普通生物学-12内分泌系统与体液调节的课件

1、Chapter 12 内分泌系统与体液调节The Endocrine System: An Overview内分泌学Endocrinology 研究激素（荷尔蒙,hormones）和内分泌腺体endocrine glands的学科内分泌系统：是由分散在体内的一些无管腺ductless glands和分泌细胞组成的分泌信息分子激素是由内分泌腺或具有内分泌机能的细胞产生的，对机体代谢和生理机能发挥高效调节作用的化学信使分子内分泌细胞是一些特殊分化的，对内外环境条件变化敏感的感应细胞，当他们感应到内外环境变化的刺激时，就合成并释放某种激素The Endocrine System: An Overvi

2、ew激素作为化学信使，不经导管进入循环系统，将条件信息带到特定的效应细胞，引起某种效应直接接受激素调节的效应细胞，称为该激素的靶细胞target cells有别于其他一些腺体通过管道将某些物质分泌到体外，这类分泌称为内分泌endicrine因为激素是通过体液传送到靶细胞发挥作用的，所以将激素调节称为体液调节腺体类别举例导管分泌物输送方式内分泌腺垂体、甲状腺无导管直接进入腺体内的毛细血管外分泌腺皮脂腺、汗腺、唾液腺有导管通过导管排出The Endocrine System: An Overview体液调节在神经系统的统一控制下，全面系统协调地调节着物质及能量代谢，从而协调生物的各项生理机能神经既

3、可控制内分泌系统的分泌，又可以直接分泌激素，而某些激素也可以作用于神经系统，如甲状腺素可促进大脑发育Hormones Characteristics激素的种类较多而作用数量极微（多数为毫微克甚至微微克水平）它既非机体的能量来源又非组成机体的结构物质可以引起一种以上的反应通过传递信息，在协调新陈代谢、生长发育等生理过程方面充当了重要的角色，称为“第一信使first messenger”级联放大调节代谢途径调节基因的表达改变细胞骨架Classes of hormones激素按其化学本质可分为含氮类激素（由氨基酸、肽、蛋白衍生而成）和类固醇类激素两大类含氮类激素Amino acid-based ho

4、rmones蛋白类多肽类氨基酸衍生物类类固醇激素Steroid hormonesClasses of hormones激素就其生理功能来说可分为三大类：一类是调控机体新陈代谢和维持内环境相对稳定的，如胰岛素、甲状旁腺激素等一类是促进细胞增殖分化，控制机体生长发育和生殖机能，并影响其衰老过程的，如生长激素、性激素等还有一类与神经系统密切配合，增强机体对环境的适应，如肾上腺皮质激素和垂体激素等Classes of Receptors激素通过受体对靶器官和靶细胞发挥作用，含氮类激素受体在靶细胞膜上，类固醇激素受体在靶细胞内 Endocrine or telecrine激素的传递方式主要有三种：大多数

5、激素分泌后直接进入血液，随血液循环到达靶细胞，靶细胞上有具特殊立体构型的物质（激素受体）与相应的激素结合，并识别激素所携带的信息，把它转化为细胞内一系列复杂的化学反应，从而产生特定的生理效应。这种方式的激素要随血流到达靶细胞，所以叫“远距分泌”Paracrine有些激素分泌出来以后通过细胞间隙液就近扩散，作用于邻近细胞（如某些消化道激素），这种方式叫“旁分泌”Neurocrine还有一些激素是由神经细胞（如下丘脑）分泌的，叫“神经激素”，沿轴突借轴浆流动而到达靶细胞，这种方式叫“神经分泌”The mechanism of hormones含氮类激素的作用机制类固醇激素作用机制Second me

