生理学教学课件：甲状腺及钙磷代谢的内分泌

1、1甲状腺及钙磷代谢的内分泌2一、甲状腺激素合成及代谢二、甲状腺激素的生物学作用三、甲状腺功能的调节四、钙磷代谢的内分泌调节3Thyroid gland4平静相分泌相TSHT3、T4腺泡细胞（Follicle）功能：合成分泌甲状腺激素滤泡旁细胞（Parafollicular cell ，C cells)功能：分泌降钙素（calcitonin)5甲状腺激素合成及代谢种类 T4 、T3 （T4占90%以上，活性:T3T4 ）；少量 rT36原料：碘；酪氨酸；甲状腺过氧化物酶碘的来源：食物80%-90%，水10%-20%（空气 5%）正常摄入量100-200g/d（特殊人群200g/d）体内分布：甲状

2、腺90%摄入量评估：尿碘中位数（MUI）=100-200g/L7碘摄入量与甲状腺疾病关系： 低碘性甲状腺肿、高碘性甲状腺肿8甲状腺球蛋白（酪氨酸）：来源：滤泡上皮细胞合成、贮存腺泡腔酪氨酸残基20-30个用于合成甲状腺激素抗甲状腺球蛋白抗体（TgAb）与甲减关系 40 IU/ml临床甲减发生率显著增加9甲状腺过氧化物酶（TPO）：来源：滤泡上皮细胞合成作用：碘的活化、酪氨酸碘化、碘化酪氨酸缩合甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）与甲减 50 IU/ml 临床甲减发生率显著增加10合成 腺泡聚碘：来源 食物、体内含碘物脱碘再利用 机制 继发主动转运依赖钠泵 碘的活化：部位 微绒毛与腺泡腔交界处 条

3、件 甲状腺过氧化酶（TPO）催化 结果 I 碘原子、碘自由基或TPO复合物 酪氨酸碘化、碘化酪氨酸缩合： 部位 腺泡腔 条件 甲状腺过氧化酶（TPO）催化 结果 MIT、DIT缩合形成T3 T4、少量rT3 11合成步骤12贮存 甲状腺球蛋白分子 腺泡腔（细胞外）胶质形式 贮存量可供机体利用50-120天释放 胞、溶酶体（蛋白水解酶）水解 MIT、DIT 脱碘再利用 T3 、T4 进入血液循环发挥生理作用 甲状腺球蛋白（蛋白水解酶）水解甲状腺激素合成及代谢产物 13 游离 FT4 活性形式 0.025% 甲状腺素结合球蛋白（TBG） T4 67%, T3 46% 甲状腺素结合前白蛋白（TBPB

4、）T4 20%, T3 1% 白蛋白 T4 13%, T3 53%甲状腺激素合成及代谢转运T4结合T3 游离形式、与TBG结合 妊娠、雌激素、肝炎、先天TBGTT4雄激素、糖皮质激素、低蛋白血症、先天TBGTT414半衰期：T4：7天； T3：1.5天降 解：80%在外周组织脱碘；20%在肝、肾组织降解。T4Deiodinase（脱碘酶）T3rT3二碘甲腺氨酸一碘甲腺氨酸甲腺氨酸四碘甲状腺醋酸三碘甲状腺醋酸代谢应激、饥饿 、肝肾疾病 T4 rT3、T3 甲状腺素相对缺乏 T4 T3 、rT315甲状腺激素的生理功能促进生长发育的作用调节新陈代谢作用调节其他器官的功能活动16对生长发育的作用（1

5、）（出生后）促进长骨的生长：组织分化、生长与发育成熟。（2）（胎儿期及幼年）促进神经系统发育： 神经细胞、树突和轴突形成； 髓鞘和神经胶质细胞的生长； 甲状腺激素的生物学作用甲状腺激素缺乏呆小症（克汀病）神经发育骨骼发育胚胎期GH、IGF分泌减少17甲状腺激素的生物学作用2.对机体新陈代谢的作用：刺激组织细胞O2消耗和物质利用。（1）能量代谢：促进机体能量代谢。 特点：T4 24-48h后出现产热（作用延迟）。 1 mg T4产热4200kJ，提高基础代谢率BMR28%； T3 18-36h后出现产热，比T4强3-5倍 机制：Na，K-ATP酶表达增强； 促进解偶联蛋白表达增强； 促进脂肪酸氧

