11内分泌北医-文档资料.ppt
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1、生理学内分泌 第一节 概述 第二节 下丘脑和垂体的内分泌 第三节 甲状腺的内分泌 第四节 甲状旁腺的内分泌与调节钙、磷代谢的激素 第五节 肾上腺的内分泌 第六节 胰岛的内分泌 第七节 其他腺体或组织的内分泌 生理学内分泌 第一节 概述 内分泌系统(endocrine system):由内分泌腺和分散于某些器 官组织中的内分泌细胞组成的一个重要的信息传递系统。 内分泌腺:垂体、甲状腺、肾上腺、胰岛、甲状旁腺、性腺和 松果体等; 散在的内分泌细胞 :胃肠道、下丘脑、心 脏、血管、肺、肾、胎 盘等 生理学内分泌 内分泌系统的功能:调节机体的基本生命活动,如新陈代谢、生长发 育,以及各种功能活动发挥。
2、 内分泌系统和神经系统、免疫系统关系密切。 内分泌系统 神经系统免疫系统 生理学内分泌 (一)激素的概念及作用方式 1.激素的概念 激素(hormone):由内分泌腺或散在内分泌细胞所分泌的高效能生 物活性物质,是细胞与细胞之间信息传递的化学媒介。(经典概念 ) 非内分泌细胞分泌的化学信使物质: 神经细胞:肽类 组织细胞:前列腺素和生长因子 免疫活性细胞:细胞因子 一、激素及其分类 生理学内分泌 2.激素的作用方式 接受激素信息的器官、组织或细胞分别被称为靶器官(target organ)、靶组织(target tissue)或靶细胞(target cell)。 远距分泌(telecrine)
3、 旁分泌(paracrine) 自分泌(autocrine) 神经分泌 (neuroerine) 生理学内分泌 (二)激素的分类 按化学性质不同,可分为四类: 1.含氮激素 (1)蛋白质激素:胰岛素、甲状旁腺激素及腺垂体激素。 (2)肽类激素:下丘脑调节肽、神经垂体激素、降钙素和胃肠激 素等。 (3)胺类激素:去甲肾上腺素、肾上腺素及甲状腺激素 2.类固醇激素(steroid hormones) 由肾上腺皮质和性腺分泌,包括皮质醇、醛固酮、雌激素、孕 激素以及雄激素等。 3.固醇类激素 胆钙化醇(维生素D3)、25-羟胆钙化醇(25-羟维生素D3)和1,25 -二羟胆钙化醇(1,25-二羟维生
4、素D3)。 4.脂肪酸衍生物 前列腺素。 生理学内分泌 主要的激素及其化学性质 下丘脑 促甲状腺激素释放激素 TRH 三肽 促性腺激素释放激素 GnRH 十肽 生长素释放抑制激素(生长抑素)GHRIH 十四肽 生长素释放激素 GHRH 四十四肽 促肾上腺皮质激素释放激素 CRH 四十一肽 促黑(素细胞)激素释放因子 MRF 肽 促黑(素细胞)激素释放抑制因子 MIF 肽 催乳素释放因子 PRF 肽 催乳素释放抑制因子 PIF 肽 血管升压素(抗利尿激素) VP (ADH) 九肽 催产素 OXT 九肽 主要来源 激素 英文缩写 化学性质 生理学内分泌 腺垂体 促肾上腺皮质激素 ACTH 三十九肽
5、 促甲状腺激素 TSH 糖蛋白 促卵泡激素 FSH 糖蛋白 黄体生成素 LH 糖蛋白 促黑(素细胞)激素 MSH 十八肽 催乳素 PRL 蛋白质 生长素 GH 蛋白质 甲状腺 甲状腺素(四碘甲腺原氨酸) T4 胺类 三碘甲腺原氨酸 T3 胺类 甲状腺C细胞 降钙素 CT 三十二肽 甲状旁腺 甲状旁腺激素 PTH 蛋白质 胰岛 胰岛素 蛋白质 肾上腺皮质 糖皮质激素(如皮质醇) 类固醇 盐皮质激素(如醛固酮) 类固醇 肾上腺髓质 肾上腺素 E 胺类 去甲肾上腺素 NE 胺类 主要来源 激素 英文缩写 化学性质 (续表) 生理学内分泌 主要来源 激素 英文缩写 化学性质 睾丸:间质细胞 睾 酮 T
6、 类固醇 支持细胞 抑制素(卵巢也可产生) 糖蛋白 卵巢、胎盘 雌二醇 E2 类固醇 雌三醇 E3 类固醇 孕酮 P 类固醇 人绒毛膜促性腺激素 hCG 糖蛋白 消化道、脑 胃泌素 十七肽 胆襄收缩素-促胰酶素 CCK-PZ 三十三肽 促胰液素 二十七肽 心房 心房钠尿肽 ANP 二十八肽 松果体 褪黑素 MT 胺类 胸腺 胸腺激素 肽类 各种组织 前列腺素 PG 脂肪酸衍生物 肾 1,25-二羟维生素D3 1,25-(OH)2VD3 固醇类 (续表) 生理学内分泌 二、激素作用的一般特性 (一)激素的信息传递作用 不论何种激素,只能对靶细胞的生理生化过程起加强或减弱的作 用。在这些作用中,激
