生理学教学课件：内分泌总论

1、1Principles of Endocrine system1Department of Physiology，PUMC2Main contentPart . Endocrine and Endocrine systemPart . HormonesDepartment of Physiology，PUMC23Part Endocrine and Endocrine system1. Endocrine gland and cells2. Endocrine systemDepartment of Physiology，PUMC341. Endocrine gland and cells D

2、epartment of Physiology，PUMC4 Endocrine Exocrine5Department of Physiology，PUMC5 腺体类别举 例导 管分泌物输送方式分泌的物质 内分泌腺垂 体甲状腺肾上腺无导管直接进入腺体内的毛细血管激 素 外分泌腺汗 腺唾液腺乳 腺 有导管通过导管排出酶、水分、电解质、乳汁（蛋白质、脂肪、糖）内分泌腺和外分泌腺的区别6Pancreas: both endocrine and exocrineDepartment of Physiology，PUMC61. Endocrine gland and cell71. Pineal gla

3、nd; 2. Hypothalamus;3. Pituitary gland;4. Thyroid and parathyroid;5. Thymus; 6. Adrenal gland; 7. Pancreas; 8. Ovary or Testis.Department of Physiology，PUMC72. Endocrine system8Department of Physiology，PUMC8Hypothalamus and pituitaryThyroid and parathyroidAdrenal gland(Medulla and cortex)Pancreas(is

4、let)OvaryTestisHeartDigestive tractKidneyClassical GlandsNon-Classical Organs9Department of Physiology，PUMC910Department of Physiology，PUMC1011Department of Physiology，PUMC11维持内环境的稳态：ADH、甲状腺激素、醛固酮等；调节新陈代谢：甲状腺激素、生长激素、糖皮质激素等；促进生长发育：甲状腺激素、生长激素、胰岛素等；调控生殖系统发育和活动：性激素。Function of endocrine system12Departme

5、nt of Physiology，PUMC12内分泌系统的作用方式:(1) 直接调节;(2) 自我调节;(3)与其他系统交叉调节。2. Endocrine system13Department of Physiology，PUMC13(1)直接调节 14Long-loop or short-loop feedbackDepartment of Physiology，PUMC14(2) 自我调节15(3)与其他系统交叉调节: 神经-内分泌-免疫网络（Neuroendocrine-immune network）相互交联相互补充协调配合Department of Physiology，PUMC15意

6、义：维护内环境稳定，保障生命活动的运行。16Neuroendocrine-immune networkDepartment of Physiology，PUMC16神经、内分泌及免疫系统作用的比较Nervous systemEndocrine systemImmune system参与的细胞中枢及外周神经细胞内分泌腺及内分泌细胞淋巴细胞，单核细胞，吞噬细胞 传递信息神经冲动激素分子淋巴因子作用方式反射弧激素与靶细胞受体结合体液免疫细胞免疫生物效应激活或调节靶细胞的功能调节细胞代谢的速度与强度识别及移除异体抗原作用的速度毫秒分天快速缓慢17神经-内分泌-免疫相互作用分类A: 神经-内分泌系统相互

7、作用（neuro-endocrine interaction）;B: 神经-免疫系统相互作用（neuro-immune interaction）;C: 内分泌-免疫系统相互作用（endocrine-immune interaction）。Department of Physiology，PUMC1718A: Neuro-endocrine interactionDepartment of Physiology，PUMC18神经-内分泌：自主神经支配内分泌腺，调节其分泌功能；内分泌-神经：激素调节神经发育和功能（行为、情绪、欲望）19A: Neuro-endocrine interactionD

8、epartment of Physiology，PUMC19 抗抑郁 升高体温 促觉醒 TRH （促甲状腺激素释放激素）20B: Neuro-immune interactionDepartment of Physiology，PUMC2021B: Neuro-immune interactionDepartment of Physiology，PUMC2122具有免疫调节作用的激素：Department of Physiology，PUMC22免疫抑制激素:Somatostain（生长抑素）;ACTH;Glucocorticoid;Sex hormones;Prostaglandin（前列腺