6、ssenger hypothesis and G ProteinG蛋白（G protein）：细胞内信号传导途径中起着重要作用的GTP结合蛋白，由，三个不同亚基组成激素与激素受体结合诱导GTP跟G蛋白结合的GDP进行交换，激活位于信号传导途径中下游的腺苷酸环化酶G蛋白将细胞外的第一信使如肾上腺皮质激素和细胞内的腺苷酸环化酶催化产生的第二信使cAMP联系起来Second messenger hypothesis and G ProteinSteroid HormonesControl of Hormones Secretion激素分泌受到三方面的调控体液水平Humoral 内分泌控制机制最简单的

7、方式荷尔蒙的分泌直接受到血液中离子变化和营养水平的控制神经水平Neural 肾上腺髓质中的交感神经纤维刺激细胞促进肾上腺素和去甲肾上腺素的释放激素水平Hormonal 受到其他腺体的刺激一些激素作为信号控制其他激素的分泌激素的释放受到正反馈和负反馈的调控负反馈：绝大多数的激素血液中激素的浓度低于最小值时，激素分泌增加血液中激素的浓度 超过最大值时，激素分泌下降正反馈：分娩时催产素的释放Copyright 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin CummingsControl of Hormones Release: Three

8、MechanismsFigure 25.2a-c中枢神经系统副交感神经纤维儿茶酚胺甲状旁腺甲状旁腺激素下丘脑腺垂体甲状腺肾上腺皮质性腺The Endocrine System松果体下丘脑垂体甲状腺甲状旁腺胸腺肾上腺胰腺（胰岛）卵巢睾丸性腺Hypophysis垂体在内分泌系统中占有重要位置，是脊椎动物的主要内分泌腺，所产生的激素不但与身体骨骼和软组织的生长有关，且可影响其它内分泌腺（甲状腺、肾上腺、性腺）的活动垂体借漏斗连于下丘脑，呈椭圆形，位于颅中窝、蝶骨体上面的垂体窝内，外包坚韧的硬脑膜成人垂体大小约为11.50.5厘米，重约0.5-0.6克，妇女妊娠期可稍大垂体释放9种多肽或蛋白类激素9种

9、激素均和靶细胞膜上的受体结合，使用cAMP作为第二信使Hypophysis根据发生和结构特点，垂体可分为腺垂体和神经垂体两大部分位于前方的腺垂体来自胚胎口凹顶的上皮组织，腺垂体包括远侧部、结节部和中间部位于后方的神经垂体较小，由第三脑室底向下突出形成。神经垂体由神经部和漏斗部组成The Pituitary Gland腺垂体结节部中间部远侧部（垂体前叶）下丘脑及第三脑室神经垂体正中隆起漏斗柄神经部（垂体后叶）垂体窝严格说，垂体后叶是由神经部和中间部构成Hormones of the neurohypophysis神经垂体属于脑的一部分释放两种激素抗利尿激素，又称血管升压素Antidiuretic

10、 hormone (ADH)，促进水在肾集合管的重吸收，减少尿量，可以引起微动脉的平滑肌收缩，升高血压。催产素Oxytocin，刺激子宫平滑肌收缩。 均为八肽视上核合成抗利尿激素视旁核合成催产速下丘脑Hormones of the adenohypophysis促甲状腺激素Thyroid stimulating hormone (TSH)促进甲状腺激素的生成和释放甲状腺激素释放激素Thyrotropin releasing hormone (TRH)刺激 TSH的分泌促肾上腺皮质激素Adrenocorticotropic hormone (ACTH)促进肾上腺皮质激素的生成和释放促肾上腺皮质激

11、素释放激素Corticotrophin releasing hormone促进ACTH的释放腺垂体的作用比较广泛，主要产生七种激素Hormones of the adenohypophysis卵泡刺激素Follicle stimulating hormone (FSH)刺激卵泡的发育成熟和雌激素的分泌（女性）增加精子生成（男性）黄体生成素Luteinizing hormone (LH)促进排卵及孕酮的产生（女性）促进雄激素的生成（男性）促性腺激素释放激素Gonadotropin releasing hormone (GNRH) 刺激 FSH 和 LH的分泌释放前四种激素作用于其他的内分泌腺，产

