺激素的反馈调节,甲状腺还可以根据血碘水平调节其自身对摄取碘及合成甲状腺素的能力。血碘水平降低时，甲状腺的碘转运机制增强，甲

6、状腺激素合成加强。当碘水平升高时，甲状腺激素合成会先增加，过多时，聚碘作用就会消失,三)甲状腺的自身调节,雌激素能够通过加强腺垂体对TRH的反应而增加甲状腺激素的分泌，而生长激素则具有相反的作用。糖皮质激素能抑制下丘脑释放TRH，从而减少甲状腺激素的释放，生理状态下，寒冷和妊娠能够促进甲状腺激素分泌的增加,第五节 甲状旁腺、维生素D3和甲状腺C细胞,一、甲状旁腺,甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH,生理作用,维持血Ca2+恒定，其靶器官为骨和肾脏,1.PTH对骨的作用是促进骨钙溶解进入血液，使血钙升高。 快速效应；延迟效应,2.PTH对肾脏的作用是：促进肾小管对钙的重吸

7、收，抑制肾小管对磷的吸收。促进肾小管内羟化酶的活性，使25-(OH)D3转变成1，25-(OH)2D3,吸钙排磷,PTH的分泌主要受血浆钙浓度变化的调节，甲状旁腺主细胞有钙受体分布，对血钙变化极为敏感，血钙水平轻微下降，1分钟内即可增加PTH分泌，从而促进骨钙释放和肾小管对钙的重吸收增强，从而使血钙水平迅速回升。长时间低血钙可导致甲状旁腺增生，促进PTH基因的转录，相反，长时间高血钙，则可抑制PTH基因的转录，导致甲状腺萎缩,分泌调节,二、维生素D3,二）生理作用,对肠的作用 促进小肠上皮细胞对Ca2+的吸收。 促进肠道对钙、磷的吸收，使血钙、血磷维持在较高水平，利于骨钙化,对骨的作用 增加破

8、骨细胞数量，增强骨的溶解，使骨钙、骨磷释放入血，从而升高血钙和血磷；刺激成骨细胞的活动，促进骨钙沉积和骨的形成。总的效应是升高血钙,对肾脏的作用 增加肾小管对钙、磷 的重吸收，减少二者随尿的排出量。大剂量可引起磷酸盐尿,一）1,25-二羟胆钙化醇的生成 7-脱氢胆固醇紫外照射形成胆钙化醇肝内转变为25-羟胆钙化醇入血（VD3主要形式）肾脏内转变为1,25-二羟胆钙化醇（生物活性形式,在南方，1岁以下婴幼儿，发生的佝偻病的比率为2030% 在北方就更高了，（2045%，与日照时间有密切关系,佝偻病的检查,检查方法：非常简便，扎手指验血，一般半小时就有结果。 正常值范围：小于或等于200U/L。

9、分度：骨碱性磷酸酶越高，说明“缺钙”越严重。 分度 骨碱性磷酸酶（U/L） 预防或治疗的方法 正常 小于或等于200 每天一粒鱼肝油预防 轻度 200250（不包括250） 每天一粒鱼肝油治疗 中度 250300（不包括300） 用大剂量的维生素D3治疗 重度 大于或等于300 用大剂量的维生素D3治疗,血清骨碱性磷酸酶是目前检查和诊断佝偻病的常用指标，具有灵敏特异简便快速的优点，目前已经代替了传统的“佝偻病三项”（血钙，血磷和血碱性磷酸酶），成为早期诊断佝偻病主要辅助检查。虽然，骨碱性磷酸酶没有血清25-(OH)D3和1,25-(OH)2 D3灵敏和特异，但基本可以满足临床诊断佝偻病的要求，