7、素既不能添加成分,也不能提供能量,仅仅起将 生物信息传递给靶细胞的“信使”(messenger)作用,调节靶细胞固有 的生理生化反应。 (二)激素的高效能生物放大作用 各种激素的血中浓度都很低,一般在nmolL,甚至pmolL数量 级。但其作用显著,原因在于激素与受体结合后,在细胞内发生一系列 酶促反应,逐级放大,形成一个效能极高的生物放大系统。 0.1g促肾上腺皮质激素释放激素腺垂体释放1g促肾上腺皮 质激素肾上腺皮质分泌40g糖皮质激素增加约6000g的糖原贮存 。 激素浓度的变化会对机体生理功能产生巨大的影响。 生理学内分泌 生理学内分泌 (三)激素作用的相对特异性 激素被释放入血后,可
8、到达全身各个部位,与各种组织细胞广 泛接触,但它对组织和细胞是有选择性地发挥调节作用的,这种选 择性称为激素作用的特异性。 激素作用的特异性与靶细胞上存在能与该激素发生特异性结合 的受体(receptor)有关。 激素受体:靶细胞上能识别并专一性地与某种激素结合,继而 引起各种生物效应的功能蛋白质,换句话说,受体是细胞接受激素 信息的装置。 受体与激素的结合特征:高亲和力、可逆性和饱和性。 生理学内分泌 (四)激素间的相互作用 协同作用:不同激素发挥同样生理效应。生长激素、肾上腺素、 胰高血糖素及糖皮质激素均可升高血糖,通过作用于不同环节,在升糖 效应上有协同作用。 拮抗作用:不同激素发挥相反
9、生理效应。胰岛素则降低血糖,与 上述激素的升糖效应相拮抗。 允许作用(permissive action) :有的激素本身并不能直接对某 些器官组织或细胞产生生物效应,但在它存在的条件下,却可使另一种 激素的作用明显增强,这种现象称为允许作用。 生理学内分泌 生理学内分泌 三、激素的作用机制 (一)含氮激素的作用机制 第二信使学说(1965 Sutherland学派) 第二信使: cAMP cGMP IP3 DG Ca2+ 蛋白激酶: PKA PKC PKG 萨瑟兰(美国人) 1971年诺贝尔生理学或医学奖 生理学内分泌 1.G蛋白耦联受体途径 生理学内分泌 (1)AC-cAMP-PKA途径
10、胰高血糖素 肾上腺素 CRH TSH LH GHRH VP 生理学内分泌 生理学内分泌 (2)PLC-IP3DG-CaMPKC途径 催产素 催乳素 血管升压素 生理学内分泌 (3)GC-cGMP-PKG途径 鸟苷酸环化酶受体(guanylyl cyclase receptor):鸟苷酸环化酶 受体膜外侧的N端有配体结合位点,膜内侧C端有鸟苷酸环化酶(GC)结构 域,配体结合于受体,将激活GC。GC使胞质内的GTP环化,生成cGMP, 后者可结合并激活依赖cGMP的蛋白激酶G(PKG),PKG是丝氨酸苏氨酸 蛋白激酶,通过对底物蛋白的磷酸化实现信号转导。 生理学内分泌 2.酶耦联受体途径 受体与
11、酶是同一个蛋白质分子,结构简单,仅有一个跨膜结构域, 其膜外部分有激素的结合位点,而膜内部分具有酪氨酸激酶的活性。 受体型酪氨酸蛋白激酶自身磷酸化 胰岛素 生长激素 促红细胞生成素 生长因子 生理学内分泌 (二)类固醇激素的作用机制 1.类固醇激素作用的基因调节机制基因表达学说 生理学内分泌 胞质受体: 糖皮质激素 盐皮质激素 胞质与胞核受体: 雌激素 孕激素 雄激素 胞核受体: 1,25-(OH)2-D3 甲状腺激素 生理学内分泌 2.类固醇激素作用的非基因调节机制 类固醇激素经基因机制发挥作用,一般需要数小时或数天的时间 。近年来的研究发现,有些类固醇激素的作用效应出现很快,往往在数 分钟