12、生广泛的影响，这四种激素又叫作促激素 trophic hormone卵泡刺激素和黄体生成素又称为促性腺激素gonadotropin这些促激素对它们作用的靶腺体的形态发育和维持正常机能所必须。但是促激素过多会引起靶腺体机能亢进，引起靶腺体形态上的肥大。Hormones of the adenohypophysis催乳素Prolactin (PH)促进乳腺的生长和增加乳蛋白的合成生长激素Growth hormone (GH)可以作用于全部的组织，刺激RNA合成，蛋白质合成和组织的生长，增加糖原和氨基酸转运入细胞，增加脂解作用和抗体形成促进：生长激素释放激素Growth-hormone releas

13、ing hormone (GH-RH)抑止：生长激素释放抑止激素Growth-hormone inhibiting hormone (GH-IH)Growth hormone生长激素为单链蛋白，人类的生长激素为191个氨基酸组成生产激素有种的差异，除灵长类的生长激素外，其他脊椎动物的生长激素对人类不起作用生长激素可以和甲状腺激素协同作用，促进生长。它的一个很重要的作用是促进软骨的形成与钙化切除垂体后软骨生长停止，长骨的骺板萎缩，注射生长激素可以使软骨生长，长骨骺板变宽幼年时缺乏生长激素将患侏儒症，分泌过多则患巨人症侏儒症患者身材矮小，胆智力发育正常，与呆小症患者智力低下不同Dwarfism a

14、nd GigantismDwarfismGigantismAcromegaly成年人如果生长激素分泌过多，由于长骨骨骺已经钙化不能再生长，只能使软骨成分较多的下颚骨、手足肢端骨等生长异常，形成肢端肥大症Hormones of the adenohypophysis黑色细胞刺激素Melanocyte stimulating hormone (MSH)作用于上皮细胞，增加黑色素的合成，增机黑色素的扩散（皮肤变黑）下丘脑HypothalamusHypothalamus下丘脑能通过下述三种途径对内分泌系统进行调节：由下丘脑核发出的下行传导束到达脑干和脊髓的植物性神经中枢，再通过交感神经输出调节肾上腺髓

15、质激素的释放活动下丘脑的视上核和室旁核发出的纤维构成下丘脑垂体束到达神经垂体，两核分泌的加压素（抗利尿激素）和催产素沿着此束流到神经垂体内贮存，在神经调节下释放入血液循环下丘脑分泌多种多肽类神经激素对腺垂体的分泌起特异性刺激作用或抑制作用，称为释放激素或抑制释放激素Three Methods of Hypothalamic Control over the Endocrine SystemHypothalamus下丘脑合成释放下丘脑促垂体激素hypophysiotropic hormones:促甲状腺素释放激素Thyrotropin-releasing hormone (TRH)促肾上腺皮质激

16、素释放激素Corticotropin-releasing hormone (CRH)促性腺激素释放激素Gonadotropin-releasing hormone (GnRH)生长激素释放激素Growth hormone-releasing hormone (GHRH)生长激素释放抑制激素Growth hormone-inhibiting hormone (GHIH)催乳素释放抑制激素Prolactin-inhibitn hormone (PIH)黑色细胞刺激素释放激素Melanocyte- inhibitn hormone (MIH) 下丘脑与垂体的机能联系1940s，J.W.Harris,

17、 下丘脑调节腺垂体的神经-体液学说各种外界刺激引起的传入冲动作用于下丘脑的神经分泌细胞。这些神经元的末梢终止于正中隆起的下丘脑-垂体门脉的初级毛细血管网。当下丘脑神经分泌细胞兴奋时，末梢释放的调节腺垂体的体液传递因子进入毛细血管，由血流运到腺垂体去促进或抑止相应的激素分泌这一学说第一次有根据地将神经和内分泌两个调节系统机能统一起来The Hypothalamic-Hypophyseal Portal System分泌细胞视上核视旁核下丘脑视交叉动脉静脉Feedback regulation下丘脑的神经分泌细胞分泌多种下丘脑调节性多肽，调节控制腺垂体的激素分泌腺垂体分泌的促激素又调节控制有关靶腺

