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文档简介
第四十三章内分泌生理
概述
体内各个器官、组织及细胞的生长发育等生理活动主要是在两
大系统的调节下完成的,即神经系统和内分泌系统,它们分别完成
了机体生理活动的神经调节和体液调节。内分泌系统通过内分泌细
胞分泌激素(hormone)来对组织器官的生理活动进行体液调节,从
而使机体适应内外环境的变化.
体液调节的特点:缓慢、广泛和持久。
内分泌系统的组成:
由内分泌腺和一些散在的内分泌细胞组成。
机体重要的内分泌腺:
脑垂体、甲状腺、甲状旁腺、胰岛、肾上腺和性腺等。
腺:以腺上皮为主要成分组成的器官。腺上皮是专门行使分泌功
能的上皮。
腺的分类:
外分泌腺(有管腺):有导管与表面的上皮联系,腺的分泌物经
导管排到身体表面或器官的官腔内。如汗腺、唾液腺等。
内分泌腺(无管腺):在胚胎发生过程中,不形成导管,腺细胞
呈索状或团状排列,细胞间有丰富的血管或淋巴管,腺的分泌物
(hormone)直接进入细胞周围的血管或淋巴管,随血液或淋巴液运
送到靶组织或靶细胞。
内分泌系统的经典概念:一群特殊化的细胞(包括垂体、甲状腺、甲状旁
腺、肾上腺、性腺、胰岛、胸腺及松果体等)组成的内分泌腺(endocrinegland),
这些腺体分泌高效能的有机化学物质(激素),经过血液循环而传递化学信息到
其靶细胞、靶组织或靶器官,发挥兴奋或抑制作用。
!注意:只能增强或减弱原有的生理学作用,而不能产生的新作用!
内分泌腺的共同特点是都产生一种称为激素的调节物质。激素只是一种调
节物质,它可以调节全身或某些器官组织的功能状态,但激素本身不会给机体
提供能量。激素通过血液运输或细胞间液扩散,故内分泌腺都是无管腺,分泌
的激素直接通过血液或细胞间液运送到作用的靶器官。随着内分泌学研究的进
展,对内分泌系统产生了新的认识。除了上述内分泌腺外,在身体其它部分如
胃肠道粘膜、脑、肾、心、肺等处都分布有散在的内分泌组织,或存在兼有内
分泌功能的细胞,这些散在的内分泌组织也属于或包括在内分泌系统内。除此
之外,对激素的概念也有新的认识。经典的激素从内分泌细胞分泌出来后要经
过血液循环运输到远距离的靶细胞(远距分泌)起作用,现在认为有一些内分泌
细胞所分泌的化学物质可通过细胞间隙弥散作用于邻近细胞,这类化学物质称
为局部激素,分泌方式称近距离分泌。
内分泌系统与中枢神经系统在生理功能上,紧密联系,密切配合,相互作用,
调节机体的各种功能,维持内环境的相对稳定,以适应体内外环境的各种变化及
需要。此外,内分泌系统间接地或直接地接受中枢神经系统的调节,也可以把内
分泌系统看成是中枢神经系统的一个环节。内分泌系统也影响中枢神经系统的活
动。因此,现在有专门研究中枢神经系统与内分泌系统功能联系的学科,称为神经
内分泌学。
第一节激素
激素是内分泌腺或组织分泌的高效能的有机化合物,分泌量甚少,故在体液
内含量极低,但效能很高。激素在体液内的含量(或浓度)要保持动态平衡以维持
正常功能。
激素(hormone,h):由内分泌细胞所分泌的高效能的生物活性物质,经血液
或组织液传递到靶细胞,发挥其调节作用。
激素的传递方式:
远距分泌(telecrine):h分泌后经血液运输至远距离的靶组织而发挥作用。
旁分泌(paracrine):h分泌后由组织液扩散而作用于邻近的细胞。
自分泌(autocrine):h分泌后在局部组织液扩散又返回作用于自身,对自
身起反馈调节作用。
神经分泌(neurocrine):神经内分泌细胞合成的激素经轴浆运输到末梢而
分泌,再到靶细胞。(神经激素,neurohormone).
一、激素的分类
激素可以有多种分类法,最常用的是按其化学结构分类,可以分为两大类:
第一类是含氮类激素又可分为肽、胺、蛋白质等,如下丘脑分泌的调
节肽、腺垂体分泌的促激素、胰岛素、甲状腺素等。
第二类是类固醇激素如肾上腺皮质激素和性腺激素。
■Whatarehormones?
■WhatisEndocrinology?
■Reviewmajorendocrineglands
■Whatphysiologicalprocessesare
controlledbyhormones?
二、激素作用的共同特点
1.信息传递作用
激素可以作为一种化学信使,在细胞与细胞之间进行信息传递,不论是哪种激
素,它对靶组织的生理生化过程只能起到加强(兴奋)或减弱(抑制)的调节
作用。在这些作用中,激素既不能增添成分,也不能提供热量。例如生长
素促进生长发育;甲状腺激素增强代谢过程。
2.作用有相对的特异性
各种激素有其作用的专门细胞、组织或器官,即靶细胞、靶组织或靶
器官。这种选择性作用与靶细胞上存在能与该激素发生特异性结合的受体有
关。有些激素作用的特异性很强,如促甲状腺激素只作用于甲状腺;促性腺
激素只作用于性腺等。有些激素没有特异的靶细胞,作用广泛,如生长素、
甲状腺素等。但是它们也是要与细胞的相应受体结合而起作用的。
3.高效能生物放大作用
激素在血中浓度甚低,但其作用显著。激素与受体结合后,在细胞内
发生一系列酶促放大作用,一个接一个,逐级放大效果,形成一个效能极
高的生物放大系统。如一个分子的促甲状腺激素释放激素,可使腺垂体释
放十万个分子的促甲状腺素。Img的甲状腺素可使机体增加产热量约
4300000J(焦耳)。
4.相互作用
(1)协同作用:生长激素一[血糖t]-糖皮质激素
(2)拮抗作用:胰岛素-I[血糖]T-胰高血糖素
(3)允许作用(permissiveaction):激素本身对某组织细胞没有直接
作用,但在它存在的条件下,可使另一激素的作用明显增强.
