内分泌调节轴讲稿

第八章内分泌调节轴下丘脑—垂体—甲状腺轴（分化、代谢）下丘脑—垂体—生长轴（生长）下丘脑—垂体—肾上腺轴（代谢、免疫）下丘脑—垂体—性腺轴（性腺发育）调节血糖的主要激素调节血钙的主要激素胃肠道激素其它激素一、下丘脑—垂体—甲状腺轴TRH（促甲状腺激素释放激素，thyrotropin-releasinghormone)：结构：由谷氨酸—组氨酸—脯氨酸构成的三肽；生理作用：促进腺垂体合成和分泌促甲状腺激素TSH，从而促进甲状腺激素的合成与释放；促进腺垂体分泌催乳素和生长激素；对胃液分泌与胃运动有抑制作用；TSH（促甲状腺素）TSH（thyroidstimulatinghormone,thyrotropin)是腺垂体分泌的一种糖蛋白，分子量25000Da；其分子结构中含有一个a链和一个ß链，其中a链与FSH、LH的a链完全相同，ß链的结构差异较大，并决定其特殊的生理作用；生理作用：促进甲状腺细胞增生；促进甲状腺激素的合成与分泌；促进脂肪组织内的脂肪动员。甲状腺及其激素甲状腺是个体发育中最早出现的内分泌腺之一，禽类的甲状腺在孵化第7天开始活动，哺乳动物的甲状腺在胚胎中期开始发挥功能；甲状腺位于气管腹侧，甲状软骨附近，由腺泡腔组成，腺泡腔内充满由甲状腺球蛋白组成的胶状物质；甲状腺主要分泌甲状腺素（thyroxine,T4;triiodothyroxine,T3与rT3。甲状腺激素（一）结构：由酪氨酸残基和一个酚环构成，T4含4个碘原子，T3含3个碘原子；合成：包括以下4个过程聚碘作用：腺泡细胞依赖碘泵（iodinepump)从血浆中主动摄取碘离子；碘的活化：碘离子在过氧化物酶作用下转变为活性碘；酪氨酸碘化：活性碘在酪氨酸碘化酶作用下，与甲状腺球蛋白分子上的酪氨酸结合，形成一碘酪氨酸残基（MIT）和二碘酪氨酸残基（DIT）；偶连：MIT+DIT=T3，DIT+DIT=T4甲状腺激素（二）储存：T3、T4合成后，与甲状腺球蛋白共同储存在腺泡腔中，在机体需要时，甲状腺球蛋白被吞饮入细胞内，被溶酶体酶水解，释放出T3、T4；转运：T3、T4在血液中99%与血浆蛋白质结合，1%的保持游离；灭活：T4在组织内脱去一个碘，形成T3而发挥作用。T4半衰期为6-7天，T3为1-3天。甲状腺激素的生理作用对代谢的作用促进氧化产热，提高基础代谢，参与体温调节（钠-钾-ATP酶、ADP）；参与维持毛细血管通透性，促进水与离子转运；促进单糖吸收、糖原分解，促进胰岛素降解，升高血糖；促进甘油三酯、磷脂、胆固醇的分解与合成；促进蛋白质和酶的合成，维持总氮平衡；甲状腺激素的生理作用对生长发育与生殖的作用促进组织器官的分化，对生长激素的促生长作用起允许作用；促进神经系统的发育，维持神经系统的正常功能；参与胚胎发育、生精作用，维持正常生殖。二、下丘脑脑—垂体——生长轴GHRH（（growthhormonereleasinghormone,生长激激素释放激激素)：由由下丘脑释释放的多肽肽类激素,其结构由由44、40或37个氨基酸酸残基构成成；GHRH的的生理作用用：促进腺腺垂体分泌泌和释放生生长激素；；GHRH的的生物技术术研究与应应用生长抑素（（somatostatin,SS)SS也称为为GIH（（growthhormonereleasinginhibitinghormone),1973年由Brazeau从绵绵羊的下丘丘脑提取成成功，并确确定了分子子结构。