18、体的激素分泌下丘脑-腺垂体-靶腺体形成了一个神经内分泌系统在这个系统中，不仅有从下丘脑到腺垂体再到靶腺体的从上而下的垂直控制，还有从靶腺体到腺垂体、下丘脑的反馈控制Feedback control of Endocrine SecretionFeedback control of Endocrine SecretionThe Thyroid Gland甲状腺分左右两叶，中间相连（称峡部），呈“H”形，约2030克甲状腺位于喉下部气管上部的前侧，吞咽时可随喉部上下移动甲状腺的基本构成单位是腺泡，对碘有很强的聚集作用，虽然通常腺体中的碘含量比血液中的含量高2550倍，但每日饮食摄入的碘仍有13进入

19、甲状腺，全身含碘量的90都集中在甲状腺甲状腺激素是甲状腺分泌的激素The Thyroid GlandThe Thyroid GlandThyroid hormoneTriiodo-thyronine (T3)iodine甲状腺素三碘甲腺原氨酸Thyroid hormone甲状腺激素的生理功能主要为：促进新陈代谢，使绝大多数组织如肝、肾、心脏、骨骼肌等耗氧量加大，并增加产热促进生长发育，对长骨、脑和生殖器官的发育生长至关重要在哺乳类，正常的甲状腺是正常发育的先决条件，婴儿期（1岁左右）缺乏甲状腺激素则会患呆小症促进骨骼成熟是甲状腺激素的重要作用，先天性新生儿甲状腺机能低下会使生长受到阻碍，长骨仍

20、保留婴儿型提高中枢神经系统的兴奋性此外，还有加强和调控其它激素的作用及加快心率、加强心缩力和加大心输出量等作用缺碘引起的地方性甲状腺肿Cretinism呆小症又称“克汀病”。是一种先天甲状腺发育不全或功能低下造成幼儿发育障碍的代谢性疾病主要表现为生长发育过程明显受到阻滞，特别是骨骼系统和神经系统。如身体矮小，罐腹，表情淡漠，精神呆滞，动作迟缓，智力低下，体温偏低，毛发稀少，面部浮肿等一系列甲状腺功能低下的一般症状Hyperthyroidism甲亢是甲状腺机能亢进症的简称,是指由多种原因导致甲状腺分泌的甲状腺激素过多而引起的一种疾病。多见于女性。甲状腺激素过多可以引起一系列的临床表现,如食欲亢进

21、、体重减轻、疲乏、多汗、怕热、精神紧张、情绪易激动、易怒、多虑、心悸、失眠、双手颤抖、粗脖、突眼等症状。The Parathyroid Gland甲状旁腺是人体内最小的腺体之一，为扁卵圆形小体，长约3-8毫米、宽2-5毫米、厚0.5-2毫米，位于甲状腺侧叶的后面，有时藏于甲状腺实质内。一般分为上下两对，每个重约35-50毫克 The Parathyroid Gland甲状旁腺主要分泌甲状旁腺激素Parathyroid hormone PTH甲状旁腺素主要功能是影响体内质钙与磷的代谢，动员骨钙入血，使血液中钙离子浓度增高，同时还作用于肠及肾小管，促进小肠从食物中吸收钙以及肾小管对钙离子的重吸收，