如糖皮质激素对血管平滑肌并无直接收缩作用,但在它存在的条件下,
NE的缩血管效应就明显增强.
机制:平滑肌细胞膜NE受体增加;促进细胞内cAMP
(4)竞争作用:
如高浓度的孕酮能与醛固酮竞争同一受体一减弱醛固酮的效应。
三、激素的作用机制(重点)
含氮激素与类固醇激素的作用机制不同,现分别叙述。
(一).含氮激素的作用机制一一第二信使学说
第二信使学说(是1965年Sutherland等根据一系列实验而提出的)它
的主要内容包括
①激素是第一信使,与靶细胞膜上相应的专一受体结合;
②这一结合随即激活细胞膜上的腺甘酸环化酶系统;
③在Mg”存在的条件下,ATP转变为cAMP,cAMP为第二信使,信息由第
一信使传递给第二信使;
©CAMP使无活性的蛋白激酶转为有活性,从而激活磷酸化酶,引起靶
细胞固有的、内在的反应:如腺细胞分泌、肌细胞收缩与舒张等各
种生理生化反应(P309,图13-1)。
自CAMP第二信使学说提出后,人们发现有的多肽激素并不使CAMP
增加,而是降低CAMP合成。新近的研究表明,在细胞膜还有另一种叫做
GTP结合蛋白,简称G蛋白,而G蛋白又可分为若干种。G蛋白有a、0、
Y三个亚单位。当激素与受体接触时,活化的受体便与G蛋白的a亚单位
结合而与。、丫分离,对腺苔酸环化酶起激活或抑制作用。起激活作用的
叫兴奋性G蛋白(Gs);起抑制作用的叫抑制性G蛋白(Gi)。G蛋白与腺普
酸环化酶作用后,G蛋白中的GTP水解为GDP而失去活性,G蛋白的
Y亚单位重新与a亚单位结合,进入另一次循环(图13-2),腺苦酸环化
酶被Gs激活时cAMP增加;当它被Gi抑制时,cAMP减少。近年来的研究
资料表明,cAMP并不是唯一的第二信使,可能还有cGMP、三磷酸肌醇、
二酰甘油、Ca”等。关于细胞内三磷酸肌醇和二酰甘油为第二信使学说的
中心内容是:激素作用于膜受体后,在磷脂酶C的催化下,往往引起细胞
膜磷脂酰肌醇一三磷酸肌醇(IP3)+二酰甘油(DG),并导致胞浆中Ca"浓度
增高。Ca”与细胞内的钙调蛋白结合后,可激活蛋白激酶,促进蛋白质磷
酸化,从而调节细胞的功能活动(图13—2)。
A38「图5.含氮激素
作用机制示意图
H:hormone
R:recqptor
cAMP性】£GP:Gprotein
/VP/7^*3AMPAC:喙睡环化菌
PDE:磷酸二BBS
RKr:蛋白激菌
空调节亚单位
PKc:蛋白激Bl
@催化亚单位
1
‘自贡-丽t”,白黄-W-T您学作用
^^^.OneBignal
______OfmolecuH
G-protein丫
coupledAdenytyl
receptorcyd>>«
----------------------------.
OOO-cAMP
嚼鼠
Pho«phorytol«d—OOOOOOOOO
protein
-金苑巡金劣僧pnX
qAAAAAA
OOOOOOOOOCOOOooo
OOOCOOOcoOOOOOOOOOOOO
OOOOOoooco*o©oooOOOOOOOO
噩野M融留酰除橘册
G蛋白耦联受体途径
(二).类固醇激素作用机制一一基因表达学说
这类激素是分子量较小的脂溶性物质,可以透过细胞膜进入细胞内,
在细胞内与胞浆受体结合,形成激素胞浆受体复合物,复合物通过变构就
能透过核膜,再与核内受体相互结合,转变为激素__核受体复合物,促
进或抑制特异的RNA合成,再诱导或减少新蛋白质的合成(P311,图13-3),
引起相应的生物效应。
甲状腺素虽属含氮激素,但其作用机制与类固醇激素相似,它可进入
细胞内,但不经过与胞浆受体结合即进入核内,与核受体结合调节基因表
达。类固醇激素也可以作用于细胞膜,引起较快的效应。
胞内受体的介导机制
图9.类固醇激素作用机制示意图
四、激素的分泌及其调节
激素的分泌有一定的规律,既受机体内部的调节,又受外界环境信息的
影响。激素分泌量的多少,对机体的功能有着重要的影响。
1.激素分泌的周期性和阶段性
由于机体对地球物理环境周期性变化以及对社会生活环境长期适应的
结果,使激素的分泌产生了明显的时间节律,血中激素浓度也就呈现了以
日、月或年为周期的波动。这种周期性波动与其他刺激引起的波动毫无关
系,可能受中枢神经的“生物钟”控制。
2.激素在血液中的形式、代谢和浓度
激素分泌入血液后,部分以游离形式随血液循环运转,另部分则与血
浆中蛋白质结合。游离型一!!!结合蛋白结合型,为一可逆过程,但只有
游离型才具有生物活性。结合型激素在肝代谢与由肾排出的过程比游离型
为慢,这样可以延长激素的作用时间。可以把结合型看作是激素在血中的
临时储蓄库。激素分泌入血液后,经过代谢、排泄而不断减少,或其生物
活性也不断丧失。因此腺体要继续分泌,这称为激素的更新。这样激素在
血液中的浓度能保持动态恒定。为衡量激素更新的快、慢,常用激素的生
衰期作为指标。半衰期是指激素从分泌入血后其活性丧失一半所需的时间。
3.激素分泌的调节
当一个信息引起某一激素开始分泌时,往往调整或停止其分泌的信息
也反馈回来。即分泌激素的内分泌细胞随时收到靶细胞及血中该激素浓度
的信息,或使其分泌减少(负反馈),或使其分泌再增加(正反馈)、常常以
负反馈效应为常见。丘脑一腺垂体一靶腺功能轴,形成■一个闭合回路,这
种调节称闭环调节,按照调节距离的长短,又可分长反馈、短反馈和超短
反馈(P312,图13-4)。
在闭合回路的基础上,中枢神经系统可接受外环境中的各种应激性、
光及温度等刺激,通过下丘脑把内分泌系统与外环境联系起来形成开口环
路,促进各相应内分泌腺分泌,使机体能适应于外环境。此时闭合环路暂
时失效。这种调节称为开环调节。自身调节?