6、化：脂肪酸氧化产热 。 意义：BMR变化可推测甲状腺功能状态18T3 T4与受体结合mRNA 诱导Na ，K - ATP酶ATP ADP 耗O2 产热量 基础代谢率 甲状腺激素增加产热的机制 促Na-K交换 线粒体生物氧化19（2） 对物质代谢的作用： 蛋白质代谢：生理 T 3 T4蛋白质合成；甲低黏蛋白 黏液水肿 大量 T3 T4 蛋白质分解；甲亢消瘦、肌无力、骨质疏松 糖代谢： 促进肠吸收糖、糖原分解及抑制糖原合成 加强外周组织对糖的利用 脂代谢：促进脂肪分解氧化 促进儿茶酚胺、胰高血糖素的脂解作用 促胆固醇合成 促胆固醇分解血糖水平不变 血胆固醇正常减少脂肪储存甲状腺激素的生物学作用甲亢

7、血脂低甲低血脂高20 3. 对其他系统功能的影响（1）神经系统 中枢神经系统： T3、T4提高中枢神经系统兴奋性。 交感神经系统活动亢进（对儿茶酚胺允许作用） 甲亢：喜怒无常易冲动, 烦躁不安, etc 甲低：淡漠无情记忆力减退,兴奋性降低,冷漠, etc 影响学习记忆过程：甲低。 外周神经系统：牵张反射反应时间缩短甲状腺激素的生物学作用21（2）心血管系统 (heart rate, force of contraction) 直接作用于心肌，正性变力、变时的作用。 增加心肌膜上-肾上腺素能受体数量和亲和力； 促进心肌细胞肌质网释放Ca2+； 激活与心肌收缩有关的蛋白质等。（3）其他系统（ga

8、strointestinal system, reproductive system) 促进生殖系统发育；影响月经周期等； 促进消化系统活动（促进消化腺分泌、肠黏膜吸收、肠运动）； 加强和调制其他激素的作用（肾上腺素、胰高血糖素、皮质醇）。 甲状腺激素的生物学作用22甲状腺激素的生物学作用机制1基因效应、缓慢部位：细胞核效应：与核受体结合，靶基因转录，蛋白表达，产生效应机制2非基因效应、快速部位：胞膜、线粒体、核糖体效应：刺激葡萄糖、氨基酸跨膜转运、降低垂体脱碘酶的活性Thyroid hormone response element, TRE，（甲状腺激素反应元件）4.作用机制：与核受体结合调

9、节基因转录和细胞活动作用强度T3T4: 核受体亲和力强20倍、直接引起基因转录改变23 甲状腺激素分泌调节 1.下丘脑-腺垂体-甲状腺轴调节2.甲状腺自我调节3.免疫系统调节4.甲状腺功能障碍24 下丘脑-腺垂体-甲状腺轴TSH 脉冲式分泌2-4h；昼低夜高短期： T3 T4释放、合成长期：甲状腺腺细胞增生25（1） 碘摄入60g/d碘捕获甲状腺球蛋白合成 （2）长期缺碘20g/d 甲低腺体代偿性增生。碘阻断效应（Wolff-Chaikoff effect) 血碘 T3、T4合成 血碘 T3、T4合成及释放 血碘 T3、T4合成 机制：TPO 活性（-）、H2O2生成临床应用：术前准备；甲亢危

10、象。碘摄入不足：自我调节（Self-regulation）调节靶点：碘摄取量；甲状腺激素合成量26免疫系统调节（Immune system）白介素、干扰素抑制甲状腺球蛋白和过氧化酶表达；胸腺素调节T3、T4的合成和分泌；IL-1等促进甲状腺细胞生长；干扰素抑制TSH对甲状腺细胞的促生长作用。B淋巴细胞产生TSH受体抗体:TSH-R刺激性抗体-TSAb（自身免疫性甲亢） TSH-R阻断性抗体-TRAb（萎缩性甲状腺炎） TSH效应（-）（+）27甲状腺TSH+TRAb/TSAb（R-G-AC-cAMP）腺体细胞增生T4,T3 甲 亢下丘脑TRH垂体TSH甲状腺TSH+TSHRT4,T3正常生理功

11、能28TSHT3、 T4 应激刺激 寒 冷神经系统GHIH TRH交感神经副交感神经去甲肾上腺素下丘脑腺垂体甲状腺 雌激素生长激素、皮质激素29甲状腺疾病甲状腺肿：良性，甲状腺上皮细胞增生，不伴有临床甲状腺功能异常碘缺乏病甲状腺功能亢进：甲状腺激素产生过多而引起的甲状腺毒症（神经、循环、消化兴奋性增高和代谢亢进）弥漫性毒性甲状腺肿（Graves病）甲状腺功能减退：低甲状腺素血症或甲状腺激素抵抗而引起的全身低代谢综合征桥本甲状腺炎、萎缩性甲状腺炎等。30甲状腺功能减退呆小症（childhood）黏液性水肿（adult）治疗：甲状腺激素替代治疗甲状腺功能亢进(Graves disease)自身免疫

