动物生理学第十一章内分泌-激素调节.ppt

第十一章 内分泌-激素调节 11.1 内分泌腺与激素,一、内分泌腺,神经系统 （nervous system） 内分泌系统（endocrine system）：由内分泌腺和存在于某些器官中的内分泌细胞组成的一个体内信息传递系统。,1、人体内主要的内分泌腺有： （图）,垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、胰岛、性腺、松果体和胸腺。,2、散在于组织器官中的内分泌腺,3、神经内分泌细胞：中枢神经系统内，特别是下丘脑存在兼有内分泌功能的神经细胞。,激素：由内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效的生物活性物质，在细胞间进行化学信息传递，发挥调节作用。,1、激素的传递方式 （图）,远距分泌（telecrine）：激素释放入血液，经血液循环运送到远距离的靶器官，发挥调节作用。,二、激素（hormone）,旁分泌 （paracrine) ： 部分激素仅由组织液扩散而作用于邻近细胞。如胃肠激素。 旁分泌所分泌的激素称为局部激素（local hormone）。,自分泌（autocrine）：激素分泌到细胞外后又返转作用于分泌该激素的细胞自身，发挥自我反馈调节作用。如前列腺素等。,神经分泌（neurocrine) ：或称神经内分泌（neuroendocrine）， 指形态和功能都具有神经元特性的一些神经细胞，其轴突末梢能向细胞间液分泌神经激素（neurohormone）。,外激素,激素不同于酶,2、激素的化学分类,2、激素的分类 1）含氮激素： 蛋白质和肽类激素：主要包括下丘脑调节肽、胰岛素、降钙素、胃肠激素、腺垂体和神经垂体激素、甲状旁腺素。 胺类激素：儿茶酚胺类激素（肾上腺素、去甲肾上腺素）、甲状腺素和褪黑素,2）类固醇激素（甾体激素）：包括肾上腺皮质激素、性腺激素和维生素D3,3）脂肪酸衍生物激素：主要为前列腺素，由花生四烯酸转化而成。,内分泌细胞分类,细胞 起源 结构特点 含氮类激素 内胚层 粗面内质网丰富、 分泌细胞 或外胚层 分泌颗粒有膜包裹 类固醇激素 中胚层 滑面内质网丰富、 分泌细胞 线粒体呈管状， 含较多脂,11.2 甲状腺 （thyroid）,甲状腺是人体最大的内分泌腺。内含大量（300万个）腺泡。 腺泡由单层上皮细胞围成、腺泡腔内充满胶质。 （图）, 甲状腺激素主要有两种： 甲状腺素（T4）和三碘甲腺原氨酸（T3）。它们都是酪氨酸碘化物。,一、甲状腺激素的合成、储存、释放、运输和代谢,1、甲状腺激素合成 原料：碘和甲状腺球蛋白。 在甲状腺球蛋白的酪氨酸残基上发生碘化，并合成甲状腺 激素。 （图）,2. 甲状腺激素的储存 T4和T3以肽链与球蛋白连接，储存于甲状腺滤泡腔的胶体中。,3. 释放 甲状腺受到促甲状腺素（TSH）刺激后，滤泡上皮细胞通过胞饮将连接T4、T3的甲状腺球蛋白胶质小滴吞入胞内，在蛋白水解酶的作用下释放T4或T3 ，进入血液。,4. 运输,结合型甲状腺激素：绝大多数与血浆中的甲状腺素结合蛋白结合。结合型无生物活性。 游离型甲状腺激素不足1%，具备激素活性，与结合型维持动态平衡。,5. 代谢：甲状腺激素降解的主要途径是脱碘。脱碘在脱碘酶作用下进行。,二、甲状腺激素的生理作用,促进组织细胞的物质和能量代谢，促进机体的生长和发育。,1. 对代谢的作用,（1）产热效应,使肝、肾、心脏、胰腺、骨骼肌等组织的氧耗量增加，产热量增加。,主要原因：增强了细胞膜上钠钾泵的活动。,（2）促进葡萄糖和脂类的分解代谢。,（3）蛋白质代谢 正常生理剂量甲状腺素：促进蛋白质合成； 大剂量：蛋白质分解加速，尿氮增加，导致蛋白质的净分解代谢。,2. 对生长、发育的影响,促进组织分化、生长与发育成熟。,甲状腺素对胚胎期和出生后幼儿期脑的生长发育以及幼儿期骨的生长发育尤为重要。,3. 对神经系统的影响,甲状腺功能亢进时，中枢神经系统过度兴奋；,甲状腺功能低下时，中枢神经系统兴奋性低。,克汀病（cretinism，呆小症）,4. 作用机制 甲状腺素主要通过与核受体结合，调节基因表达。