SS由14个（或28个）氨氨基酸残基基构成，其其前体物含含116个个氨基酸残残基；已人人工合成；；SS不仅存存在于下丘丘脑，还存存在于脑的的其它部位位、胰腺、、胃肠道粘粘膜和外周周神经；SS的生理理作用：抑抑制腺垂体体细胞分泌泌生长激素素；抑制其其它腺垂体体激素（LH、TSH、FSH、PRL、ACTH）、、胰岛素、、胰高血糖糖素以及胃胃肠道激素素的分泌；；抑制神经经系统的活活动；SS的生物物技术研究究与应用生长激素（（growthhormone,GH)GH的分子结构构：由单肽链构构成，含191个氨氨基酸残基基，分子量量20000-26000Da，有明明显的种属属特异性；；GH的分分泌有明显显的昼夜节节律和年龄龄变化；GH的作用用方式：直接对组织织细胞发挥挥作用；通通过肝脏产产生IGF（类胰岛岛素生长因因子）间接接发挥作用用：GH的生理理作用：促进全身组组织细胞的的生长与增增殖；促进进钙、磷和和硫酸盐在在软骨中的的沉积；促进物质代代谢：促进进细胞摄取取氨基酸、、促进DNA与蛋白白质合成、、促进脂肪肪分解、促促进胰岛素素分泌、加加速葡萄糖糖利用、促促进无机离离子的摄取取和利用。。类胰岛素生生长因子（（IGF））IGF（insulin-likegrowthfactor)包括括IGF-1、IGF-2两两种；主要要由肝脏在在GH作用用下分泌，，其它组织织也可合成成一定量的的IGF，，并主要在在局部发挥挥作用；GH的促生生长作用主主要是通过过IGF介介导而实现现的；IGF在结结构上与胰胰岛素原相相似，为单单链多肽，，人IGF-1含70个氨基基酸残基，，分子量7646Da，哺乳乳类IGF-1结构构与此高度度同源。人人IGF-2含67个氨基酸酸残基，分分子量7470Da；IGF在肝肝脏的生成成不仅受到到血液GH浓度的影影响，更重重要的取决决于肝细胞胞上GH受受体的含量量。类胰岛素生生长因子（（IGF））IGF的作作用：IGF-1可直接促促进组织细细胞的分裂裂增殖、促促进蛋白合合成与沉积积、抑制蛋蛋白质降解解；高浓度度的IGF-1可促促进脂肪沉沉积；IGF-2主要在动动物的胚胎胎发育中发发挥重要的的促进作用用。IGF的转转运：血液液或组织中中存在IGF结合蛋蛋白（IGFbindingprotein,IGFBP)。目前前共发现六六种IGFBP（IGFBP1-6），其中中，IGFBP-2、IGFBP-3含量较高高；IGFBP的作用：：与IGF结合，作作为血液与与组织中的的IGF库库；参与调调节IGF的活性。。IGFBP的组成成与含量是是评价组织织中IGF活性的一一项重要指指标。生长激素（（somatotropin）对家畜畜生长与泌泌乳的作用用及其机制制前言言世界人口在在未来40年将增加加一倍，在在未来40年中人类类对食物的的需求相当当于人类有有史以来所所消耗的食食物总和相相等；为满足上述述需求，必必须依赖新新技术以增增加食物的的产出率；；应用外源性性生长激素素作为一种种生物技术术，可以提提高食物（（肉、奶））产出率，，同时减少少肉品的脂脂肪沉积；；生长激素的出出现EvansandSimpson(1920)给大鼠鼠注射牛垂体体提取物，证证实其具有促促生长作用，，称之为“生生长激素”；；进一步发现现，生长激素素提取物还能能提高大鼠与与山羊的泌乳乳量，降低大大鼠的脂肪沉沉积；1945年，，Li，EvansandSimpson首次从从垂体前叶分分离生长激素素成功；重组生长激素素（recombinantGH)的出现尽管生长激素素的作用一再再被实验所证证实，而且二二战中英国科科学家曾用来来提高奶牛产产奶量，但由由于从垂体提提取生长激素素来源有限，，无法满足商商业生产的需需要；80年代初，，生物技术取取得突破，出出现了应用重重组DNA技技术生产生长长激素；1982年，重重组牛生长激激素（bST）首次应用用于奶牛，随随后出现了大大量bST与与pST（重重组猪生长激激素）应用于于家畜的报道道生长激素的结结构生长激素是