下丘陋7f-靶腺辆
第二节下丘脑的内分泌功能
下丘脑与腺垂体和神经垂体间的联系非常密切。下丘脑与腺垂体之间有着
特殊的门脉系统;与神经垂体之间有下丘脑一垂体神经束。下丘脑的一些神经
元既有神经细胞的功能又能分泌激素。它可以将中枢神经系统其他部位传来的
神经信息,转变为激素的信息。此类神经元起着换能作用。
一、下丘脑与腺垂体结构和功能的联系
(―).垂体门脉
垂体主要由垂体上动脉和垂体下动脉供给血液。垂体上动脉从基底
动脉环发出后,进入结节部和漏斗柄,然后分支,最后在漏斗处形成毛细
血管网。由正中隆起和漏斗柄的毛细血管网(第一级毛细血管)汇集为若干
条小静脉,小静脉下行至腺垂体前部,在腺垂体前部再一次分成毛细血管
网(第二级毛细血管),上述的小静脉即垂体门脉。第二级毛细血管网再汇
合为垂体静脉,垂体静脉出腺垂体后,即汇入邻近的静脉。下丘脑的神经
分泌细胞的轴突末梢与门脉系统的第一级毛细血管网接触,这样轴突未梢
释放的神经激素就可通过毛细血管进入门脉系统内,神经激素再从第二级
毛细血管网透出而作用于腺垂体分泌细胞。这样垂体门脉就完成了下丘脑
-垂体之间激素的运送,达到了功能联系。
HypothalamicTrophicHormones&the
Hypothalamic-HypophysealPortalSystem
Neuronssynthesizing
Neuronssynthesizing^^//^trophichonnones
posteriorpituitary/14^H>rbTHALAMUS
hormonesJ*
1nnr■—Artery
CapillarybedsPortalvessels
EndocrinecellAxontermlnais
ofhypothalamicneurons
1—POSTERIOR
VeinPITUITARY
ANTERIOR
pnrurrARY
Veins
下丘脑-垂体功能单位
1、2、3、4、5为下丘脑各类肽能神经元
图13-5下丘脑-垂体间血管联系示意图
(二).下丘脑调节肽
在下丘脑基底部的“促垂体区”(主要包括正中隆起、弓状核等核团)
的神经元群能分泌肽类激素。这类神经元称为下丘脑肽能神经元。所分泌
的肽类激素经垂体门脉到达腺垂体、调节腺垂体的分泌,故分泌的激素统
称为下丘脑调节肽。它们中有些还具有腺垂体外作用;有些在体内其他部
位也能生成。下丘脑调节肽共有9种。其中已分离纯化、且知它们化学结
构的有5种,称为激素;另外4种尚未弄清其化学结构的称为因子。
1.促甲状腺激素释放激素(TRH)一种三肽,它主要促进腺垂体分泌促甲状
腺素(TSH),后者促进甲状腺分泌甲状腺激素,形成下丘脑一腺垂体一
甲状腺功能轴。TRH也促进催乳素的释放,但是否参与催乳素的生理调
节,尚不能肯定。
2.促性腺激素释放激素(GnRH)一种十肽,它主要促进腺垂体分泌卵泡刺
激素(FSH)和黄体生成素(LH)。FSH和LH再促进女、男性腺各生成卵
子、精于以及分泌雌、雄性激素,形成下丘脑一腺垂体一性腺功能轴。
3.生长抑素(GHRIH或GIH)一种十四肽,主要抑制腺垂体分泌生长素。它
是一种作用很广泛的激素,它还能抑制FSH、LH、TSH等的分泌。“匕夕卜,
由于它还能由胃肠道内分泌细胞分泌,对胰岛素、胰高血糖素以及胃
肠道内分泌激素都有抑制作用。
4.生长素释放激素(GHRH)现在得到的GHRH有三种,分别由44、40与37
个氨基酸组成,目前的研究发现它仅有促进腺垂体分泌生长素的作用,
无垂体外作用。
5.促肾上腺皮质释放激素(CRH)是近年提纯含41个氨基酸的肽类激素,
它促进腺垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),ACTH促进肾上腺皮质分
泌肾上腺皮质激素,形成了下丘脑一腺垂体一肾上腺皮质功能轴。
6.催乳素释放抑制因子(PIF)与催乳素因子(PRF)。
