第十一章内分泌系统.ppt
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1、第十一章 内分泌系统的功能,第一节 激 素,内分泌系统与神经系统在功能上紧密联系,相互作用,共同实现对机体各器官的调节,维持内环境的相对稳定。 机体重要的内分泌腺有脑垂体、甲状腺、甲状旁腺、胰岛、肾上腺和性腺等。 现在认为,机体许多器官、组织都有内分泌的功能,,故有胃肠内分泌、心脏内分泌、肾脏内分泌和神经内分泌等。,一、内分泌与内分泌系统(endocrine system),激素(hormone) :由内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的,以体液为媒介,在细胞间传递调节信息,发挥其调节作用的高效能的生物活性物质。激素作用的特定部位称为靶器官、靶组织、靶细胞。 根据激素作用距离的远近: 远距分泌(
2、telecrine) :经血液运输至远距离的靶组织而发挥作 用的方式。 旁分泌(paracrine) :不经血液运输,仅由组织液扩散而作用 于临近细胞的方式。 自分泌(autocrine) :内分泌细胞所分泌的激素在局部扩散又 返回作用于自身的方式。 神经分泌(neurocrine) :神经内分泌细胞分泌的神经激素经轴 浆运输至末梢而释放入血。,二、激素的化学性质 (一)激素的概念及作用方式,(二)、激素的分类 按其化学结构分三类(表11-1) : 1、胺类激素 (amine hornones),有肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素 褪黑激素。,2、多肽和蛋白质类激素(polypeptide a
3、nd protein hormones) 主要有下丘脑调节肽、神经垂体激素、腺垂体激素、 降钙素、胃肠激素等。,(2)固醇激素:1,25-二羟维生素D3。,(3)廿烷酸:前列腺素、血栓素及白三烯。,3、脂类激素(lipid hornones),(1)类固醇激素:由肾上腺皮质和性腺分泌的激素, 如皮质醇、醛固酮、雌激素、孕激素、雄激素等。,三、激素作用的共同特性 激素的信息传递作用 激素只是将信息传递给靶细胞,调节其固有的生理生化反应。将激素称为“第一信使”。,激素在血液中的浓度很低,一般都在ng/100ml甚至pg/100ml数量级。当与受体结合后,在细胞内发生一系列酶促放大作用。如下丘脑的0
4、.1gCRH腺垂体释放1gACTH肾上腺皮质分泌40g糖皮质激素=放大400倍。,激素的高效能生物放大作用,激素与组织细胞的特异作用,关键取决于靶细胞的特异受体。,激素作用的相对特异性,激素间的相互作用 1.协同作用:生长素血糖糖皮质激素 2.拮抗作用:胰岛素血糖胰高血糖素 3.允许作用:,化学结构类似的激素能竞争同一受体的结合位点。 如:高浓度的孕酮能与醛固酮竞争同一受体减弱醛固酮的效应。,4.竞争作用:,某激素(本身不发挥此作用)为另外激素发挥作用提供了必需的条件的现象称为允许作用。是协同作用的另一种表现形式。 如:糖皮质激素对血管平滑肌并无直接收缩作用,但当它缺乏或不足时,NE的缩血管效
5、应就难以发挥。,激素分泌的周期性 激素的分泌具有周期性变化,称为生物节律。是由生物钟决定的。 有日节律、月节律、季节律、年节律。 如:月经周期中激素分泌的月节律。 ACTH分泌的日节律。,ACTH分泌的日节律,四、激素作用的机制: (一)激素的受体 受体的分类 (1)细胞膜受体:,脂溶性激素与这类受体结合发挥作用。这类受体分:胞浆受体与核受体。 当类固醇激素进入细胞后,与胞浆受体结合形成复合物,然后进入核内生物效应。,(2)细胞内受体:,非脂溶性激素与这类受体结合发挥 作用。 当胺类激素(除甲状腺素外)与膜受体结合后,经G蛋白介导(再经cAMP信号通路、磷脂酰肌醇信号通路)和不经G蛋白介导(经