10、目前很多医院都开展了该项检查，价格大约在30400元左右,如果宝宝被诊断为佝偻病，那么应该如何治疗？ 首先，要明白，治疗佝偻病的关键是补充维生素D，而不是补钙（当然了，补钙也是必须的，不可少的） 其次，要明白佝偻病也是分程度的，要按照不同的程度，采用不同的治疗方案,二、维生素D3,二）生理作用,对肠的作用 促进小肠上皮细胞对Ca2+的吸收。 促进肠道对钙、磷的吸收，使血钙、血磷维持在较高水平，利于骨钙化,对骨的作用 增加破骨细胞数量，增强骨的溶解，使骨钙、骨磷释放入血，从而升高血钙和血磷；刺激成骨细胞的活动，促进骨钙沉积和骨的形成。总的效应是升高血钙,对肾脏的作用 增加肾小管对钙、磷 的重吸收

11、，减少二者随尿的排出量。大剂量可引起磷酸盐尿,一）1,25-二羟胆钙化醇的生成 7-脱氢胆固醇紫外照射形成胆钙化醇肝内转变为25-羟胆钙化醇入血（VD3主要形式）肾脏内转变为1,25-二羟胆钙化醇（生物活性形式,三、甲状腺C细胞,降钙素(calcitonin, CT,生理作用,对骨的作用 降钙素能抑制破骨细胞活动，使溶骨过程减弱,同时还可加速成骨过程，钙磷沉积增加。血钙和血磷浓度降低,对肾脏的作用 降钙素能抑制肾小管对钙、磷、钠、钾、铁和氯等离子的重吸收，使其在尿中的排出量增加,对胃肠道的作用 降钙素能抑制肾内的25-(OH)-D3转变为1,25-(OH)2D3的过程，因而间接地的抑制肠道对钙

12、的吸收,降钙素的分泌主要受血钙水平的调节，当血钙水平增加时，降钙素开始分泌，且随着血钙的升高，降钙素的分泌增加，从而使血钙水平降低。降钙素与甲状旁腺激素相反，二者共同调节血钙浓度，维持体内钙代谢的稳定。与甲状旁腺激素（PTH）相比，降钙素对血钙的调节作用迅速、短暂，但是持续时间较短，很快被PTH的作用所抵消。这种特点决定了，它可以快速调节因为高钙饮食而引起的血钙增高，使血钙降至正常水平,分泌调节,此外，进食后，胃肠激素可刺激降钙素的分泌，胃泌素、胆囊收缩素、胰高血糖素以及促胰液素等都有促进降钙素分泌的作用,第六节 肾 上 腺,第六节 肾 上 腺,一、肾上腺皮质,一）肾上腺皮质激素,球状带（弓状

13、带）分泌的激素以醛固酮为主,主要参与调节体内水盐代谢，故称盐皮质激素,束状带和网状带以分泌皮质醇为主,参与体内糖代谢的调节，故称糖皮质激素,网状带还分泌少量性激素，如脱氢异雄酮和雌二醇,肾上腺皮质,二)盐皮质激素的生理作用,保钠排钾,盐皮质激素分泌的调节,血Na+ 血K+ 循环血量,肾上腺皮质球状带,醛固酮 分泌,血Na+ 血K+ 循环血量,醛固酮 分泌,三)糖皮质激素的生理作用,1对物质代谢的影响,1)对糖代谢的作用 促进糖异生和抑制组织细胞对葡萄糖的利用，结果引起血糖浓度升高,2)对蛋白质代谢的作用 促进肝脏外组织（特别是肌肉组织）的蛋白质分解，促进氨基酸转运至肝脏，作为糖异生的材料；同时

14、又抑制蛋白质的合成,3)对脂肪代谢的作用 提高四肢部分的脂肪酶活性，促进脂肪水解、促进脂肪酸在肝内的氧化,向心性肥胖,三)糖皮质激素的生理作用,1对物质代谢的影响,4）对骨钙代谢的作用 降低肠道和肾对钙的吸收与重吸收，降低血钙水平，从而促进甲状旁腺激素释放，加速骨钙溶解。此外，糖皮质激素还能抑制成骨细胞的活动，减少骨钙沉积,5）对水盐代谢的作用 增加肾小球血浆流量，使肾小球滤过增加，ADH分泌减少，从而促进水的排出,2对其它器官系统的作用,1)对心血管系统的作用,允许作用,2)对血细胞的作用,增加血液中中性粒细胞、血小板、单核细胞和红细胞的数量；减少淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞,3)对