7.促黑素细胞激素释放因子(MRF)与促黑素细胞激素释放抑制因子(MIF)。
二、下丘脑与神经垂的功能联系
神经垂体位于脑垂体后部,它主要由下丘脑束的无髓神经纤维和由神经
胶质分化而成的神经垂体细胞所组成。这些神经纤维由下丘脑的视上核与室
旁核发出,经过漏斗进入神经垂体(见图13-5)。神经垂体没有腺细胞,但
含有丰富的毛细血管,来自下丘脑的神经纤维末梢终止在毛细血管壁上。
经研究证明由神经垂体释放的催产素和升压素是在下丘脑合成的,下
丘脑的视上核与室旁核均能产生催产素与升压素,但视上核以合成升压素为
主,而室旁核以催产素为主。这两种激素都是在下丘脑先合成激素原,再裂
解成激素,并与同时合成的神经垂体激素的运载蛋白形成复合物。这种激素
运载蛋白复合物被包在小颗粒状的囊泡里,沿下丘脑一垂体束的无髓神经纤
维的轴浆移动到神经末梢,贮存在神经垂体。在受到适宜刺激时由神经垂体
释放出来透过毛细血管进入血液中。因此可以把下丘脑的视上核、室旁核和
神经垂体一起看作是一个完整的分泌单位。
第三节垂体
垂体悬垂于脑的底面,通过漏斗柄与下丘脑相连。垂体很小,重量不到1g。
女性的垂体较男性稍大。垂体大致可以分为腺垂体和神经垂体两部分。
腺垂体
垂体
神经垂体
一、腺垂体分泌的激素
腺垂体中的前部占腺垂体的绝大部分,它是体内最重要的内分泌腺。腺
垂体可分泌:
1.促甲状腺素(TSH,促进甲状腺分泌甲状腺激素)
2.促肾上腺皮质激素(ACTH,促进肾上腺皮质分泌皮质激素)
3.促性腺激素(GTH,促进男、女性腺分别分泌雄、雌激素和精于、卵
子的细胞)
(以上三种激素称为腺垂体促激素,将在其它章节中介绍)
4.生长激素(本节重点介绍)
5.催乳素(本节重点介绍)
6.促黑素细胞激素(MSH)。
(-).生长激素(改为生长激素)
人的生长激素(GH)是含191个氨基酸的多肽,结构与催乳素相似,故与
催乳素的作用有交叉。不同动物的GH的化学结构、免疫特性有较大差别。除
猴外,其它动物的GH对人类无效。近来利用DNA重组技术可以生产hGH,供
临床应用。
1.主要作用:
1).促进全身的生长发育这是由于它一方面促进骨骼的生长,使身材高
大,另一方面促进蛋白质合成使肌肉发达。动物幼年时切除垂体,动物
即停止生长,如能及时补充GH尚能使其恢复生长。
(1)侏儒症临床上由于垂体先天损害而缺少GH的儿童,身材矮小,
但智力正常,称为侏儒症。该患者的上、下身身长比例基本上与
正常人相似。
(2)巨人症幼年时GH分泌量过多,则使身材发育过于高大,形成巨
人症;
(3)肢端肥大症如果成年后GH分泌过多,则将刺激肢端骨及面骨增生,
出现肢端肥大症。此类患者的内脏器官,如肝、肾等也增大。
GH促进骨质生长初步机制
GH促进骨质生长的机制(已初步阐明):在GH的作用下,主要由
肝产生生长介素,它经血液循环作用于软骨,加速软骨细胞蛋白质合
成、增加软骨胶原组织、促进软骨细胞分裂,使软骨生长,软骨骨化
后即变成成骨。CH对肝细胞、骨骼肌细胞和成纤维细胞也有类似的
作用,但对脑的生长、发育没有影响。
生长激素的睡眠周期
2).参与对中间代谢和能量代谢的调节它的这方面的作用与生长介素无
关。GH通过加速DNA、RNA的合成,促进蛋白质的合成。它还能促进脂肪分解,
供应能量,因而使组织脂肪减少,特别使肢体中的脂肪减少。这些作用一方面有
利于机体的生长和修复,另一方面使机体的代谢保持“青年”特点,即机体蛋白
质与体液丰富,而脂肪较少。GH对糖代谢的影响较复杂,生理水平的GH能刺激
胰岛。细胞分泌胰岛素,间接加强对葡萄糖的利用。总之GH能促进蛋白质合成,
加速脂肪分解,加强糖的合理利用,由糖提供能量转向由脂类提供能量。
2.分泌调节
GH的分泌受下丘脑GHRH和GHRIH的双重调节,血中生长介素可对GH分泌
有负反馈调节作用。GH的分泌还受到唾眠及血中糖和氨基酸含量等因素的影响。
应激时GH分泌也增加。运动可促进GH的分泌。激素对其分泌的影响?