6、酪氨酸激酶的受体)的模式生物效应。,(二)含氮类激素作用机制 第二信使学说 1.G蛋白偶联受体途径 2.酶耦联受体途径,膜外N端:识别、结合第一信使,膜内C端:激活G蛋白,(1).G蛋白偶联受体介导-cAMP第二信使模式,神经递质、激素等(第一信使),兴奋性G蛋白(GS),激活腺苷酸环化酶(AC),ATP,cAMP(第二信使),细胞内生物效应,结合G蛋白偶联 受体,激活G蛋白(与、亚单位分离),激活cAMP依赖的蛋白激酶A,膜外N端:识别、结合第一信使,膜内C端:激活G蛋白,(2).G蛋白偶联受体介导-IP3 /DG第二信使模式,激素(第一信使),结合G蛋白偶联 受体,兴奋性G蛋白(GS),激
7、活磷脂酶C(PLC),PIP2,(第二信使) IP3 和 DG,激 活 蛋白激酶C,内质网 释放Ca2+,激活G蛋白(与、亚单位分离),细胞内生物效应,2.酶偶联受体介导 (1)受体酪氨酸激酶信号通路模式,生长因子、胰岛素,与受体酪氨酸激酶结合,细胞内生物效应,膜受体与酶是同一蛋白分子,本身具有酶活性,又称受体酪氨酸激酶。,膜外N端:识别、结合第一信使 膜内C端:具有酪氨酸激酶活性,(2)受体鸟苷酸环化酶信号通路模式,心房钠尿肽、NO等(第一信使),激活鸟苷酸环化酶(GC)受体,GTP,cGMP(第二信使),细胞内生物效应,激活cGMP依赖的蛋白激酶G,(三)类固醇激素作用机制 基因表达学说,
8、激素进入细胞膜,与胞浆受体结合H-R复合物,H-R复合物进入核内,H-R复合物与核内受体结合,此复合物结合在染色质 的非蛋白质的特异位点上,调控DNA转录过程,细胞内生物效应,H-R复合物,小 结 1、含氮类激素是通过与膜受体结合,然后产生第二信使,从而激活蛋白激酶来发挥作用的 2、脂类激素则是通过细胞膜进入胞浆,直接预胞浆受体结合通过调节基因表达来发挥作用的 3、甲状腺素属于胺类激素,但作用机制与脂类激素相似,五、激素分泌的调控 (一)体液调节 1、下丘脑-腺垂体-靶腺轴的调节,大脑皮层,下丘脑 (调节肽),腺垂体 (促激素),靶 腺 (激素),+,-,+,+,长反馈,短反馈,紧张、温度、光
9、等,长反馈:靶腺激素对下丘脑和腺垂体的负反馈作用 短反馈:把腺垂体分泌的促激素对下丘脑的负反馈作用 超短反馈:下丘脑释放的某些分泌肽在下丘脑的内部刺 激相应的释放抑制肽细胞 2、体液代谢物调节效应,(二)神经调节,第二节 下丘脑垂体的内分泌功能 下丘脑与垂体间的功能联系:,下丘脑 视上核和室旁核,神经垂体,下丘脑垂体束,血管升压素,催产素,下丘脑促垂体区,腺垂体,垂体门脉,下丘脑调节肽,一、下丘脑调节肽 由下丘脑“促垂体区”(视交叉上核、室周核、弓状核、正中隆起等)的神经内分泌小细胞合成与分泌的。前7种分别控制腺垂体激素的分泌。,二、腺垂体激素,(一) 生长素(growth hormone G
10、H),是腺垂体中含量较多的一种。 静息状态下,血清中成年男性GH浓度为5g/L(平均2g/L,女性略高于男性)。 GH的分泌呈脉冲节律性(14h/脉冲),睡眠时分泌明显增加。 具有种属特异性,除猴外,其他动物的GH对人无效。,1.生长素的作用: (1)促进生长发育:主要促进骨骼和肌肉的生长发育(通过促进蛋白质合成、促进软骨骨化和软骨细胞分裂),但对脑的生长发育无影响。分泌异常所致疾病:幼年时期缺乏侏儒症;幼年时期过多巨人症;成年后过多肢端肥大症。,(2)促进物质代谢:,蛋白质:GH能促进氨基酸进入细胞,并加速DNA和RNA的合成,促进蛋白质的合成。 脂肪:GH能促进脂肪分解,增强脂肪酸氧化,减
