第七章激素化学

1、第五章 激素化学,5.1 概述,1. 概念 激素（hormone）：是生物体内特殊组织或腺体产生的微量化学信息分子。它们被直接分泌到体液中，通过体液运送到特定作用部位（靶细胞或靶器官），从而引起生理效应。 2. 作用 促使高等生物机体的细胞和组织器官既分工又合作，形成一个统一的整体。,1，含量少；在生物体某特定组织细胞产生； 2，作用大，效率高，在新陈代谢中起调节控制作用。 3，通过体液的运动被输送到其他组织中发挥作用； 在医疗上，激素也是一类重要药物。,3 特点,4. 分类,腺体,组织,5.2 动物激素,5.2.1 人体及脊椎动物激素的 化学本质和生理功能,1. 氨基酸衍生物激素,甲状腺激素

2、,甲状腺素（thyroxine）的主要生理功能 主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；促进机体的生长发育和组织分化 疾病 甲状腺机能衰退：呆小症，厚皮症 甲状腺机能亢进：突眼性甲状腺肿症 膳食中缺碘：甲状腺肿大（大脖子病）,肾上腺素（epinephrine）,肾上腺素的生理功能 使血管收缩，增高血压 调节糖原分解，增加血糖含量,由肾上腺髓质分泌的激素，由酪氨酸转变而来。,2. 肽和蛋白质激素, 垂体激素 脑垂体在神经系统的控制下，起调节体内各种内分泌腺作用。,垂体前叶激素,促肾上腺皮质激素（ACTH，adrenoccrticotropic hormone） 生理功能 促进肾上腺皮质的发育和分泌 治疗

3、痛风、气喘及皮肤痛等。,促甲状腺素（TSH，thyroid-stimulating hormone） 生理功能 促进甲状腺的发育及分泌，从而影响全身代谢。 生长激素（GH，growth hormone） 生理功能 刺激骨及软骨的生长 促进蛋白质的生物合成 影响蛋白质、糖类、脂类的代谢 疾病 侏儒症、巨人症、肢端肥大症,促卵泡素（FSH，follicle stimulating hormone） 促使卵巢（或精巢）发育，促使卵泡（或精子）生成和释放。 促黄体生成素（LH，luteinizing hormome） 促进卵泡发育成黄体，促进分泌孕酮，阻止排卵，或促使睾丸的间质细胞发育，刺激睾丸分泌激

4、素。 催乳素（LTH，prolactin） 刺激已发育完全的乳腺分泌乳汁，刺激并维持黄体分泌孕酮。,促黑激素（MSH，melanocyte stimulating hormone）,生理功能 促进皮肤色素形成，控制皮色素颗粒在细胞质内的分布。,内啡肽（endophin） 使人全身麻醉，体温降低达数小时之久,垂体后叶激素,催产素（oxytocin） 使平滑肌收缩，具有催产及使乳腺排乳的作用。 加压素（vasopression） 使小动脉收缩，增高血压；减少排尿作用，调节水代谢。, 下丘脑激素,下丘脑所分泌的激素主要包括：释放激素（或释放因子）和释放抑制激素。 促甲状腺素释放激素（TRH） 促肾上

5、腺皮质激素释放激素（CRH） 促卵泡素释放激素（FRH） 促黄体生成素释放激素（LRH） 生长素释放激素（GRH）；生长素释放抑制激素（GRIH） 促黑激素释放激素（MRH）;促黑激素抑制释放激素（MRIH） 催乳素释放激素（PRH）；催乳素释放抑制激素（PRIH）,人体内分泌腺和靶组织的主要调节关系,第一级激素,第二级激素,第三级激素,第一靶,第二靶,终靶,三级调节水平,叶, 胰岛素（insulin）,胰岛由、三种细胞组成。 细胞：胰高血糖素 细胞：胰岛素 细胞：生长激素抑制因子 1922年，从胰脏中提取得到一种较纯的降血糖物质，命名为胰岛素。 1965年，我国完成了牛结晶胰岛素的全合成工作

6、。,结构,21个氨基酸残基,30个氨基酸残基,AA链；BB链；C连接肽；D信号肽,生理功能 低血糖效应：一方面提高组织摄取葡萄糖的能力；另一方面促进肝糖原和肌糖原的合成，抑制肝糖原的分解。因此，胰岛素有降低血糖含量的作用。 胰岛素分泌显著减少，血糖升高，发生糖尿病。 胰岛机能亢进，造成胰岛素休克。, 胰高血糖素（glucagon）,胰高血糖素为胰岛的-细胞分泌的多肽激素，由29个氨基酸组成。,生理功能：促进肝糖原分解，使血糖升高。,胰高血糖素原, 甲状旁腺素和降钙素,由甲状旁腺分泌 作用于骨基质和肾脏，共同调节钙、磷代谢，使血中钙磷浓度相对稳定。 甲状旁腺素（PTH）可以升高血钙 降钙素（CT

7、）可以降低血钙, 脑肽（enkephalins）,Met-脑啡肽：酪-甘-甘-苯丙-蛋 Leu-脑啡肽：酪-甘-甘-苯丙-亮,3. 类固醇激素,类固醇（甾体）激素是一类脂溶性激素，它们在结构上都是环戊烷多氢菲衍生物。 肾上腺皮质激素 由肾上腺皮质分泌产生,糖皮质激素 调节糖代谢：抑制糖的氧化，使血糖升高；促进蛋白质转化为糖。 包括：皮质酮、17-羟皮质酮（氢化可的松）和17-羟-11-脱氢皮质酮（可的松） 盐皮质激素 调节水盐代谢：促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子，调节水盐代谢。 包括：11-脱氧皮质酮、17-羟-11-脱氧皮质酮11-脱氢皮质酮和醛固酮。, 性激素类 与动物的性别及第二性