GH分泌的影响因素
(二).催乳素催RL)
PRL是含有199个氨基酸的肽,是一种作用广泛的激素。
1.主要作用
PRL能促进乳腺生长发育,引起并维持乳腺分泌。在女性青春期,乳腺
的发育主要是性激素和其它激素的协同作用o妊娠时PRL与绒毛膜生长素、
雌激素以及孕激素等进一步促进乳腺发育,使泌乳条件逐渐成熟,但并不泌
乳,待分娩后,PRL才发挥始动和维持乳腺分泌的作用。
2.分泌调节
PRL也受下丘脑双重控制。催乳素释放因子促进其分泌;催乳素释放
抑制因子抑制其分泌,但后者功能占优势。婴儿吸吮母亲乳头时刺激乳头感
觉神经末梢,冲动传到下丘脑促使催乳素释放因子分泌,再引起PRL分泌。
刺激停止后PRL的分泌减少或停止。这是一种典型的神经内分泌反射。应激
状态下,PRL往往与ACTH、GH分泌增加同时出现,应激刺激停止后,三者
都逐渐恢复正常水平。PRL在应激时的功能尚不清楚。
二、神经垂体释放的激素
1.升压素(VP)或称抗利尿素(ADH)
VP的生理作用及其分泌调节已在本书血液循环系统及泌尿系统有关章段
中介绍过,这里不再重复。
2.催产素(OXT)
OXT有刺激乳腺和子宫的双重作用以刺激乳腺的作用为主。婴儿吸吮
乳头时也是通过刺激乳头感觉神经末梢,神经冲动传到下丘脑后,不仅引起
PRL释放,还刺激室旁核和视上核引起OXT的分泌。OXT作用于乳腺周围的肌
上皮细胞,使其收缩促进贮存于乳腺中的乳汁排出,并能维持乳腺分泌乳汁。
OXT对子宫平滑肌的作用对不同种属的动物、未孕与已孕的子宫效果
不同。未孕子宫对它不敏感,妊娠子宫对它则比较敏感。雌激素能增加子宫
对OXT的敏感性,而未孕时雌激素的作用则相反。虽然对0XT在分娩中的作
用研究很多,但其在分娩过程中和产后止血的生理意义尚无定论。临床上,
在产后用用T,使子宫强烈收缩,减少产后流血,但所用剂量已超出生理范
围,属药理效应。
第四节甲状腺
一、甲状腺的位置、形态和结构
甲状腺由许多滤泡组成。显微镜下所见:滤泡由单纯的立方腺上皮细
胞环绕而成,中心为滤泡腔。腺上皮细胞是甲状腺激素合成和释放的部位,
滤泡腔内充满均匀的胶性物质,是甲状腺激素复合物,也是甲状腺激素的
贮存库。腺泡旁细胞可分泌降钙素。
二、甲状腺激素的合成与代谢(了解)
甲状腺激素主要有甲状腺素又称四碘甲酸原氨酸(TJ和三碘甲酸原氨酸
(「,两种。它们是一组含碘的酪氨酸,合成的原料有碘和甲状腺球蛋,在甲状
腺腺细胞内,在甲状腺球蛋白的酪氨酸残基上碘化而成。人体每天从饮食摄
取100—200Hg碘,其中约有1/3碘进入甲状腺。甲状腺含碘总量约8000多
g,占全身含碘量的90%,说明甲状腺具有很强的聚碘能力。甲状腺功能亢
进时,聚碘能力超过正常,摄入碘量增加;低下时则低于正常,摄入碘量减
少。故临床把甲状腺摄取放射性碘(,力)的能力作为常规检查甲状腺功能的方
法之一。
碘离子被摄入甲状腺腺泡上皮细胞后,在过氧化酶的作用下,迅速氧化
为活化碘,然后经碘化酶的作用使甲状腺球蛋白中的酪氨酸残基碘化,生成
一碘酪氨酸(MIT)和二碘酪氨酸(DIT)。再在缩合悔的作用下,将它们缩合成
I或这样,含有四种酪氨酸残基的甲状腺球蛋白贮存在滤泡腔内。
甲状腺在受到TSH的作用时,释放甲状腺激素,腺上皮细胞先通过吞饮
作用把滤泡腔内的甲状球蛋白吞入腺细胞,在溶酶体蛋白水解酶的作用下,
使甲状腺球蛋白分解,解脱下来的T,或T因能抗拒脱碘晦的作用,分子又
小,可以透过毛细血管进入血液循环。甲状腺球蛋白分子上的T,数量远远
超过T,,所以分泌的激素中约占总量的90%,T,分泌量较少,但其活性
大,是丁的5倍。T“每日分泌总量约96gg,T,约30mg。T,释放入血后,
一部分与血浆蛋白结合,另一部分则呈游离状态在血中运输,两者之间可以
互相转变,维持T,、T;在血液中的动态平衡。:释放入血后,因为与血浆蛋
白的亲和力小,主要以游离型存在。
整
图18.甲状鹤
TPO:asuat
TO甲状球蛋白
三、甲状腺激素的生物学作用
(-).对代谢的影响
1.产热效应甲状腺激素可提高大多数组织的耗氧率,增加产热效应。
这种产热效应可能由于甲状腺激素能增加细胞膜上Na*—K'泵的合成,
并能增加其活力,后者是一个耗能过程。甲状腺素使基础代谢率增高,
Img的甲状腺素可增加产热4300kJo甲状腺功能亢进患者的基础代谢
率可增高35%左右;而功能低下患者的基础代谢率可降低15%左右。
2.对三大营养物质代谢的作用它对三大营养物质代谢的影响十分复杂。
总的来说,在正常情况下甲状腺激素主要是促进蛋白质合成,特别是
使骨、骨骼肌、肝等蛋白质合成明显增加,这对幼年时的生长、发育
具有重要意义。然而甲状腺激素分泌过多,反而使蛋白质,特别是骨
路肌的蛋白质大量分解,因而消瘦无力。在糖代谢方面,甲状腺激素
有促进糖的吸收,肝糖原分解的作用。同时它还能促进外周组织对糖
的利用。它加速了糖和脂肪代谢,特别是促进许多组织的糖、脂肪及