11、少组织的脂肪量。GH过量因脂肪酸氧化抑糖氧化。 糖:GH生理量可刺激胰岛素分泌加强糖利用;GH过量则抑制糖的利用血糖垂体性糖尿病。,2.生长素的作用机制:,生长素(GH),诱导靶细胞产生 生长素介质(SM/IGF),通过JAK-STAT信号介导,与肝、肾、软骨、骨骼肌等 GH受体结合,软骨、骨骼肌等细胞上的 IGF受体结合,通过酶偶联受体介导,促进生长发育 促进物质代谢,促进DNA转录 和蛋白质合成,3.生长素的分泌调节:,下 丘 脑,GHRH,GHIH,腺垂体,IGF,GH,甲状腺素 雌激素 雄激素,血糖降低 氨基酸 慢波睡眠 应激刺激,下丘脑激素: GH、IGF的反馈调节: 代谢因素: 睡
12、眠: 运动、应激、性激素:,cAMP/Ca2+ (第二信使),(二)催乳素(prolaction PRL) 1.PRL的作用:催乳素的主要作用是促进乳腺生长发育,引起和维持成熟的乳腺泌乳;调节月经周期。 对乳腺的作用:青春期乳腺的发育主要依靠雌激素(促进乳腺导管的发育)和孕激素(促进乳腺小叶的发育)的作用。 妊娠期乳腺的发育是催乳素、雌激素、孕激素共同作用。,对性腺的作用: 女性:在PRL与LH配合,促进黄体形成并维持孕激素的分泌。 闭经溢乳综合征是因PRL增高和雌激素分泌减少所致。 高浓度的PRL通过负反馈抑制作用下丘脑GnRH腺垂体FSH、LH抑制排卵。 哺乳可促进PRL的分泌,延长哺乳期
13、可作为计划生育的手段。 男性:PRL能促进前列腺和精囊腺的生长,加强LH促进睾酮的合成。,(3)参与应激反应 在应激状态下,血中ACTH和GH等浓度增加的同时PRL水平也升高,刺激停止数小时后才逐渐恢复到正常水平。PRL被认为是应激反应中腺垂体分泌的三大激素之一。 (4)免疫调节作用 PRL协同一些细胞因子促进淋巴细胞的增殖,影响免疫相关细胞的功能,促进B淋巴细胞分泌抗体。此外,免疫细胞也可以产生PRL,以自分泌或旁分泌的方式发挥作用。 (5)对胎儿生长发育条件的影响,2.PRL的分泌调节:,下 丘 脑,PRF,PIF,腺垂体,PRL,吸吮乳头 应激刺激,下丘脑激素: 负反馈: 吸吮乳头反射、
14、应激刺激:,注:对下丘脑分泌的PRF和PIF的提纯尚未成功。PRF可能为多种激素,包括TSH、VIP、PRL等。 PIF一般认为是DA(DA为下丘脑唯一的非肽类调节垂体激素)。,三、神经垂体激素,视上核主要合成抗利尿激素(antidiuretic hormone, ADH) ;室旁核主要合成缩宫素(oxytocin,OT)。,神经垂体不含腺体细胞,不能合成激素;是贮存和释放激素的部位。,视上核、室旁核,ADH、OXT和运载蛋白,下丘脑垂体束,ADH、OXT 和运载蛋白,ADH、OXT和运载蛋白,释放,Ca2+,在适宜的刺激作用下,视上核、室旁核N元兴奋,兴奋冲动沿下丘脑-垂体束到达神经垂体中的
15、N末梢,引起Ca2+内流,激素与载体蛋白释放入血。,1.抗利尿作用:,血管加压素/抗利尿激素,远曲小管/集合管 主细胞膜V2受体结合,cAMP,水孔蛋白嵌入 主细胞膜,促进水的重吸收,水的通透性,血管平滑肌 V1a受体结合,IP3/DG,收缩血管,升高血压,2.缩血管作用:,(一)血管加压素/抗利尿激素(VP/ADH),垂体门脉,腺垂体V1b 受体结合,IP3 /DG,ACTH的释放,3.释放ACTH作用:,1)对乳腺的作用: A.促进乳汁排出(使乳腺泡和导管肌上皮收缩) B.营养乳腺 (使哺乳期乳腺丰满) 2)对子宫的作用-促进子宫收缩,特征:,(二)催产素(oxytocin,OXT) 1.