但同时也能与核糖体、线粒体以及细胞膜上的受体结合，影响多种基因的转录及转录后机制。,下丘脑垂体甲状腺轴调节 精神刺激、寒冷等 下丘脑 （+） TRH （+） 腺垂体 （+） TSH （+） 甲状腺 甲状腺激素,三、甲状腺机能的调节,1、促甲状腺激素 TSH (Thyroid-stimulating hormone),2、促甲状腺激素释放激素TRH (TSH-releasing hormone),3、甲状腺激素的反馈调节 血中游离甲状腺素对TSH分泌的负反馈调节作用。,(),TSH调控腺泡细胞生长、碘的摄取、甲状腺素的合成和分泌。,TRH直接控制腺垂体TSH细胞的分泌。,11.3 下丘脑与垂体,一、垂体结构 （Fig）,二、神经垂体 储存和释放下丘脑神经内分泌细胞分泌的神经激素的部位，本身不含腺体细胞，不能合成激素。,合成部位： ADH在下丘脑的视上核的神经内分泌细胞中合成； 催产素主要是在下丘脑的室旁核中合成。,神经分泌系统 （图11-6）,抗利尿激素（ADH）或血管升压素（vasopressin) 催产素 (oxytocin, OT)：促进乳腺排乳和刺激子宫收缩。,三、腺垂体 至少产生七种激素,促肾上腺皮质激素（ACTH） 促甲状腺素（TSH） 卵泡刺激素（FSH） 黄体生成素（LH） 催乳素（PRL） 生长素（GH） 黑色细胞刺激素（MSH）（促黑激素）,促激素 （trophic hormone）,下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴 下丘脑-垂体-甲状腺轴 下丘脑-垂体-性腺轴,前4种激素作用于其他内分泌腺（靶腺），分别形成：,四、生长激素 （growth hormone，GH）,1、结构：GH是单链蛋白质。,2、作用：促进物质代谢与生长发育。 生长素与甲状腺素等协同作用，促进生长。,生长素并不是直接刺激细胞生长，而是作用于肝，诱导肝产生生长介素（somatomedins，SM）或称胰岛素样生长因子 （insulin-like growth factor, IGF），SM通过血液运送到全身各处，再作用于细胞，促进生长。,侏儒症(dwarfism)、巨人症(gigantism)、肢端肥大症(acromegaly),生长素对代谢的作用：促进蛋白质合成，促进脂肪分解（促进脂肪酸在肝内转化称葡萄糖），抑制糖原分解。,生长素的抗胰岛素作用： 生长素提高血糖水平； 胰岛素降低血糖,下丘脑与神经垂体和腺垂体的联系密切。 视上核和室旁核的神经元轴突延伸终止于神经垂体，形成下丘脑垂体束。 下丘脑与腺垂体之间通过垂体门脉系统发生功能联系。,五、下丘脑与腺垂体的机能联系,下丘脑-垂体门脉,血管沿垂体柄向上终止于正中隆起的毛细血管网，向下终止于腺垂体中的毛细血管网。血流方向是从下丘脑到腺垂体。 （图）,2. 下丘脑调节腺垂体的神经-体液学说：,各种外界刺激引起的传入冲动作用于下丘脑的神经分泌细胞，使其末梢分泌下丘脑调节肽，并进入毛细血管，由门脉血流运到腺垂体去促进或抑制相应的激素分泌。,3. 下丘脑调节肽 已知的下丘脑调节肽有9种，其中化学结构已经明确的有5种，称为激素；化学结构尚未清楚的4种，暂时称因子。,3. 下丘脑调节肽（hypothalamus regulatory peptide, HRP), 促甲状腺素释放激素 TRH (thyrotropin-releasing hormone) 3肽 促肾上腺皮质激素释放激素 CRH (corticotropin-releasing hormone) 41肽 促性腺激素释放激素 GnRH (gonadotropin-releasing hormone) 10肽 生长激素释放激素 GHRH (growth hormone releasing hormone) 多肽 （43，44） 生长激素释放抑制激素GIH 或 生长抑素（somatostatin） 14肽 催乳素释放因子 结构不清 催乳素释放抑制因子 结构不清 促黑激素释放因子 结构不清 促黑激素释放抑制因子 结构不清,六、神经内分泌 的反馈调节,下丘脑腺垂体靶腺体形成一个神经内分泌系统，存在多种反馈调节。,反馈有三种形式： （Fig）,1. 