蛋白质的分解氧化过程,从而增加机体的耗氧量和产热量。
(二).促进生长发育
甲状腺激素促进生长发育作用最明显是在婴儿时期,在出生后头4个
月内影响最大。它主要促进骨骼、脑和生殖器官的生长发育。若没有甲状
腺激素,垂体的GH也不能发挥作用。而且,甲状腺激素缺乏时,垂体生成
和分泌GH也减少。所以先天性或幼年时缺乏甲状腺激素,引起呆小病。爰
小病患者的骨生长停滞而身材矮小,上、下半身的长度比例失常,上半身
所占比例超过正常人。又因神经细胞树突、轴突、髓鞘以及胶质细胞生长
发生障碍,可导致脑发育不全而智力低下。他们性器官也不能发育成熟。
患者必须在出生后3个月左右即补充甲状腺激素,迟于此时期,则治疗往
往无效。
(三).其他方面
甲状腺激素对于一些器官的活动也有重要的作用。它对维持已分化成
熟的神经系统的兴奋性有重要的意义。甲状腺激素可直接作用于*,促
进肌质网释放Ca",使心肌收缩力增强,心率加快。
四、甲状腺分泌的调节(重点)
(-).下丘脑一脑垂体一甲状腺功能轴
腺垂体分泌的TSH是调节甲状腺分泌的主要激素。(TSH是一种糖蛋白
激素,由a和0两个亚单位组成。TSH的生物活性主要决定于。亚单位,但
水解下来的单独。亚单位只有很弱的活性,只有a和。两亚单位结合在一起
时才能显出全部活性。TSH在血中浓度为2~llmU/L,半衰期约60min)。
TSH的分泌受下丘脑TRH的控制。体内各种刺激可以通过感受器,经传
入神经到中枢神经系统,促进或抑制下丘脑分泌TRH,进而再影响甲状腺的
分泌。例如寒冷刺激就是通过皮肤冷感受器再经上述环节而促进甲状腺分
泌。T:、「在血中的浓度也经常反馈调节TSH的分泌,是一种负反馈过程。
这种负反馈抑制是维持甲状腺功能相对稳定的重要环节。
(二).自身调节
甲状腺功能的自身调节,这是指在完全缺少TSH或TSH浓度基本不变的
情况下,甲状腺自身对碘供应的多少而调节甲状腺素的分泌。当食物中碘供
应过多时,首先使甲状腺激素合成过程中碘的转运发生抑制,同时使合成过
程也受到抑制,使甲状腺激素合成明显下降。如果碘量再增加时,它的抗甲
状腺合成激素的效应消失,使甲状腺激素的合成增加。此外,过量的碘还有
抑制甲状腺激素释放的作用。相反,外源碘供应不足时,碘转运机制将加强,
甲状腺激素的合成和释放也增加,使甲状腺激素分泌不致过低。碘的这种作
用原理尚不清楚。
(三).自主神经的作用
甲状腺滤泡受交感神经支配,电刺激交感神经可使甲状腺激素合成增加;
支配甲状腺的胆碱能纤维则能抑制甲状腺激素的分泌。
1.甲亢:分泌甲状腺激素过多,造成产热过多、代谢功能亢进等异常
情况。患者出汗明显增多,心悸,中枢神经系统兴奋性增高,消瘦等等,
有时还会出现眼球突出等体征。
2.甲状腺功能低下:分泌甲状腺激素不足,则出现相反的功能异常现象。
如先天性不足,出生后又末及时补充甲状腺激素,最后成为“呆小症”患
者。成年人患甲状腺功能低下时,变得反应迟钝、代谢低、畏寒、月经紊
舌J并出现粘液性水肿等特殊体型。
甲状腺激素分泌异常,可以由于甲状腺本身疾患,如甲状腺增生、肿
瘤,可以使分泌激素增多;而甲状腺炎症或甲状腺损伤或供碘不足则使甲
状腺分泌不足。除此之外,下丘脑或腺垂体功能异常,所分泌的TRH、TSH
异常,也间接使甲状腺形态、功能发生相应的变化。
图19甲状腺激
未分泌的调节
示意图
剌激
第五节甲状旁腺和甲状腺C细胞
1.位置
人体有两对甲状旁腺,其形状为椭圆形小球,总重量约lOOmg。它分泌甲
状旁腺素(PTH)。甲状腺C细胞是位在甲状腺腺泡之间和腺泡上皮细胞之间的
滤泡旁细胞又称C细胞,分泌降钙素。
甲状旁腺一分泌甲状旁腺素(PTH)
甲状腺C细胞-分泌降钙素
2.PTH主要作用
PTH是调节血钙水平的最重要激素,它能动员骨钙入血使血钙浓度升高。
PTH还能促进远球小管对钙的重吸收,也使血钙升高,同时还抑制近球小管对
磷的重吸收、使血磷降低。体内的维生素D,(VD)主要由皮肤中7—脱氢胆固醇
经日光中紫外线照射转化而来,也可从动物性食品中摄取。VD,无活性,它先
在肝中羟化成25-OH-VD”再经肾进一步经化成1,25-(OH)「VD,才具有活性。
它的生理功能是促进小肠对钙、磷的吸收,以及骨钙动员和骨盐沉积双重作用。
故人体补钙时需同时补充VD3,才有利于钙的吸收。
3.降钙素主要作用
降钙素的主要作用是降低血钙和血磷。它抑制破骨细胞的活动,减弱溶骨过
程,增强成骨过程,使骨组织释放的钙磷减少,钙磷沉积增加,因而血钙与血磷
含量下降。
4.分泌调节
调节PTH和降钙素分泌的最重要因素是血钙浓度的高低。血钙下降使PTH
分泌增加;而血钙上升则促进降钙素的分泌(P321,图13-8)。
图13-8甲状旁腺素、降钙素和皿对血钙的调节示意图
(实线表示促违盅爱表示抑制)
第六节肾上腺
肾上腺分为两部分:外周部为皮质,占大部分;中心部为髓质,占小部分。