由由动物的脑垂垂体前叶合成成与分泌的一一种蛋白类激激素；生长激激素的分泌受受到下丘脑GRF与SS的调节；生长激素含191个氨基基酸残基，bST与pST有90%的氨基酸序序列同源，但但两者与hST只有65%同源；因因此，bST与pST对对人的生长无无影响；生长激素的结结构值得注意的是是，从垂体分分泌的ST具具有不同的变变异型（variant）,例如，，bST有四四种变异型，，第127位位上为leucine或或valine,第191位alanine,第190位phenylalanine。。不同的变异型型其作用特点点有差异，如如127-valine比127-leucine促进泌泌乳的作用更更强，血液中中浓度也更高高；生长激素的结结构pST与hST的三维结结构已经清楚楚。ST含4个α螺旋，ST为为二价分子，，因其含有2个位点分别别结合不同的的ST受体，，重组的ST结合蛋白（（受体的胞外外域）与bST以1：2结合；而且且按一定的顺顺序结合。牛、猪ST受受体已被克隆隆，pST受受体cDNA序列与hST受体cDNA有有89%的同同源性，而bST受体为为76%；因因此受体同源源性比激素高高；生长激素的促促生长作用对肌肉与脂肪肪组织之间的的营养重分配配有显著影响响；30-77日龄猪注注射pST(100ug.kgBW-1.day-1)后，日增重重提高10-20%，料料肉比提高13-33%，脂肪沉积积降低70%，肌肉增长长62%。在在反刍动物的的效果比猪差差，其原因与与瘤胃发酵有有关；对经过良好选选育的瘦肉型型猪种，生长长激素仍有较较好的效果；；生长激素的作作用效果与动动物的年龄有有关，在猪的的生长后期应应用效果最佳佳；生长激素的促促生长作用生长激素在促促进生长、提提高料肉比、、改善胴体组组成作用的侧侧重点与其剂剂量有关。提提高体增重及及蛋白质沉积积以100ug.kgBW-1.day-1最佳，提高料料肉比以200ug.kgBW-1.day-1最佳；其原因因是生长激素素通过不同的的作用机制调调节肌肉与脂脂肪组织的生生长及营养代代谢；生长激素可减减少脂肪组织织对葡萄糖的的利用，使后后者转向肌肉肉组织。而葡葡萄糖是猪的的脂肪组织合合成脂肪的主主要底物；生长激素对泌泌乳的作用从哺乳类实验验动物、猪、、绵羊、山羊羊、奶牛到人人，注射外源源性生长激素素均可提高泌泌乳性能；目前世界上有有25个国家家允许在奶牛牛使用生长激激素；美国平平均每年有65万头奶牛牛使用生长激激素；在泌乳早期使使用ST效果果不佳，因此此，多在整个个泌乳期的后后80%使用用。一般提高高产奶量10-15%（（每天增加4-6kg））；三、下丘脑——垂体—肾上上腺轴CRH（corticotropinreleasinghormone,促肾上腺皮皮质激素释放放激素）：含含41个氨基基酸残基，其其生理作用是是促进腺垂体体合成和释放放促肾上腺皮皮质激素（ACTH）；；ACTH（adrenocorticotropichormone;促肾上上腺皮质激素素,或corticotropin)：含39个氨基酸酸残基，分子子量4500Da，其活性性基团为N端端的23个氨氨基酸，而且且在各种哺乳乳动物中相同同；ACTH的前体物含含有260个个氨基酸，并并且是MSH与内腓肽的的共同前体；；ACTH的生生理作用促进肾上腺皮皮质合成与分分泌糖皮质激激素（主要是是皮质醇与皮皮质酮）；促进肾上腺髓髓质合成与分分泌肾上腺素素；刺激肾小球旁旁细胞分泌肾肾素；促进脂肪动员员与脂肪酸氧氧化。