长环反馈 （long-loop feedback）,靶腺分泌 的激素通过血液循环作用于腺垂体或下丘脑，影响腺垂体促腺素的分泌。,2. 短环反馈 （short-loop feedback）,腺垂体分泌的激素和促激素通过对下丘脑的作用来调节自身的分泌。如：血浆中ACTH达到一定浓度可作用于下丘脑抑制CRH的分泌.,3、超短环反馈 （utrashort-loop feedback）,下丘脑分泌的调节肽作用于下丘脑神经分泌细胞抑制其分泌。,肾上腺呈黄色、左右各一,位于腹膜之后,肾的上方,与肾共同包在肾筋膜内,左肾上腺近似半月形,右肾上腺呈三角形,肾上腺外包被膜,其实质可分为外层的皮质和内层的髓质。肾上腺血管非常丰富，使其与周围难以剥离。这些血管将一个与周围无任何联带关系的内分泌器官网罗于上方的膈、下方的肾和内侧的主动脉与腔静脉之间。这些血管即肾上腺的上、中、下动脉和肾上腺中央静脉，其中右侧肾上腺中央静脉极短，紧贴于下腔静脉右侧。,11.4 肾上腺（suprarenal gland）：髓质、皮质 （Fig）,髓质：分泌儿茶酚胺类激素，包括 肾上腺素（epinephrine，E）、去甲肾上腺素（norepinephrine, NE）和多巴胺（dopamine，DA）.,嗜铬细胞：髓质细胞的细胞质可被铬盐染出黄褐色的颗粒,一、肾上腺髓质激素,髓质激素的合成 （各步骤都在特异酶的作用下进行）： 酪氨酸多巴多巴胺 去甲肾上腺素 肾上腺素,血中游离肾上腺素水平约为30pg/mL，去甲肾上腺素为300 pg/mL，多巴胺为3.5pg/mL。,肾上腺髓质与交感神经系统组成交感-肾上腺髓质系统，或称交感-肾上腺系统。,应急反应（emergency reaction） ：机体遭遇紧急情况时，交感-肾上腺髓质系统功能紧急动员的过程。 交感神经兴奋时，节前纤维末梢释放乙酰胆碱（Ach）,作用于嗜铬细胞上的N型受体，引起 肾上腺素（E）与去甲肾上腺素（NE）的释放。儿茶酚胺类激素作用于中枢神经系统，使机体处于反应机敏、高度警觉的状态下。,儿茶酚胺类激素的作用： 对中枢神经系统的作用：提高兴奋性； 对心血管作用：心跳加快，心缩力增强，心输出量增加，血压升高，内脏血管收缩，骨骼肌血管舒张，全身血液重新分配； 对呼吸作用：呼吸加强加快; 对代谢作用：肝糖原分解增加，血糖升高，脂肪分解加强。,二、肾上腺皮质：分泌类固醇激素,1、肾上腺皮质分为三层：球状带、束状带、网状带 （图）,2、盐皮质激素：球状带分泌，主要为醛固酮,3、糖皮质激素：束状带分泌，主要为皮质醇、皮质酮 增强糖异生 促进肝外蛋白质分解代谢 促进脂肪分解代谢 调节水盐代谢 在应激反应中作用,4、网状带分泌性激素，如雌二醇,应激反应：当机体受到伤害刺激时，可发生一系列适应性和耐受性的反应，称为应激（stress）。应激反应过程中，血中促肾上腺皮质激素（ACTH）浓度迅速增加，糖皮质激素也相应增多。,应激刺激：创伤、手术、饥饿、疼痛、缺氧、寒冷以及精神紧张和焦虑。,肾上腺皮质的分泌调控：下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统,11.5 胰腺,胰腺,腺泡组织，分泌消化酶；,胰岛，分散在腺泡组织之中。胰腺中有十几万个胰岛.,胰岛细胞至少可分成5种： A()细胞占15%25%，分泌高血糖素（glucagon）; B()细胞占70%80%，分泌胰岛素（insulin）； D()细胞占5%，分泌生长抑素； PP细胞和D1细胞。,胰岛素的生理作用：降低血糖。,胰岛素分泌的调节决定于血糖的浓度。 当血糖升高时，血糖作用于胰岛，使细胞释放胰岛素增加，从而降低血糖浓度。 当血糖浓度下降，对胰岛素分泌的刺激减少，血中胰岛素浓度下降.,高血糖素的主要作用：促进肝糖原分解，使血糖升高。,11.6 激素作用的机制,一、含氮类激素第二信使学说 （图）,含氮激素先与靶细胞膜表面的特异受体结合，然后通过第二信使以及信号传导通路影响靶细胞功能，发挥生理效应。 第二信使有cAMP、 cGMP、Ca2+、IP3 （三磷酸肌醇）、DAG（二酰基甘油）等。,类固醇激素分子小而具脂溶性，至靶细胞后，能透过细胞膜进入胞内，与胞浆内特异性受体结合形成激素受体复合物。后者