12、,甚至数秒钟之内,且其效应不被基因转录和翻译的抑制剂所抑制 。 推测此快速作用是由细胞膜上的受体介导的,称为类固醇激素的 快速非基因效应。 目前对于类固醇激素非基因作用机制的具体过程仍不十分清楚, 有待进一步的研究。 生理学内分泌 四、激素分泌的调节 激素分泌水平的相对稳定对机体 内环境和生理功能的稳态起十分重要的 作用。 (一)下丘脑-腺垂体-靶腺轴的调节 下丘脑-腺垂体-靶腺轴: 下丘脑-腺垂体-甲状腺轴 下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴 下丘脑-腺垂体-性腺轴 调节轴心的任何一个环节发生障 碍,均可破坏体内这些激素水平的稳态 。 生理学内分泌 (二)反馈调节 绝大多数是负反馈调节 下丘脑-腺
13、垂体-靶腺轴调节: 长反馈(long-loop feedback): 靶腺(即甲状腺、肾上腺皮质、性腺) 分泌的激素对下丘脑和腺垂体的负反 馈作用。 短反馈(short-loop feedback): 腺垂体分泌的促激素对下丘脑的负反 馈作用。 超短反馈(ultra-short-loop feedback):下丘脑分泌的某些释放肽 刺激和它相应的释放抑制肽的细胞实 现的负反馈调节。 生理学内分泌 (三)神经调节 许多内分泌腺的活动都直接或间接地受中枢神经系统活动的 调节。 交感神经活动增强时,肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上 腺素增多,可协同交感神经系统产生应急反应,动员机体的多种功 能,以适
14、应内外环境的变化。 下丘脑的神经内分泌细胞在神经系统与内分泌系统功能活动 的调节中起重要的桥梁作用。 激素的分泌还受到体内生物节律的影响,在某些不同激素之 间也可进行相互调节,如甲状腺激素还可根据血碘水平对甲状腺激 素的合成进行自身调节。 生理学内分泌 第二节 下丘脑和垂体的内分泌 下丘脑-腺垂体系统(hypothalamo- adenohypophysis system) :下丘脑内 侧基底部促垂体区的小细胞肽能神经元 分泌下丘脑调节肽,由垂体门脉系统运 送到腺垂体,调节腺垂体激素的合成与 释放。 下丘脑-神经垂体系统 (hypothalamo-neurohypophysis system)
15、:下丘脑视上核和室旁核的大细 胞肽能神经元合成血管升压素(VP)和催 产素(OXT),经下丘脑垂体束的轴浆运输 到达并贮存于神经垂体。 下丘脑与垂体的在结构和功能上联系密切形成所谓的下丘脑-垂体功 能单位(hypothalamus-hypophysis unit),包括 : 生理学内分泌 生理学内分泌 一、下丘脑神经内分泌(Neuroendocrine of hypothalamus) 下丘脑调节肽 (HRP):下丘脑促垂体区肽能神经元分泌的,能调节腺 垂体活动的肽类激素的统称。 下丘脑促垂体区:正中隆起,弓状核、腹内侧核、视交叉上核及室周 核等 神经元:小细胞肽能神经元 1968年, Gui
16、llemin实验室首次从30万头羊 的下丘脑中成功地分离出几毫克促甲状腺激素释 放激素(TRH),并于一年后确定其结构为三肽。 1971年Schally实验室从16万头猪的下丘脑中 提纯了 GnRH,并鉴定其为十肽。 生理学内分泌 促甲状腺激素释放激素 TRH 三肽 促进TSH释放,也能刺激PRL释放 促性腺激素释放激素 GnRH 十肽 促进LH与FSH释放(以LH为主) 促肾上腺皮质激素释放激素 CRH 四十一肽 促进ACTH释放 生长素释放激素 GHRH 四十四肽 促进GH释放 生长素释放抑制激素 GHRIH 十四肽 抑制GH释放,对LH,FSH,TSH (生长抑素) PRL及ACTH的分
17、泌也有抑制作用 促黑(素细胞)激素释放因子 MRF 肽 促进MSH释放 促黑(素细胞)激素释放 MIF 肽 抑制MSH释放 抑制因子 催乳素释放因子 PRF 肽 促进PRL释放 催乳素释放抑制因子 PIF 多巴胺? 抑制PRL释放 下丘脑调节肽的化学性质与主要作用 种 类 英文缩写 化学性质 主 要 作 用 生理学内分泌 下丘脑调节肽对垂体腺细胞调控机制属于第二信使学说。 这些肽除调节腺垂体功能外 , 还有复杂的垂体外功能。 下丘脑激素分泌的调节: (神经调节) 下丘脑肽能神经元的活动受高位中枢及外周传入信息的影响 。 影响肽能神经元活动的神经递质 : 1.肽类物质: 脑啡肽、-内啡肽、血管活