16、OXT的生理作用:,A.与子宫的状态有关: 对妊娠子宫有强烈收缩作用 对非孕子宫的收缩作用较小。,B.与OXT的量有关: 低剂量节律性收缩 大剂量强直性收缩,甲状腺的内分泌,一、甲状腺激素(thyroid hormones TH)的代谢,甲状腺激素主要有,T4的含量占绝大多数,但T3的活性比T4强约5倍。,四碘甲腺原氨酸(T4), 三碘甲腺原氨酸(T3), 逆三碘甲腺原氨酸(rT3) 。,(一)甲状腺激素的合成,腺泡聚碘; I-活化; 酪氨酸碘化; 碘化酪氨酸偶联,甲状腺激素的合成步骤:,碘 酪氨酸,甲状腺激素合成原料,1.腺泡聚碘 由肠道吸收的碘,以I-形式存在于血液中,浓度为250g/L(
17、甲状腺内2050倍)。 甲状腺对碘的摄取是腺泡壁上皮细胞膜上“Na-I转运体”介导的继发性主功转运过程(ClO4-、SCN-能与I-竞争转运)。,临床常根据摄取放射碘的能力来检测甲状腺的功能状态。,甲状腺腺泡上皮细胞,Na-I转运体,I-,I-,摄碘,2Na+,2Na+,2)意义: I-的活化是酪氨酸碘化的先决条件(如果先天缺乏过氧化酶,I-不能活化甲状腺激素合成障碍甲状腺肿)。,I-,I0,过氧化物酶,H2O2,1)过程:,在TPO催化下,活化碘“攻击”TG中的酪氨酸残基,瞬间即取代其苯环3,5位上的氢,生成一碘酪氨酸残基(MIT)和二碘酪氨酸残基(DIT),完成碘化过程。,3. 酪氨酸碘化
18、,2.I-的活化,4.碘化酪氨酸偶联,耦联(缩合),MIT,DIT,过氧化物酶,T3/rT3,DIT,DIT,T4,耦联(缩合),上述的活化、碘化和偶联(缩合)都是在同一TG分子上进行的,都在同一过氧化酶(TPO)催化下完成,TPO的活性受TSH的调控。 用抑制TPO活性的药物(如硫尿嘧啶)阻断T4和T3的合成,从而治疗甲亢。,TG,(二)甲状腺激素的贮存、分泌、运输和降解 1.贮存 合成后的T3、T4仍然结合在TG分子上,贮存于腺泡腔内。贮量较大(贮量T4T3),可供机体利用24月之久;故使用抗甲状腺药物时,用药时间较长才能奏效。 2.分泌,当甲状腺受到TSH刺激后,腺泡细胞将腺泡腔内的TG
19、胞饮摄入细胞内,TG与溶酶体融合,在溶酶体蛋白水解酶的作用下,分离出T3和T4,释放入血,MIT和DIT在脱碘酶作用下而脱碘,脱下的碘供重新合成甲状腺素。,3.运输 T3、T4释放入血后,以结合状态(与3种血浆蛋白结合)和游离状态二种形式运输。结合型与游离型可以互相转换,使游离型的T4与T3在血中保持一定浓度。 正常成人血清中T4浓度为50120g/L,T3浓度为1.21.9g/L 。,4.降解 T3的半衰期为1.5天,T4的半衰期为7天。T3与T4的20在肝脏、80在靶组织中被脱碘酶脱碘降解。T4脱碘T3(45)和rT3(55); T3和rT3脱碘MIT、DIT和不含碘的甲状腺原氨酸。 妊娠