肾上腺皮质和髓质在胚胎发生、组织结构、激素的化学性质与生理功能都不同,
实际上是两个不同的内分泌腺.皮质是腺垂体的一个靶腺,髓质受交感神经节前
纤维直接支配,相当于一个交感神经节。
「肾上腺皮质
肾上腺j
匚肾上腺髓质
一、肾上腺皮质
肾上腺皮质的组织结构可分为三层:按其细胞排列方式自外向内分为
球状带、束状带和网状带。肾上腺皮质是维持生命所必需的内分泌腺。动
物摘除双侧肾上腺,如不适当处理,一,二周内即可死亡。如仅切除肾上腺
髓质,动物可以存活较长时间。
肾上腺皮质分泌三种激素:盐皮质素,糖皮质素,性激素(少量):球状
萤主要分泌盐皮质激素,在人体为醛固酮。束状带,网状带分泌糖皮质激
素,在人体以皮质醇为主;网状带还分泌少量性激素。肾上腺皮质激素属
于韵体激素,脂溶性。合成它们的原料主要来自血液中的胆固醇。
(一).糖皮质激素
人体糖皮质激素以皮质醇为主,有少量皮质酮。而实验动物大鼠和小鼠
肾上腺皮质则主要分泌皮质酮.皮质醇分泌入血后,大部分与血浆中蛋白
结合,游离型仅占5%~10%。
1.生物学作用
(1).对三大营养物质代谢的影响
是机体调节糖代谢的一种重要激素,可促进蛋白质分解,使氨基
酸在肝中转变为糖原;另一方面又有对抗胰岛素作用,抑制外周组织
对葡萄糖的利用,使血糖升高。糖皮质激素对不同部位脂肪的作用不
同,四肢脂肪组织分解增加,而使腹、面部、两肩及背部脂肪合成增
如。肾上腺皮质功能亢进或服用过量的糖皮质激素后可引起血糖升高;
肌肉消瘦,骨质疏松,皮肤变薄;面圆、背厚、躯干部发胖而四肢消
瘦等特殊体型一向中性肥胖。过量的糖皮质激素可引起血糖显著升高,
为类固醇性糖尿病。
(2).对水盐代谢的影响
皮质醇有较弱的保钠保水排钾作用。肾上腺皮质功能不足时、排
水明显减少、严重时可出现“水中毒”。
(3).对血细胞生成与破坏的影响
①.增强骨髓对红细胞和血小板的造血功能,使红细胞及血小板数
量增加;②.使中性细胞增加;
③.促进单核一吞噬细胞系统吞噬嗜酸性粒细胞,使后者在血液中
的数量减少;
④.抑制淋巴组增生,使淋巴组织发生萎缩,使血中淋巴细胞减少。
(4).对血管反应的影响有三方面
①.能增强血管平滑肌对儿茶酚胺的敏感性;
②.抑制使血管舒张的前列腺素的合成;
③.降低毛细血管的通透性,有利于维持血容量。
(5).在应激反应中的作用
环境中一切有害刺激,如麻醉、感染、中毒、创伤、寒冷、恐惧等
因素作用于机体,引起机体一系列生理功能变化,以适应上述种种有害刺
激,称为应激反应。在这一反应中ACTH分泌立即增加,糖皮质激素分泌
也相应增加。糖皮质激素能增强机体的应激能力,其作用机制尚不清楚。
肾上腺皮质功能不全时,机体应激反应减弱,遇到有害刺激时易导致死亡。
应激反应时机体内分泌及神经系统的主要变化:(1).腺垂体分泌GH、
PRL、ACTH增加,肾上腺皮质分泌糖皮质素增加;(2).交感一臂上腺髓质
系统功能增加:肾上腺髓质分泌肾上腺素增加,交感神经兴奋。
大剂量糖皮质激素将引起药理效应:主要为抗炎、抗中毒、抗休克和抗
过敏等作用,将在药理学中述及。
2.分泌调节
无论是基础分泌还是在应激状态下的分泌,都受腺垂体ACTH的控制。
ACTH的分泌又受下丘脑的CRH控制,形成下丘脑一腺垂体一肾上腺皮质轴。
血中糖皮质激素对CRH、ACTH有负反馈调节,为闭环回路。ACTH和CRH之
间也可能存在短环路负反馈调节。血中糖皮质激素分泌过多时,能抑制ACTH
的分泌,或使腺垂体分泌ACTH的细胞对CRH的反应减弱,这样再降低糖皮
质激素的分泌,以维持糖皮质激素在血液中含量相对稳定,以供机体的需要。
在应激反应中,中枢神经系统通过多种神经通道使下丘脑一腺垂体一肾
上腺皮质功能轴活动加强。糖皮质激素分泌量急增,此时糖皮质激素的负反
馈调节暂时失效,这是一种典型的开环调节,负反馈失效的机制不明。
其它制像+
+开
环
强急反成++调
节
3.促肾上腺皮质激素(ACTH)
ACTH是一个含39个氨基酸的多肽。分子的1~24位氨基酸为生物活
性必需。猪、牛、羊等腺垂体中提取出来的ACTH,其分子的前24位氨基
酸与人体相同,故这类动物的ACTH对人体有效。ACTH分泌呈现日节律波
动,午夜最低,清晨觉醒起床前进入高峰,白天维持在较低水平,入睡时
再减少。由于这种节律,使糖皮质激素的分泌也出现相应的波动。临床上
或动物实验中要检测血中糖皮质激素的含量时,每次必须在同一时间抽取
血样。
4.功能异常
由于糖皮质激素在临床上的广泛应用,会导致如糖皮质激素分泌异常
的现象。如长期大剂量的服用糖皮质激素,可使患者出现肾上腺功能亢进
(柯兴征)的综合征:满月脸、水牛背、下肢肌肉萎缩无力。尤为严重的是
外源性糖皮质激素也能反馈性地抑制腺垂体分泌ACTH,后果是自体肾上腺
皮质萎缩(不能突然停药)。内源性皮质醇分泌减少,如突然停药,会出现
肾上腺功能不足的后果。肾上腺功能不足也比较常见,患者表现为抵抗力