22、减少磷酸根在肾小管的重吸收，结果使血钙水平上升，血磷含量下降若甲状旁腺分泌功能低下，血钙浓度降低，出现手足抽搐症；如果功能亢进，则引起骨质过度吸收，容易发生骨折。甲状旁腺功能失调会引起血中钙与磷的比例失常The parafollicular or C cells 甲状腺的滤泡旁细胞（C细胞）分泌一种降钙素calcitonin高浓度的血钙引起C细胞释放降钙素，降钙素直接抑止骨质溶解，还抑止肾小管对钙、磷、钠、氯的重吸收，降低血钙的水平降钙素与甲状旁腺激素的作用相反，但降钙素的作用更迅速，而且占优势C cellsCopyright 2005 Pearson Education, Inc., pub

23、lishing as Benjamin CummingsThe pancreatic islets 胰腺中有两类组织，一类是腺泡组织，分泌消化酶，另一类是胰岛组织胰岛细胞中的alpha细胞分泌胰高血糖素glucagon胰岛细胞中的beta细胞分泌胰岛素insulinInsulin胰岛素由A、B两个肽链组成。人胰岛素A链有11种21个氨基酸，B链有15种30个氨基酸，共16种51个氨基酸组成胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素Insulin调节糖代谢胰岛素能促进全身组织对葡萄糖的摄取和利用，并抑制糖原的分解和糖原异生，因此，胰岛素有降低血糖的作用胰岛素分泌过多时，血糖下降迅速，脑组织受影响最大，可出

24、现惊厥、昏迷，甚至引起胰岛素休克相反，胰岛素分泌不足或胰岛素受体缺乏常导致血糖升高；若超过肾糖阈，则糖从尿中排出，引起糖尿Diabetes糖尿病是由于遗传和环境因素相互作用，引起胰岛素绝对或相对分泌不足以及靶组织细胞对胰岛素敏感性降低，引起蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征，其中高血糖为主要标志公元前400年，我国最早的医书黄帝内经素问及灵枢中就记载过“消渴症”这一病名。汉代名医张仲景金匮的消渴篇对“三多”症状已有记载。唐朝初年，我国著名医家甄立言首先指出，消渴症患者的尿液是甜的DiabetesI型糖尿病：以往称为胰岛素依赖型糖尿病，约占糖尿病病人总数的10%，常发生于儿童和青少年

25、，但也可发生于任何年龄，甚至80-90岁时也可患病。病因是由于胰岛B细胞受到细胞介导的自身免疫性破坏，自身不能合成和分泌胰岛素。需要每天注射胰岛素。遗传。II型糖尿病：以往称为非胰岛素依赖型糖尿病，约占糖尿病病人总数的90%，常见于成人，beta细胞的分泌活动下降，或机体组织对胰岛素的敏感性降低。II型糖尿病病人中约60%是体重超重或肥胖。长期的过量饮食，摄取高热量，体重逐渐增加，以至肥胖，肥胖后导致胰岛素抵抗，血糖升高。有明显家族遗传性。1999 年 WHO 推荐的糖尿病诊断标准： 1 、有糖尿病的症状，任何时间的静脉血浆葡萄糖浓度 11.1 mmol/L （ 200mg/dl ）2 、空腹

26、静脉血浆葡萄糖浓度 7.0 mmol/L （ 126mg/dl ）3 、糖耐量试验（ OGTT ）口服 75g 葡萄糖后 2 小时静脉血浆葡萄糖浓度 11.1 mmol/L 以上三项标准中，只要有一项达到标准，并在随后的一天再选择上述三项中的任一项重复检查也符合标准者，即可确诊为糖尿病Glucagon高血糖素是由29个氨基酸组成的直链多肽主要作用和胰岛素相反，可促进肝糖原的分解，使血糖升高，作用强烈还促使脂肪分解，增加心肌收缩力血糖水平下降和胰岛素分泌的增加都直接作用胰岛alpha细胞，引起高血糖素的分泌血糖水平上升和胰岛素分泌降低，则高血糖素分泌减少The Adrenal Hormones哺乳动物的肾上腺位于两侧肾脏上端，外形呈三角形腺体分皮