肾上腺及其激激素肾上腺位于肾肾脏前缘，分分为皮质与髓髓质，两者在在胚胎发生、、形态结构、、功能上均不不同；鸟类的的髓质散在分分布于皮质之之间；肾上腺皮质起起源于中胚层层，由外向内内分为球状带带、束状带、、网状带；球球状带主要分分泌醛固酮，，调节水盐代代谢，因此称称为盐皮质激激素；束状带带与网状带主主要分泌皮质质醇与皮质酮酮，调节糖代代谢，因此称称为糖皮质激激素；网状带带还分泌少量量性激素。皮皮质激素均属属于类固醇激激素，含有21个碳原子子构成的甾环环，由胆固醇醇转化而来；；肾上腺髓质髓髓质起源于外外胚层（类似似神经组织）），直接受交交感神经节前前纤维支配，，分泌肾上腺腺素与去甲肾肾上腺素。糖皮质激素糖皮质激素有有四种：皮质质醇、皮质酮酮、皮质素（（考的松）和和11-去氧氧皮质酮；其其中起主要生生理作用的是是皮质醇、皮皮质酮；鸟类、大鼠、、小鼠、兔的的糖皮质激素素以皮质酮为为主（95%以上）；牛牛、羊、人的的糖皮质激素素以皮质醇为为主（90%以上）；猫猫、狗以皮质质酮为主（80%）；合成皮质激素素所需的胆固固醇主要来自自血液，少量量由细胞合成成。由胆固醇醇转化为皮质质激素包含一一系列反应（（皮质激素-------孕烯醇酮酮----------皮质激素））。糖皮质激素血血浆中大部分分与血浆蛋白白结合（盐皮皮质激素大部部分游离），，皮质酮和皮皮质醇的半衰衰期分别为80-120、70-90分钟；发发挥作用后大大部分在肝脏脏降解。糖皮质激素的的生理作用对物质代谢的的作用糖代谢：促进进糖异生（由由氨基酸生成成葡萄糖）、、抑制葡萄糖糖的利用，导导致血糖升高高；蛋白质代谢谢：抑制蛋蛋白质合成成（肝、胃胃、泌尿生生殖器官））、促进蛋蛋白质分解解（骨骼肌肌、骨、淋淋巴器官、、皮肤），，造成负氮氮平衡；脂肪代谢：：促进脂肪肪动员、抑抑制葡萄糖糖进入脂肪肪细胞合成成脂肪（但但由于血糖糖升高导致致胰岛素分分泌，后者者有强烈的的促进脂肪肪合成的作作用，总效效应为促进进脂肪合成成）。水盐代谢：：有一定的的保钠排钾钾和增加细细胞外液容容量的作用用糖皮质激素素的生理作作用对其它器官官系统的作作用心血管系统统：维持心心血管系统统的紧张性性与反应性性（糖皮质质激素的““允许作用用”）血细胞：促促进骨髓合合成红细胞胞和血小板板，抑制淋淋巴细胞分分裂，直接接使淋巴细细胞溶解破破坏；胃肠道：使使胃粘膜壁壁细胞增多多增高，促促进胃酸分分泌和胃蛋蛋白酶分泌泌；维持胃胃与十二指指肠对迷走走神经的反反应性；神经系统：：减少脑中中r-氨基丁丁酸的含量量，增强神神经系统的的兴奋性；；抑制免疫机机能、抗炎炎症、抗过过敏、抗休休克作用。。四、下丘脑脑—垂体——性腺轴GnRH（（gonadotropinreleasinghormone,促性腺激素素释放激素素）：为10肽酰胺胺结构，已已人工合成成。GnRH的的生理作用用：促进腺腺垂体合成成和分泌促促性腺激素素(gonadotropin)（包括卵泡刺刺激素FSH、黄体体生成素LH），因因GnRH对对LH的刺刺激作用较较强，又称称为黄体生生成素释放放激素（LRH）；；GnRH对对动物的性性行为有促促进作用。。在脑内也也发现有GnRH。。注射GnRH可刺刺激动物交交配。卵泡刺激素素（FSH）FSH的结结构：FSH（follicalstimulatinghormone)为为糖蛋白激激素，其结结构与TSH相似，，分子中含含有一个a链和一个ßß链，其中中a链与TSH、LH的a链链完全相同同，ß链链的结构差差异较大，，并决定其其特殊的生生理作用。。FSH的生生理作用：：对雌性：促促进卵泡细细胞增殖和和卵泡生长长，促进卵卵泡液分泌泌；对雄性：发发动精子生生成，在睾睾酮的协同同作用下促促进精子成成熟。黄体生成素素（LH））LH（luteinizinghormone)的结结构：与FSH、TSH相似似；LH的生理理作用：对雌性：经经FSH的的预先作用用（容许作作用）后，，与FSH共同促进进雌激素合合成与卵泡泡成熟；激激发排卵；；促进黄体体生成和孕孕酮分泌。。