12、性疾病治疗: 甲基硫氧嘧啶、他巴唑（抑制TPO活性）甲状腺功能障碍（Thyroid dysfunction）31调节钙、磷代谢的激素1.甲状旁腺激素 2.降钙素 3.1,25-（OH）2维生素D3 32甲状旁腺激素（PTH）84肽分泌细胞：甲状旁腺主细胞； 靶器官：肾 、骨1.生物学作用 （1）肾：促进远球小管重吸收钙尿钙、血钙； 抑制近球小管重吸收磷血磷。抑制Na+-H+交换HCO3重吸收Cl-重吸收甲状旁腺功能亢进高氯性酸血症（2）骨：促进骨钙入血，升高血钙浓度： 快速效应(数分钟内)：提高骨细胞膜对Ca2+通透性；骨细胞膜上钙泵活动增强； 延缓效应(12-14h后)：破骨细胞生成、活动增

13、强骨组织溶解骨钙磷入血（3）小肠：PTH激活肾1-羟化酶1,25（OH）2-D3生成促肠钙、磷吸收。33PTH作用机制激活信号通路1受体G蛋白ACcAMPPKAPTH生物效应激活信号通路2受体G蛋白PLCDAG IP3 PKC Ca2+34 PTH 分泌调节1.血钙浓度直接作用（负反馈调节）调定点-血清Ca2+ 90mg/L 低血钙：促甲状旁腺释放PTH，久之腺体增生。 高血钙：抑甲状旁腺释放PTH，久之腺体萎缩。 机制：血钙IP3+DAG-PKC细胞内钙PTH分泌2. 其他 血磷 血钙 PTH释放； 血镁 PTH分泌； 儿茶酚胺 促进 PTH分泌； 1,25-(OH) 2 -VD3 PTH合

14、成（负反馈）351,25-（OH）2维生素D3合成过程: 7-脱氢胆固醇 VD3 25-OH-VD3 1,25-(OH) 2 -VD3紫外线肝 25-羟化酶肾 1a-羟化酶 PTH361. 升高血钙: 靶器官小肠小肠上皮细胞： 肠腔-细胞内：生成 钙调蛋白-肌球蛋白1复合物，促钙纹状缘转运； 胞质内：生成 钙结合蛋白，与胞质内钙结合，胞质内转运； 胞质-胞外：基底侧膜钙泵活性增强，钙逆电化学梯度移出细胞。破骨细胞：低钙时增强破骨细胞溶骨作用，骨钙入血增加；肾小管：促进肾小管重吸收钙。1,25-(OH)2维生素D3作用371,25-(OH)2维生素D3作用2.成骨作用：刺激成骨细胞活动，促进骨钙

15、沉积和骨形成。 1,25-(OH) 2 -VD3缺乏可导致佝偻病。 3.增加血磷：促进肠吸收磷； 促进肾小管重吸收磷。381,25-(OH)2维生素D3生成调节1.低血钙 使肾1-羟化酶活性占优势，1,25- (OH)2维生素D3增加（24-羟化酶活性降低） 低血磷 1-羟化酶活性 1, 25-(OH)2维生素D3生成。2. PTH 1-羟化酶 1, 25-(OH)2维生素D3 24-羟化酶3.其他激素 PRL、GH 糖皮质激素 1,25-二羟维生素D3生成(+)(-)39降钙素（CT）32肽来源：CT甲状腺C细胞（滤泡旁细胞）生物学作用：降低血钙、血磷浓度 1.骨： （15分钟内）破骨细胞活动抑制，溶骨减弱， 钙、磷释放减少。 （1小时后）成骨细胞活动增强，增强成骨过程，钙、磷沉积增加。 2.肾： 抑制肾小管对钙、磷、镁、钠、氯离子等的重吸收，尿排泄增加。分泌调节： 血钙浓度 CT 进食胃肠激素（促胃液素、胰高血糖素）分泌 CT+40 激 素 作 用 甲状旁腺激素 血钙、血磷 降钙素 血钙、血磷 1,25-(OH)2维生素D3 血钙、血磷调节钙、磷代谢的激素作用比较41调节钙、磷代谢激素对骨质疏松的治疗1,25-(OH)2