9、素）免疫增强激素:Growth hormone（生长激素）;Oxytocin（催产素）;Prolactin（催乳素）;Thyroxine（甲状腺素）;TRH（甲状腺激素释放激素）； TSH（促甲状腺素）C: endocrine-immune interaction23C: endocrine-immune interactionDepartment of Physiology，PUMC23炎症后12-36小时：TSH抑制甲状腺释放T3，T4 代谢，能量保存炎症后36-72小时：TSH抑制，免疫细胞甲状腺释放T3，T4代谢活性恢复24Complexity of Endocrine System一

10、种腺体分泌多种激素。垂体前叶分泌：（1）TSH（2）ACTH（3）FSH, LH（4）GH（5）PRL（6）Endorphins（内啡肽）Department of Physiology，PUMC2425多个腺体分泌同一种激素。下丘脑、胰腺均可分泌生长抑素（somatostatin）Department of Physiology，PUMC25Complexity of Endocrine System26一种激素有多个靶细胞，诱导产生一种以上类型的效应。血管加压素（vasopressin,VP, arginine vasopressin, AVP, 抗利尿激素ADH）的靶细胞有肾内（肾集合管

11、细胞，作用于胞膜水孔蛋白AQP2）和肾外（腺垂体、肝脏、血管平滑肌细胞），产生复杂的生物效应。Department of Physiology，PUMC26Complexity of Endocrine System27Complexity of Endocrine System一种靶细胞可接受多种激素的调节，使其功能满足机体需要。Department of Physiology，PUMC2728同样的化合物既可能是激素，又可能是递质，取决于它的来源和到达靶细胞的方式。 去甲肾上腺素（Norepinephrine）既是肾上腺素能神经末梢释放的递质，又是肾上腺髓质分泌的激素。Department

12、 of Physiology，PUMC28Complexity of Endocrine System291. 摘除公鸡的睾丸2. 摘除母鸡卵巢 注射或口服睾丸酮或 在其体内植入公鸡的睾丸植入母鸡的卵巢 1849年，德国医生Berthold发表了“睾丸的移植”一文。结 论：小鸡阉割后雄冠萎缩；睾丸自体移植后可纠正之。“内分泌”及“激素”的发现实验过程30Department of Physiology，PUMC30 1905年英国科学家Bayliss和Starling提出“内分泌”和“激素”的概念。实验依据：(1)盐酸刺激去神经支配的小肠，可引起胰液分泌；静脉注射盐酸则没有胰液分泌；(2)静脉

13、注射小肠黏膜粗提物，可引起胰液大量分泌。结 论：除神经系统外，机体还存在一种“化学信使”，经血液循环运输，调节远处的靶器官功能的新方式，即“体液性化学调节”。 “内分泌”及“激素”的发现实验过程311935年， Robert James Graves,描述了Graves disease 甲状腺肿大伴眼球突出症）。Department of Physiology，PUMC31Graves disease（格雷夫氏病）突眼性甲状腺肿Robert James Grave History and key discoveries of endocrinology 32Classic hyperpigme

14、ntation （着色过度）as seen in Addisons disease1849年，Thomas Addison 首先描述了 Addisons disease. Addisons disease（肾上腺皮质激素缺乏）。Department of Physiology，PUMC32History and key discoveries of endocrinology33Frederick Sanger1889, Joseph von Mering 和 Oskar Minkowski 发现，手术切除胰腺后导致血糖升高、昏迷和死亡；1922, Banting 和 Best发现，将胰腺组织

15、匀浆注射给去胰腺的动物则可治疗糖尿病；1953年Frederick Sanger 测定了胰岛素insulin的序列。Department of Physiology，PUMC33History and key discoveries of endocrinology 34Acetylcholine Norepinephrine1921年，Otto Loewi 发现神经激素乙酰胆碱和去甲肾上腺素（这一发现使其获得 Nobel Prize ）Department of Physiology，PUMC34History and key discoveries of endocrinology 35神

16、经内分泌（Neuroendocrine）1928年, Ernst Scharrer及其博士研究生 （慕尼黑大学）发现，硬骨鱼下丘脑的神经细胞具有内分泌细胞的特点，提出“神经内分泌”的概念。1977年，Besedovsky提出了 “神经-内分泌-免疫网络的概念（neuroendocrine-immune network）”Department of Physiology，PUMC35History and key discoveries of endocrinology 361962年, Earl Sutherland 研究 norepinephrine对肝糖原的分解作用 ，发现了cAMP，提出