18、性肠肽、P物质、神经降压 素及缩胆囊素等。 2.单胺类物质: 多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NE)和5-羟色胺(5-HT) 生理学内分泌 神经递质对几种下丘脑调节肽分泌的影响 递质 TRH GnRH GHRH CRH PRF NE DA (一) 5-HT 生理学内分泌 二、腺垂体内分泌 垂体 腺垂体 神经垂体 远侧部 结节部 中间部 神经部 漏斗部 正中隆起 前叶 后叶 漏斗 生理学内分泌 腺垂体细胞组成 有内分泌功能颗粒细胞: 生长激素细胞 催乳素细胞 促甲状腺激素细胞 促肾上腺皮质激素细胞 促性腺激素细胞 促黑素细胞(中间部) 无内分泌功能无颗粒细胞: 滤泡星形细胞(相当于神经 胶质细胞)
19、 未分化细胞(嫌色细胞) 生理学内分泌 腺垂体分泌的激素(7种): 促甲状腺激素(TSH) 下丘脑-腺垂体-甲状腺轴 促肾上腺皮质激素(ACTH) 下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴 促卵泡激素(FSH) 黄体生成素(LH) 下丘脑-腺垂体-性腺轴 生长激素(GH) 催乳素(PRL) 促黑(素细胞)激素(MSH) 生理学内分泌 (一)生长激素(GH) 人生长激素(human growth hormone, hGH):191个氨基酸残基 组成,分子量为22000,化学结构与人催乳素十分相似。 生理学内分泌 1.生长激素的生理作用 GH促进物质代谢和生长发育,对机体各器官组织均有影响,对骨骼、 肌肉及内
20、脏器官的作用更为显著,GH也称为躯体刺激素(somatotropin)。 GH参与机体的应激反应,是机体重要的应激激素之一。 (1)促进生长:GH是机体生长发育起关键性作用的调节因素。GH能促 进骨、软骨、肌肉及其他组织细胞的分裂增殖和蛋白质合成,从而使骨骼 和肌肉的生长发育加快。 实验证明:幼年动物在摘除垂体后,生长即停滞;但如及时给予补 充GH,则可使之恢复生长发育。 临床观察: 侏儒症(dwarfism):幼年时期GH分泌不足 巨人症(gigantism):幼年时期GH分泌过多 肢端肥大症(acromegaly):成人GH分泌过多,长骨不会再生长 ,肢端的短骨、颅骨及软组织可出现异常的生
21、长,表现为手足粗大、鼻大 唇厚,下颌突出及内脏器官增大等。 生理学内分泌 生理学内分泌 生理学内分泌 生理学内分泌 生理学内分泌 血中GH存在形式:结合型(4045)和游离型。 生长激素结合蛋白(GHBP) 高亲和力的GHBP1 (85) 低亲和力的GHBP2 GH受体(GHR):620个氨基酸残基组成的跨膜糖蛋白,分子量为 130000。分布广泛:肝、脑、骨骼肌、心、。肾、肺、脾、胃、肠、软 骨、胰腺、睾丸、前列腺、卵巢、子宫、骨骼等组织及脂肪细胞、成纤 维细胞、淋巴细胞等。 JAK-STAT途径:GH与受体结合形成二聚体酪氨酸激酶活化 JAK2蛋白的酪氨酸发生磷酸化细胞内的蛋白质分子发生磷
22、酸化转 录因子STAT磷酸化而活化转入细胞核内,加速DNA转录过程,促进 蛋白质的合成。 生理学内分泌 生长激素介质(somatomedin,SM) :GH诱导靶细胞(如肝细胞等)产 生的一种具有促生长作用的肽类物质,因其化学结构及功能与胰岛素相 似,又称为胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)。 IGF- :GH的促生长作用主要由IGF-介导。 IGF-与受体结合激活酪氨酸蛋白激酶(PTK)。 IGF-:胚胎期产生,对胎儿的生长发育起重要的作用。 IGF的主要作用:促进软骨生长。 促进钙、磷、钠、钾、硫等多种元素进入软骨组织,促进氨基 酸进入软骨细胞
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