应激反应差,极易感染等。上述功能异常可以由肾上腺皮质本身疾患、也
可以继发于CRH,ACTH的分泌异常而导致肾上腺皮质发生相应的变化。
(二).肾上腺盐皮质激素
球状带分泌的盐皮质激素在人体以醛固酮为主。它对调节Na\IC代谢
作用以及分泌的调节已在本书循环及泌尿章节中叙及,不再重复。
(三).性激素
肾上腺皮质分泌的性激素以雌激素为主。少量的雄性激素对妇女的性行
为甚为重要。雄性激素分泌过量时可使女性男性化。
二、肾上腺髓质
(一).肾上腺髓质的组织结构(自学)
肾上腺髓质位于肾上腺中心。从胚路发生来看,髓质与交感神经同一
来源,相当于一个交感神经节,受内脏神经节前纤维支配(属交感神经),
形成交感神经一肾上腺系统。肾上腺髓质的腺细胞较大,呈多边形,围绕
血窦排列成团或不规则的索网状。细胞内含有细小颗粒,一些颗粒与辂盐
呈棕色反应。含有这种颗粒的细胞称为嗜辂细胞。这些颗粒内的物质可能
就是肾上腺髓质激素的前体。
(二).肾上腺髓质激素的生物学作用及其分泌的调节
1.生物学作用
肾上腺髓质的嗜辂细胞分泌两种激素:肾上腺素和去甲肾上腺素,
以肾上腺素为主。在机体遭遇紧急情况时(恐惧、惊吓、焦虑、创伤或失
血等):交感神经活动加强,髓质分泌激素急剧增加。其结果是:心跳加
强加快,心输出量增加,血压升高,血流加快;内脏血管收缩,内脏器
官血流量减少,肌肉血管舒张,肌肉血流量增加,为肌肉提供更多氧和
营养物质;支气管舒张,以减少气体交换阻力,改善氧的供应;肝糖原
分解,血糖升高,增加营养的供给。总之,上述一切变化都是在紧急情
况下通过交感一肾上腺髓质系统发生的适应性反应,称为应急反应。11
起应急反应的各种刺激也是引起应激反应的刺激。两个系统相辅相成,
使机体的适应能力更为完善。
2.髓质激素分泌调节
内脏大神经节前胆碱能纤维兴奋,或给予乙酰胆碱均能捉进肾上腺
髓质合成并分泌肾上腺素和去甲肾上腺素。肾上腺素和去甲肾上腺素对
肾上腺髓质都有负反馈作用。近来发现ACTH直接地或通过糖皮质激素
间接地促进肾上腺髓质合成激素。
第七节胰岛
1、胰岛的形态与结构
胰岛是散在胰泡之间的细胞团。胰岛细胞按其形态和染色特点主要可
分为:A、B、D及PP细胞。其中最重要的为A和B细胞(或称a和。细胞)。
A细胞占胰岛细胞总数的25%,分泌胰高血糖素;B细胞约占60%,分泌
胰岛素。D细胞数量较少,分泌生长抑素,分细胞很少,分泌胰多肽。每
个胰岛周围有丰富的毛细血管,交感神经、副交感神经和肽能神经的末梢
都直接终止于胰岛细胞。
「A细胞(25%)一分泌胰高血糖素
胰岛细胞(主要)J
IB细胞(60%)一分泌胰岛素
2、胰岛素的生物学作用及其分泌调节
胰岛素是一种小分子蛋白质,由51个氨基被残基组成,人胰岛素分
子量为6000,有A、B两个肽链。60年代中期,我国生化学家首先成功地
合成有高度生物活性的胰岛素分子,在生物化学与内分泌学史上作出了巨
大贡献。
3.胰岛素的生物学作用
胰岛素的主要生物学作用是调节糖、脂肪和蛋白质的代谢。
a.糖代谢胰岛素能促进全身各组织,尤其能加速肝细胞和肌细胞摄取葡
萄糖,并且促进它们对葡萄糖的贮存和利用,降血糖。肝细胞和肌细
胞大量吸收葡萄糖后,将其转化为糖原贮存起来。所以胰岛素缺乏时、
血中葡萄糖不能被细胞贮存和利用、因而血糖浓度升高、如超过肾糖
阂(180mg/dl血浆)时,从尿中排出葡萄糖并伴以尿量增加,发生胰岛
素依赖性糖尿病。
b.脂肪代谢胰岛素一方面促进肝细胞合成脂肪酸,然后运送到脂肪细
胞储存;另一方面抑制脂肪分解。进入脂肪细胞的葡萄糖不仅用于合
成脂肪酸,而且主要使其转化成a-磷酸甘油,并与脂肪酸形成甘油三
酯贮存于脂肪细胞内。胰岛素缺乏时不仅引起糖尿病,而且还可引起
脂肪代谢紊乱,出现血脂升高,动脉硬化,引起心、血管系统发生严
重病变。
3.蛋白质代谢胰岛素对于蛋白质代谢也非常重要。促进氨基酸进入细
胞,然后直接作用于核糖体,促进蛋白质的合成。它还能抑制蛋白
质分解。对机体生长过程,胰岛素与生长素共同作用时,才能发挥
明显的效应。
2.胰岛素分泌的调节
a.血糖浓度是调节胰岛素分泌的最基本的因素。血糖浓度升高时可以直
接刺激B细胞,使胰岛素的分泌增加,可高达基础水平的10—20倍,
使血糖浓度恢复到正常水平;血糖浓度低于正常水平时,胰岛素的分
泌减少,可促进胰高血糖分泌增加,使血糖水平上升。
b.氨基酸和脂肪酸的作用血液中多种氨基酸如精氨酸、赖氨酸都有刺激
胰岛素分泌的作用。主要是和血糖协同作用。在血糖浓度正常时,上
述作用微弱;在血糖升高时,过量的氨基酸可使高血糖引起的胰岛素
分泌加倍增多。血液中脂肪酸和酮体大量增加时,也能促进胰岛素的
分泌。
c.其它激素许多胃肠道激素以及胰高血糖素都有刺激胰岛素的分泌作
里
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