17、了第二信使通路（ second-messenger-mediated pathways）的概念。因此，获得诺贝尔奖。Department of Physiology，PUMC36History and key discoveries of endocrinology 37Department of Physiology，PUMC3738Department of Physiology，PUMC38Main contentPart Endocrine and Endocrine systemPart Hormones39Part Hormones1. 激素的概念2. 激素的分类3. 激素信号通讯

18、方式4. 激素间的相互作用 5. 激素的作用机制6. 激素分泌的调节Department of Physiology，PUMC3940Department of Physiology，PUMC40激素 （Hormone）的概念经典定义：机体特殊腺体分泌的高效能化学物质，不经由导管而直接入血液，被运送至远距离组织或器官，发挥其对靶器官和靶组织功能的调节作用。扩大的定义：激素是细胞与细胞之间的化学信息。（包括：腺体分泌的经典激素、神经激素、神经递质、神经肽、细胞因子、生长因子）。现代的定义：由内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效能的生物活性物质，以体液为媒介，在细胞与细胞之间传递信息，从而发挥其

19、调节作用。41Department of Physiology，PUMC41 来源 作用 化学结构 胺类 含氮类 多肽/蛋白类 脂类 类固醇类（甾体激素） 脂肪酸衍生物（前列腺素）激素的分类42Department of Physiology，PUMC42Classification1. 激素合成及释放的过程;2. 激素信息转递的类型;3. 激素消除的方式及半衰期;4. 激素产生效应的作用机制。激素的化合物类型决定了其以下特征:43Department of Physiology，PUMC43 化学性质 氨基酸衍生物 多 肽 类固醇类 蛋白类 脂肪酸衍生物合 成 氨基酸 遵循蛋白质合 胆固醇、

20、膜磷脂 胞内酶系加工 成一般规律 胞内酶系加工储 存 胞内颗粒 胞内囊泡 很少储存 调节环节 分泌过程 分泌过程 合成过程 合成过程 胺 类 多肽、蛋白类 脂 类44Department of Physiology，PUMC44运 输 水溶性强 水溶性强 脂溶性强 游离形式多 游离形式多 95%需运载蛋白受 体 胞膜受体 胞膜受体 胞内受体 胞内受体 胞膜受体 （甲状腺素） （前列腺素）半衰期 2 3 min 多肽440 min 4 120 min 甲状腺素 7d 蛋白15 170 min 代 谢 激素的消除主要由于血液稀释、组织摄取、经肝肾 处理和从排泄器官排出 胺 类 多肽和蛋白类 脂 类

21、45Department of Physiology，PUMC45The synthesis and release procedure胺类激素（Amine hormone）46多肽类激素（Polypeptide hormone）Department of Physiology，PUMC46The synthesis and release procedure47类固醇激素（Steroid hormone）Department of Physiology，PUMC47The synthesis procedure48脂肪酸衍生物类激素（Fatty acid derivative hormone

22、）Department of Physiology，PUMC48The synthesis procedure49Department of Physiology，PUMC49 Telecrine内分泌 Paracrine旁分泌 Autocrine 自分泌 Neuroendocrine神经分泌激素信号通讯方式50Department of Physiology，PUMC50激素间的相互作用 协同作用（Synergistic action）51拮抗作用（Antagonistic action）Department of Physiology，PUMC51激素间的相互作用 52Department

23、 of Physiology，PUMC52激素的允许作用（Permissive action）激素间的相互作用 53Department of Physiology，PUMC53水溶性激素 Water-soluble hormones (polypeptide, protein, and most amino acid hormones)与胞膜受体结合发挥作用。脂溶性激素 Lipid-soluble hormones (steroid hormones and hormones of the thyroid gland)弥散进入靶细胞内，与胞浆内或核受体结合发挥作用。激素的作用机制54Depa

24、rtment of Physiology，PUMC54胞膜受体;G 蛋白;cAMP or IP3水溶性激素激素的作用机制55Department of Physiology，PUMC55胞内受体（胞浆受体或核受体）；激活DNA片段，引起基因转录，产生新的蛋白质（酶），从而调节细胞的生理功能。脂溶性激素Mechanisms of hormones action56Department of Physiology，PUMC56含氮类激素与甾体类激素作用机制的比较 含氮类 （蛋白、肽、胺类） 甾体类区别 第二信使学说 基因表达学说 受体细胞膜上 受体细胞浆内 增强或抑制蛋白酶类 启动或抑制基因转录相