8、征的发育有关。分泌受垂体的促性腺激素（LHF 和 SH）调节。 雄性激素 包括：睾酮、雄酮、雄烯二酮 雌性激素 卵泡素：雌酮、雌二醇、雌三醇 黄体激素：黄体酮,脂肪酸衍生物激素前列腺素,前列腺素（简称PG）是一类具有生理活性物质的总称，现在已发现有几十种。这类激素广泛存在于哺乳动物的各种组织中。,根据环戊烷上的取代基和不饱和键的位置的不同，分为：A、B、C、D、E、F、G、H、I等类；每类根据双键数的多少分类。,生理功能 不同结构的前列腺素，其功能也不相同： PGE、PGF有收缩平滑肌的作用； PGE、PGA是有效的血管扩张剂； PGE、PGI可抑制血小板聚集作用； 作为激素的调节物起作用。,

9、5.2.2 无脊椎动物激素的 化学本质和生理功能,1. 昆虫激素 昆虫的内激素 保幼激素 蜕皮激素 脑激素,昆虫外激素 性外激素,变色激素,2. 甲壳类动物激素,5.3 植物激素,指一些对植物生长发育及代谢有控制作用的有机化合物，又称“植物生长调节物质” 高等植物激素 植物生长素 赤霉素 细胞分裂素 脱落酸 乙烯,5.4 激素的作用机制,激素的受体（receptor） 靶细胞中能识别激素并与该激素特异结合，从而启动各种生物效应的分子。 激素和受体结合的特点： 结合有特异性； 结合有高度的亲和力； 激素与受体之间通过氢键、盐键、疏水作用等非共价键结合，是可逆的。 可饱和性 具有放大信息的效应,作

10、用机制,1. 通过环核苷酸起作用,激素（第一信使）把信息传递给靶细胞，然后再由cAMP（第二信使）把这个信息传递给细胞内某些蛋白质或酶系统，发挥它对靶细胞的调节作用。 大部分含氮类激素以这种方式起作用，如肾上腺素、胰高血糖素等。,cAMP是一系列调控分子的第二信使 以cAMP为第二信使的激素有：胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质素、甲状旁腺素、甲状腺刺激素、促滤泡激素、促黄体生成激素等，穿梭蛋白是Gs。也有一些激素通过抑制腺苷酸环化酶降低cAMP水平，抑制蛋白磷酸化起作用，如促生长素、前列腺素等，穿梭蛋白是Gi。,cGMP也是一种第二信使 cGMP在一些细胞中也作为第二信使起作用，包括肠衬细胞

11、、心脏、血管、脑、肾的集合管。cGMP携带的信息依作用组织的不同而不同，在肾和肠中，它引起离子运输及吸水潴留的改变，在心脏平滑肌中是肌肉舒张的信号，在脑中与发育过的成人功能及发育中的脑功能有关。,蛋白激酶A,调节亚基,催化亚基,酶磷酸化,2. 通过磷酸肌醇酶起作用,第一信使：激素 第二信使：二酰基甘油和肌醇三磷酸,改变一系列酶的活性,蛋白激酶,蛋白质或酶磷酸化,3. 作为合成新酶的诱导剂起作用,胰岛素受体的酪氨酸激酶活性 胰岛素受体的本身就是一个蛋白质激酶，可以把ATP的磷酸基转移给Tyr、Ser或Thr的-OH。受体有两个明显的-亚基盘曲于膜外，两个跨膜的-亚基，羧基段在胞质面，-亚基有胰岛

12、素结合位点，-亚基有酪氨酸激酶功能域。,4.通过酪氨酸激酶起作用,效应物,亲脂性信号分子通过胞内受体调节基因表达,亲水性信号分子通过膜表面受体传递信号,信 号 传 递,如蛋白质、肽类、氨基酸及其衍生物,如固醇类激素,提 要,激素是生物体内产生的，通过体液或细胞外液运送到作用部位，产生特殊激动效应（调节控制各种物质代谢或生理功能），有利于多细胞有机体统一成整体的一类微量的有机化合物。 激素按其化学本质，可分为：,生 理 功 能,肾上腺素和胰高血糖素使血糖升高； 胰岛素降低血糖；甲状腺素促进各种代谢，促进生长发育及智力发育； 内啡肽和脑啡肽起吗啡作用； 前列腺素对生殖、心血管、呼吸、消化 和神经系

13、统等都有显著影响作用。,调 节 控 制,三级调节水平体系 接受到特定的神经信息后： 下丘脑分泌促释放因子和抑制因子第一级激素； 促进或抑制垂体前叶激素第二级激素的分泌； 作用于靶器官，使靶器官分泌各种激素第三级激素。作用于最终的靶组织的细胞上，起到调节物质代谢和生理功能的效应。,作 用 机 理,通过环核苷酸起作用 通过磷酸肌醇酶起作用 作为合成新酶的诱导剂起作用 通过酪氨酸激酶起作用,练 习 题,甾体激素首先与细胞质膜表面的受体结合，然后导致腺苷酸环化酶的激活及其他一系列生化反应。 cAMP是所有激素的第二信使。 各种激素都需要通过细胞膜表面受体的结合作用才能产生生物效应。 胰高血糖素具有增高血糖含量的效应，和肾上腺素的效应相同。 甲状旁腺素的生理效应是调节钙磷的代谢，降低血钙。 激素与受体结合作用的特点是具有高度亲和力的共价键结合。,当动物胰脏的胰岛受到损坏后，胰岛素分泌显著减少，因而血糖水平降低。 环化AMP是肾上腺素和胰高血糖素的第二信使。 乙