对雄性：促促进睾丸间间质细胞增增殖与合成成雄激素（（因此由称称为间质细细胞刺激素素interstitialcellstimulatinghormone，ICSH)雄性激素睾丸激素的的种类：睾丸分泌的的激素主要要是雄激素素（androgen),由睾丸丸间质细胞胞（leydigcell)分泌，，从哺乳动动物体内已已分离到3种天然雄雄激素：睾睾酮（testosterone)、、雄烯二酮酮、去氢表表雄酮。三三种激素均均由胆固醇醇转化而来来，其中以以睾丸含量量最高、活活性最强；；睾丸的支持持细胞(sertolicell)还分泌抑抑制素（insulin)和和少量雌激激素。抑制制素对垂体体分泌FSH有负反反馈作用，，从而参与与精子生成成的调节。。睾酮在血液液中98%与血浆蛋蛋白质结合合，2%呈呈游离状态态。睾酮在在细胞内转转变为双氢氢睾酮（dihydrotestosterone)，，后者的活活性比睾酮酮大2.6倍，是睾睾酮发挥作作用的形式式。睾酮的生理理作用对胚胎发育育的作用：：刺激中肾肾管转变为为雄性附性性器官，抑抑制副中肾肾管转变为为雌性附性性器官，刺刺激生殖腔腔发育成阴阴茎与阴囊囊，诱导下下丘脑雄性性化，关闭闭周期性分分泌中枢。。对睾丸生精精功能的作作用：参与与FSH发发动的生精精作用，促促进精原细细胞的形成成与初级精精母细胞的的减数分裂裂，参与精精子的成熟熟与长期存存活；对雄性附性性征与附性性器官的作作用：促进进雄性附性性器官的发发育及功能能，促进雄雄性的性欲欲、性行为为、争斗行行为。对生殖系统统以外的作作用：促进进组织蛋白白合成及骨骨骼发育，，促进肾脏脏分泌促红红细胞生成成素，促进进红细胞生生成。卵巢激素卵巢分泌的的激素有雌雌激素、孕孕酮、雄激激素和肽类类激素。雌激素(estrogen)：主要由由卵泡的颗颗粒细胞和和内膜细胞胞合成与分分泌，此外外，肾上腺腺皮质和牛牛、马、猪猪的胎盘也也分泌雌激激素。哺乳乳动物中已已发现10多种天然然雌激素，，其中以雌二醇（（estradiol)与雌酮酮（estrone)为主，，其余都是是这两种激激素的转化化或降解产产物。孕酮（progesterone)：：又称为孕孕激素，主主要由成熟熟的颗粒黄黄体细胞合合成与分泌泌，此外，，成熟卵泡泡的颗粒细细胞、内膜膜细胞及肾肾上腺皮质质也分泌少少量孕酮。。马、牛、、羊的胎盘盘是体内孕孕酮的主要要来源。卵巢分泌的的肽类激素素卵泡抑制素素：由颗粒粒细胞分泌泌，能抑制制FSH释释放与卵泡泡发育；卵母细胞成成熟抑制因因子（OMI）：由由颗粒细胞胞分泌，分分子量1500Da，能抑抑制卵母细细胞的第一一次成熟分分裂；FSH受体体结合抑制制因子（FSH-RBI）：：分子量小小于700，能抑制制FSH与与颗粒细胞胞膜上的受受体结合，，对防治卵卵泡过早成成熟和促使使大多数卵卵泡闭锁有有一定作用用；LH受体结结合抑制因因子（LH-RBI）：由黄黄体分泌分分子量4000，抑抑制LH与与受体结合合，减少孕孕酮分泌，，对黄体退退化有一定定作用；松弛素（relaxin)：：由妊娠黄黄体分泌，，分子量6000，，使子宫颈颈扩张、松松软，使耻耻骨联合分分离、松弛弛，为分娩娩作准备。。雌激素的生生理作用刺激雌性性性器官的发发育和副性性征的出现现；促进雌性的的性行为；；促进乳腺导导管系统的的发育；促进骨骼的的同化作用用；促进子宫内内膜增生，，子宫肌增增厚，提高高子宫肌对对催产素的的敏感性，，利于分娩娩；促进阴道上皮皮增生、角质质化，促进糖糖原合成并分分解为乳酸，，酸化阴道，，抑制病菌生生长；促进输卵管纤纤毛上皮增生生和纤毛运动