25、似 促进或抑制某一执行特定生理功能蛋白质的活性或合成 注意 各类激素作用机制并非仅限定于一种： (1) 含氮类 胞浆内受体 ；甾体类膜受体； (2) 其他方式：作用于膜受体也可直接改变膜的通透性； 允许作用 。 57G蛋白耦联受体介导： cAMP-PKA：肾上腺素、胰高血糖素、CRH、 TSH、LH、GHIH、VP 磷脂酶C-IP3-Ca+： 磷脂酶C-DG-PKC：酪氨酸蛋白激酶型受体介导：胰岛素、IGF、表皮生长因子酪氨酸激酶耦联型受体介导：GH、催乳素、红细胞生成素鸟苷酸环化酶型受体介导：钠尿肽类、NO胞膜受体介导机制发挥作用的激素Department of Physiology，PUM

26、C58G蛋白耦联受体、酶耦联受体介导Department of Physiology，PUMC59cAMP-PKA途径cAMP-PKA途径肾上腺素、胰高血糖素、CRH、TSH、LH、GHRH、VP Department of Physiology，PUMC60GnRH、TRH、VP（ADH）、OXT、Ang 、促胃液素、促胰液素等磷脂肌醇信号系统Department of Physiology，PUMC61与生长发育有关的激素及细胞因子： 胰岛素IGF-、 IGF- 血小板源生长因子神经生长因子表皮生长因子酪氨酸激酶型受体途径Department of Physiology，PUMC62鸟苷酸

27、环化酶型受体介导心钠素ANP，NODepartment of Physiology，PUMC63激素类型：类固醇激素、维生素D3、甲状腺激素胞质受体：糖皮质激素、盐皮质激素；胞质、胞核受体：性激素；胞核受体：VD3、甲状腺激素 以胞内受体介导机制发挥作用的激素Department of Physiology，PUMC641.入胞；2.通过核孔进入核内3.与核受体结合；4.H-R复合物与DNA结合；5.基因转录，形成新蛋白Department of Physiology，PUMC65激素作用的步骤Step 1. ReceptionStep 2. Signal transductionStep 3

28、. Physiological responseStep 4. Termination Department of Physiology，PUMC6566Department of Physiology，PUMC66Mechanisms of hormones actionStep 1. Reception67Mechanisms of hormones actionDepartment of Physiology，PUMC67Step 1. Reception68Department of Physiology，PUMC68Mechanisms of hormones actionStep

29、2. Signal transduction69Department of Physiology，PUMC69Mechanisms of hormones actionStep 3. Physiological response70Step 4: Biological effects terminationDepartment of Physiology，PUMC70Feedback regulation71Negative feedbackDepartment of Physiology，PUMC71Step 4: Biological effects termination72Step 4

30、: Biological effects termination（2）其他终止机制:A: 激素与受体分离;B: 磷酸二酯酶（PDE）活性提高;C：激素内化（ Internalization）;D: 激素被降解（Degradation）;E: 酪氨酸蛋白磷酸酶（Tyrosine protein phosphatase）的作用;F: 细胞环境改变。Department of Physiology，PUMC7273Other mechanism: Effect of PDEDepartment of Physiology，PUMC73Step 4: Biological effects termin

31、ation74Other mechanism: InternalizationDepartment of Physiology，PUMC74Step 4: Biological effects termination75Step 4:Biological effects terminationDepartment of Physiology，PUMC75Other mechanism: Tyrosine protein phosphatase761. 信使作用 2.高度特异性3. 生物放大作用4. 相互作用 激素作用的一般特性77信使作用： 血管收缩 NE Ad ADH 腺体分泌 CCK 新陈代谢 T3 T4 细胞透性 ADH 蛋白合成 GH T3 T4 生长发育 GH激素只携带、传递调节靶细胞固有的、内在的生物学效应的信息。激素作用的一般特性78高度特异性：选择性：靶细胞； 受体特异性、高亲和力、可逆性、饱和性； 受体分类： extracellular、 intracellular ； 激素作用范围； 减量调节（下调）和增量调节（