20、、饥饿、应激、代谢紊乱、肝病、肾衰等均会使T4脱碘rT3(rT3生物活性低,其产热效能仅占T4的5%)而影响T4在组织中的生物作用。,甲状腺激素的合成与释放:,DIT+DIT (T4),DIT+MIT (T3),DIT+MIT (rT3),DIT,MIT,酪氨酸,G,T,I-,泵,摄碘,I-,Io,腺泡上皮细胞,TPO,TG-酪氨酸-H,TPO,+,TG-酪氨酸-I (MIT),TG-酪氨酸-I2 (DIT),+,活化,碘化,TPO,缩合,贮存,胞饮,释放,血液,腺泡腔,蛋白水解酶,DIT+DIT (T4),DIT+MIT (T3),DIT+MIT (rT3),MIT,DIT,脱碘酶,溶酶体,
21、(一)调节新陈代谢 1.增强能量代谢 T3与T4最显著的作用是加速机体绝大多数细胞的能量代谢,使机体耗氧量和产热量增加,基础代谢率(BMR)升高。 其产热效应主要与Na+-K+-ATP酶活性有关;其次与促进氧化磷酸化产生大量热能有关。 甲亢:怕热易出汗,BMR超过正常值50100; 甲减:喜热恶寒,BMR正常值3045。,二、甲状腺激素的生理作用,(1)糖代谢升血糖作用大于降血糖作用 降低血糖的作用:增强外周组织对糖的摄取和利用,促进糖原的合成。 升高血糖的作用: 促进小肠粘膜对糖的吸收,促进糖原分解; 增强肾上腺素、胰高血糖素、皮质醇和GH的生糖作用,2.调节物质代谢,甲亢:血胆固醇低于正常
22、; 甲减:血胆固醇高于正常。,促进脂肪酸氧化, 增强胰高血糖素对脂肪的分解作用。 加速胆固醇的降解。,(2)脂肪代谢分解大于合成,(3)蛋白质代谢 生理剂量能促进蛋白质的合成; 大剂量时则促进蛋白质的分解。,粘液性水肿:甲减时因蛋白质合成减少,肌缩无力,细胞间的粘液蛋白增多,形成水肿。,T3与T4对三大物质的代谢既有促进作用又有分解作用。剂量大时主要是分解作用,小剂量时促进蛋白质和糖原的合成。,(二)促进生长发育 作用:T4、T3具有促进组织分化、生长与发育成熟的作用(尤其对脑和长骨及牙齿)。在胚胎期出生后的前4个月内,影响最大。 机制:,婴幼儿缺乏甲状腺素将患呆小病。 预防呆小病应从妊娠期开
23、始,积极治疗甲减和地方性甲状腺肿的孕妇;治疗呆小病必须在出生后3个月内补充T4、T3,否则难以奏效。,诱导某些神经生长因子的合成,促进N元轴突和树突的形成,促进髓鞘及胶质细胞的生长; 刺激骨化中心,促使软骨骨化; 促进腺垂体分泌GH和对GH有协同作用。, 临床:,1.作用: 促进胚胎期脑的发育; 增强CNS的兴奋性; 易化儿茶酚胺的效应,使交感神经系统兴奋性(允许作用)。,2.异常状况: 甲亢:CNS兴奋性: 烦躁、易激动,睡眠差且多梦,肌肉纤颤等; 甲减:CNS兴奋性: 表情淡漠,行为迟缓,记忆力减退,嗜睡。,(三) 对神经系统的影响,(四)对心血管系统的影响 1.作用: A.使心率,心缩力
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