15、胃肠道的作用,促进胃酸和胃蛋白酶分泌增加，提高胃腺对迷走神经和促胃液素的反应性，使胃酸与胃蛋白原分泌增加,4)对神经系统的作用,能够使脑中的氨基丁酸含量减少，从而增强神经系统的兴奋性,3参与应激反应,当机体受到各种有害刺激，如创伤、手术、饥饿、寒冷等，血中ACTH浓度立即增加，糖皮质激素也相应增多。 能引起ACTH与糖皮质激素分泌增加的各种刺激称为应激刺激，而产生的反应称为应激(stress)。此时机体对糖皮质激素的需要量增加，使能量代谢以糖代谢为核心，从而保持葡萄糖对重要组织器官(如脑和心)的供应,糖皮质激素分泌的调节,二、肾上腺髓质,一)肾上腺髓质激素,二、肾上腺髓质,二)髓质激素的生理作

16、用,提高中枢神经系统的兴奋性,增强心血管系统和呼吸系统的活动,促进糖和脂肪的代谢 促进肝糖原分解及脂肪的分解氧化，增强能量代谢,三)肾上腺髓质激素的分泌调节,为促进 为抑制,第七节 胰 岛,胰岛是大小不等、形状不定、散在地分布于胰腺组织中的细胞群，因为其外形颇似一个个小岛，故称为胰岛,一、胰 岛 素,胰岛素的发现,1889年 Minkowsky等将狗的胰腺全部切除，二日后尿中出现糖分，表现极明显的糖尿病，30天后丧生,1909年 De. Meyer给胰岛细胞激素起了一个名字胰岛素（insulin），这个名字一直沿用到今天。可当时，这种激素的存在还只是一个假设,1869年德国人 P. Lange

17、rhans发现，在胰腺内除了有众多的腺泡外，在显微镜下还看到一群岛状的细胞群，它们没有泡腔，也没有分泌管。以后就以他的名字命名这种胰岛细胞，称之为Langerhans Cells,1920年 加拿大外科医生Banting从胰腺萎缩的的报道中受到启发，他大胆设想：结扎狗的胰管，使胰腺萎缩，将萎缩胰腺制成提取液治疗糖尿病。1921年，他和助手Best进行了狗胰导管结扎术，将萎缩胰腺切除，制成提取液。切除胰腺的狗很快就出现糖尿病典型症状，并进入昏迷，血和尿中含有大量的糖。他们将提取液注入狗静脉内，狗从昏迷中苏醒过来，化验尿糖转阴，血糖也降至正常水平。胰岛素被发现了，他的发现，震惊了整个世界，拯救了无

18、数糖尿病患者的生命，为了表彰Banting 和 Macleod的贡献，1923年诺贝尔生理医学奖颁发给了他们,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1923,Frederick Grant Banting Canada Toronto University 1891 - 1941,John James Richard Macleod Canada Toronto University 1876 - 1935,1926年，Abel进一步获得了胰岛素的结晶体，可是真正搞清它的分子结构又经过了30年的努力，由Sangev于1955年完成。它阐述了胰岛素是

19、由两条肽链，51个氨基酸组成,结晶牛胰岛素人工合成工作简介 结晶牛胰岛素的成功合成是中国科学史上的一件大事。该课题于1958年下半年由中科院上海生物化学研究所的研究人员集体提出，1965年9月17日由中科院上海生物化学研究所、中科院上海有机化学所、北京大学化学系三单位协作完成。前后共花了大约七年的时间。中间经历过一个 短期的“大兵团作战”阶段，除上述三单位外，还牵涉了复旦大学生物系、北京大学生物系、北京大学化学系、中科院上海生物化学研究所、中科院上海有机化学研究所、中科院药物研究所、中科院生理研究所、中科院实验生物研究所等单位。但是只有在调整了参加单位至三个，参加人员压缩到二十余人时，工作才真

