第五章激素及其作用机制.doc

第五章激素及其作用机制第一节概述激素是生物体内特殊组织或腺体产生的，直接分泌到体液中（若是动物，则指血液、淋巴液、脑脊液、肠液），通过体液运送特殊作用部位，从而引起特殊效应（调节控制各种物质代谢或生理功能）的一群微量的有机化合物。多年来人们对激素的功能进行了许多研究（内分泌学）但对激素的作用机理却了解得很少。60年代以来，开始陆续地分析了某些激素的分子结构，近20年，又发现激素与细胞膜或细胞核中受体结合，而对机体进行调节。这一发现指出了激素的功能与酶的作用及基因的表达是密切相关的，重组DNA技术又极大地促进了研究工作。一、激素的分泌激素在机体的生命活动中起着重要的作用，它促使高等生物机体的细胞及组织器官既分工，又合作，形成一个统一的整体。激素的分泌量随机体内外环境的改变而增减。正常情况下，各种激素的作用是相互平衡的但任何一种内分泌腺技机能发生亢进或减退，就会破坏这种平衡，扰乱正常代谢及生理功能，从而影响机体的正常发育和健康，甚至引起死亡。二、激素的化学本质人体和脊椎动物激素按化学结构可分为：氨基酸及其衍生物类、肽与蛋白质类、甾族类和脂肪酸衍生物类等四类。（P95）第二节激素作用的机理激素的作用机理主要有四种。一、 膜受替通过腺苷酸环化酶作用途径这种作用方式快（几分钟），通过生成cAMP而立刻作用于机体组织。大部分含氮激素以这种方式起作用。各种含氮激素作为第一信使与细胞膜中的特异受体结合，这个结合触发G蛋白与GTP的结合（G蛋白GTP），G蛋白GTP能激活腺苷酸环化酶，使ATP形成cAMP。作为信使的cAMP经一系列的相关反应级联放大，即先激活细胞内的蛋白激酶，在进一步诱发各种功能单位产生相应的反应。如肾上腺素进入肝细胞后，迅速与肝细胞表面的肾上腺素受体结合，激活AC，形成cAMP，形成的cAMP在激活蛋白激酶，蛋白激酶可使磷酸化酶激酶磷酸化，转变成有活性的磷酸化酶激酶，这种活性的磷酸化酶激酶在去催化无活性的磷酸化酶B转变为与磷酸基团共价结合的、有活性的磷酸化酶A，磷酸化酶A可催化糖原转变成1-磷酸葡萄糖，然后1-磷酸葡萄糖在转变成葡萄糖。实验证明，在整个过程中，虽然受体只结合了极少量的肾上腺素（10-810-10mol/L），但最后却引起了极强烈的效应，能产生5mmol/L的葡萄糖，反应过程中各个信号逐渐放大可约300万倍，这种作用称级联放大作用，它在几秒钟之内可使磷酸化酶的活性达到最大值。除肾上腺素外，虽然还有其他激素也通过形成cAMP而起作用 ，但是每一种激素只能与其靶细胞膜上的专一性受体相结合，而且所形成的cAMP只存在这种细胞中，并不能随血液循环而影响其他细胞，因此不同的激素引起不同的生理效应。二、钙及肌醇三磷酸作用途径激素通过结合到细胞表面的激素受体上，激活G蛋白，G蛋白再激活磷酸脂酶C，在磷酸脂酶C催化下，产生二脂酰甘油和肌醇三磷酸。二脂酰甘油进一步活化蛋白激酶C，促使靶蛋白质中的苏氨酸残基和丝氨酸残基磷酸化，最终改变一系列酶的活性；肌醇三磷酸则打开钙离子通道，使钙离子从内质网中释放到细胞质中，而钙离子浓度的升高，可改变钙调蛋白的构象，钙调蛋白只有结合钙离子，形成Ca2+-CaM复合物，才具有生物活性。Ca2+-CaM复合物可以以两种方式调节代谢：1）直接与靶酶起作用；2）通过活化依赖Ca2+-CaM复合物的蛋白激酶起作用。三、受体的酪氨酸激酶途径激素结合到它的实质为酪氨酸激酶的受体上，激活此酶的催化活性，使受体本身的酪氨酸残基磷酸化。受体中的酪氨酸残基磷酸化又可进一步促进酪氨酸激酶的活性。如胰岛素、表皮生长因子（EGF）就是通过这种作用途径。但是，活化的受体对靶细胞中哪些蛋白质进行磷酸化修饰，这些磷酸化了的靶蛋白质如何具有多重的促生长效应和多重的代谢效应，还有待与研究。四、类固醇激素受体调节基因转入速度这是一种慢反应机制，其作用与前几种截然不同，激素必须首先进入细胞，作用于细胞核。这种激素的受体是结合着DNA的某些蛋白质，一旦激素结合到受体上，受体就转变成一种转录的增强子，于是特定的基因就得到扩增的表达。也就是说这些激素的效应反应在基因地表