20、正走上轨道，取得进展 这项工作的完成，极大的提高了我们国家的科学声誉，对我国在蛋白质和有机合成方面的研究起了积极的推动作用。它和原子弹的成功试爆、人造卫星的上天一道，被誉为新中国科技工作者在一穷二白的基础上，完全依靠自己的力量为国争光、为中国人争气的“代表作,参加第一次人工合成胰岛素的工作人员,1965年，人工合成牛胰岛素的工作完成，当时就在国际上引起了广泛的关注，工作完成后，也就是一年以后，诺贝尔奖化学委员会主席Tiselius，刚好来华访问，蒂斯利尤斯对人工合成了牛胰岛素评价说：“比核能力更有说服力的是胰岛素。因为，人们可以从书本中学到制造原子弹，但不能从书本上学习制造胰岛素” 中国科学家

21、率先合成出人工胰岛素,这是世界上第一种人工合成的蛋白质,标志着人类在探索生命奥秘的征途中向前跨进了重要一步。以当时国际上该领域的科技水平,此项成果无疑达到了诺贝尔奖水平,杨振宁三次向中国领导人提议：为胰岛素工作提名诺贝尔奖 第一次：周恩来委婉拒绝 第二次：江青说：“资产阶级的奖金，我们不要！” 第三次：邓小平、聂荣臻、周培源等非常重视,1978年9月，杨振宁向邓小平提出他准备提名人工合成胰岛素的中国科学家为诺贝尔奖候选人。与此同时，中国科学院上海生物化学研究所所长王应睐收到瑞典皇家科学院诺贝尔化学奖委员会主席B乌尔姆斯特洛姆等6位教授的来信，要他在1979年1月31日前推荐1979年度诺贝尔化

22、学奖候选人。 1978年12月 初评出4名候选人 会议初步选出在合成工作中4名成绩突出者：钮经义(生物化学研究所)、邹承鲁(原生物化学研究所，1970年调北京生物物理研究所)、季爱雪(北京大学化学系，女)和汪猷(有机化学研究所)。 1978年12月 正式推选出钮经义代表我国申请1979年度诺贝尔化学奖，当时认为，如以4人申请难以被接受；出3人，矛盾较多，而且联邦德国、美国在胰岛素人工合成方面也取得较好成绩，有可能此奖将由两国或三国科学家共同获得。据此，我国以一名代表申请为宜。北京大学和有机化学研究所认为，如出一名代表，理应由生物化学研究所选出。生物化学研究所则推荐钮经义为代表，认为他自始至终参

23、加B链合成，成绩突出，也有一定学术水平。评选委员会表示赞同。 我国人工合成胰岛素研究集体的代表钮经义，被推荐为诺贝尔化学奖1979年度候选人的过程和事实就是如此。 最后，1979年度诺贝尔化学奖的得主为美国人布朗和德国人维提希。我国钮经义未能获选,钮经义(1920-1995)生物化学家，江苏兴化人。1942年毕业于昆明西南联合大学化学系。 1953年获美国德克萨斯大学哲学博士学位。中国科学院上海生物化学研究所研究员,一)胰岛素的化学,二)胰岛素的生理作用,1调节糖代谢 可以通过增加糖的去路与减少糖的来源来降低血糖,通过促进组织细胞摄取血液中的葡萄糖，并且加速糖在细胞中的氧化、利用 。 促进糖原

24、的合成，抑制糖原的分解。 抑制糖原异生。 促进葡萄糖转变为脂肪酸，并贮存于脂肪组织,二)胰岛素的生理作用,1调节糖代谢,2调节脂肪代谢,促进肝细胞和脂肪细胞内脂肪酸的合成。 促进葡萄糖进入肝细胞并使其转化为中性脂肪。 抑制脂肪酶的活性，从而抑制贮存脂肪的分解。 促进肝脏胆固醇的合成,促进氨基酸进入细胞。 促进RNA和DNA的合成。 促进蛋白质的合成。 抑制组织蛋白质的分解,故胰岛素有“储存激素”之称,3调节蛋白质代谢 可以促进蛋白质的合成和贮存，又抑制组织蛋白的分解,1调节糖代谢,2调节脂肪代谢,二)胰岛素的生理作用,三)胰岛素分泌的调节,1血中代谢性营养物质的作用,2激素的作用,1)胃肠激素

25、,2)胰高血糖素,3)其他激素 (GH、皮质醇、P、E2,3神经调节,支配胰岛的迷走神经兴奋时可通过M受体直接促进胰岛素的分泌，迷走神经还可通过刺激胃肠激素的释放，间接促进胰岛素的分泌。交感神经兴奋时，可通过受体抑制胰岛素的分泌,二、胰高血糖素,生理作用,1调节糖代谢 胰高血糖素可促进糖原分解和葡萄糖的异生作用，而使血糖浓度升高,2调节蛋白质代谢 胰高血糖素可促进组织蛋白质的分解和抑制蛋白质的合成，同时还可促进肝脏合成尿素,3调节脂肪代谢 胰高血糖素可活化脂肪组织中的脂肪酶，促进脂肪的分解，使血浆中游离脂肪酸含量升高,胰高血糖素称为“动员激素,三)胰高血糖素分泌的调节,1血中代谢性营养物质的作

26、用,2激素的作用,1)胃肠激素,2)胰岛素,3神经调节,迷走神经通过M受体抑制胰高血糖素的分泌，而交感神经则通过受体促进其分泌,第八节 其他内分泌腺和内分泌物质,一、胸 腺,胸腺既是淋巴器官，又是具有内分泌功能的器官，它既能产生淋巴细胞又能合成和分泌胸腺激素(thymosin)。 。 胸腺激素是由胸腺髓部网状-上皮细胞合成和分泌的一组具有免疫活性的多肽类物质。目前已从胸腺抽取物中提纯出16种具有生物活性的多肽。根据这些多肽的结构和功能特点可将其分为三类,第八节 其他内分泌腺和内分泌物质,一、胸 腺,第一类是促进细胞免疫应答因子(包括胸腺素、胸腺生成素、胸腺体液因子等)。这类因子能诱导淋巴干细胞

27、成熟，转化为具有免疫性的T淋巴细胞，从而维持机体正常的免疫功能。第二类是抑制素，抑制素能降低T淋巴细胞的功能，抑制自身免疫功能。第三类是与免疫无关因子(包括低血糖因子、低血钙因子等)。 胸腺激素的主要功能是刺激、诱导淋巴干细胞使其转变为T淋巴细胞，参与机体的细胞免疫。胸腺功能障碍可导致机体细胞免疫功能缺乏，易继发感染，甚至引起死亡。若胸腺功能亢进，常发生自身免疫性疾病，如重症肌无力，系统红斑狼疮等,第八节 其他内分泌腺和内分泌物质,二、松果腺(松果体,褪黑素(melatonin,MLT)，化学结构为N-乙醇-5-甲氧色胺，是由色氨酸转化而成,1）对生殖活动的影响 通过下丘脑-垂体-性腺轴或直接抑制生殖系统的功能，表现为抑制性腺和副性器官的发育，延缓性成熟。弱幼年时摘除动物松果腺，可出现早熟，性腺质量增加等现象 （2）对中枢神经系统的影响 抑制中枢神经系统活动，给人或动物注射MLT后，能引起脑电变化、镇静和睡眠。因此在临床上可用褪黑素治疗失眠。 （3）对内分泌系统的影响 能降低血清中FSH和LH的含量；抑制生长激素的分泌和肾上腺皮质、甲状腺以及甲状旁腺的功能,MLT的生理学作用,第八节 其他内分泌腺和内