「生物化学课件(华中科大)第八章 激素[学校课件]」.ppt

第八章激素 hormone 1 高级课件 主要内容 1 激素的概念和分类2 含氮激素3 类固醇激素4 前列腺素5 昆虫激素6 植物激素 2 高级课件 1激素的概念和分类 一 激素的一般概念P222激素 是生物体内特定细胞产生的对某些靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质 在机体的代谢过程或生理过程起调控作用的一类有机物质 如肾上腺素 胰岛素 甲状腺素等 3 高级课件 二 激素的特点 1 含量少 由生物体某特定组织或细胞产生 2 通过体液的运动被输送到其他组织中发挥作用 3 作用很大 效率高 在新陈代谢中起调节控制作用 在医疗上 激素也是一类重要药物 4 高级课件 三 激素的分类P222 在生物激素中 动物激素最为重要 在植物及昆虫中也发现了一些激素 利用这些激素 可以研制一些植物生长调节剂和杀虫剂 植物激素主要为植物生长调节剂 根据化学结构和组成 脊椎动物激素可以分为三类 1 含氮激素 包括蛋白质激素 多肽激素 氨基酸衍生物激素等 2 类固醇激素 性腺分泌的性激素和肾上腺皮质分泌的肾上腺皮质激素 3 脂肪酸衍生物激素 二十碳四烯酸 主要由生殖系统及其它组织分泌产生 5 高级课件 6 高级课件 四 激素的作用特点P224 1 激素的信息传递作用 内分泌系统以化学的形式 靠激素在细胞间进行信息传递 2 激素作用的相对特异性 激素只作用于某些器官 组织 细胞 3 激素的高效能生物放大作用 含量甚微 作用显著 4 激素间的相互作用 参与同一生理调节时 存在协同或拮抗作用 另外 有的激素对其它相应的激素有调节和支持作用 5 激素在体内寿命极短 7 高级课件 五 激素的作用机制P225 膜受体通过腺苷酸环化酶作用途径 通过激活G蛋白而激活腺苷酸环化酶产生cAMP 膜受体通过钙及肌醇三磷酸作用途径 通过激活G蛋白的一系列作用 使磷脂酰肌醇4 5 二磷酸分解产生肌醇三磷酸 打开Ca2 通道 释放的Ca2 与钙调蛋白结合 激活钙调蛋白 受体的酪氨酸激酶途径 受体本身含酪氨酸激酶 使受体本身的酪氨酸残基磷酸化 并进一步促进酪氨酸激酶的活性 固醇类激素受体调节基因转录速度 激素作用于细胞核中的受体蛋白 形成对转录起增强作用的转录增强物 是特定基因转录增强 8 高级课件 相关概念 配体 对受体具有选择性结合能力的有生物活性的化学信号物质 效应器 配体与受体结合后的特定结构 该结构产生生物效应 激动剂 与受体结合后可产生生物效应的配体 拮抗剂 与受体结合后并不产生生物效应的配体 部分激动剂 既有激动作用又有拮抗作用的配体 反向激动剂 负性拮抗剂 主要与受体的非活性构象状态Ri有亲和力 而产生与激动剂作用相反的效应 9 高级课件 膜受体作用机制示意图 10 高级课件 细胞内受体作用机制示意图 11 高级课件 2含氮激素 一 氨基酸衍生物类激素1 甲状腺激素 甲状腺素 P2271 分泌部位 甲状腺分泌2 种类和结构 有2种 但一般说的甲状腺素是指T4 12 高级课件 3 甲状腺素的生理作用 甲状腺素对动物的作用是多样而强烈的 它刺激糖 蛋白质 脂肪和盐的代谢 促进机体生长发育和组织分化 对中枢神经系统 循环系统 造血过程 肌肉活动等都有显著的作用 总的表现是增强机体新陈代谢 引起耗氧量及生热量的增加 并促进智力与体质的发育 如果甲状腺机能亢进 由于促进蛋白质的分解 使得甲亢病人身体消瘦 肌肉萎缩 甲状腺素能维持骨骼的正常发育 促进骨的钙化 胎儿或婴儿若甲状腺机能不足时 产生长骨和脑神经发育障碍 导致身材矮小 智力低下 行动呆笨而缓慢 即 呆小病 成年人甲状腺机能减退时 出现 黏液性水肿 患者皮肤浮肿 代谢率降低 智力减退 性机能降低 切除甲状腺的动物逐渐衰弱 最后死去 甲状腺机能亢进或服用甲状腺素后 动物眼球突出 心博加快 基础代谢增高 消瘦 神经系统兴奋性提高 表现为神经过敏等 膳食中缺少碘时 常有甲状腺肿大和甲状腺素分泌不足的症状 服用碘化油 碘化盐和海带有预防和治疗的作用 13 高级课件 4 甲状腺素的作用方式 一种认为甲状腺素主要作用在细胞的产能体系 特别是在线粒体中形成ATP的氧化磷酸化过程 这种作用关系到甲状腺素对基础代谢的生理效应 另一种认为甲状腺素的主要作用是增强RNA 包括tRNA mRNA 的形成 这可能就是甲状腺素能促进个体生长发育及促进总的代谢效应的原因 然而 这两种理论都还不能完满地解释甲状腺素的全部效应 14 高级课件 2 肾上腺素P230 1 分泌部位 肾上腺髓质分泌2 种类和结构 有2种 结构如下 epinephrine norepinephrine 15 高级课件 3 酪氨酸转变为肾上腺素和去甲肾上腺素的过程 16 高级课件 4 肾上腺素生理功能 肾上腺素在生理上的作用与交感神经兴奋的效果相似 都对心脏 血管起作用 可使血管收缩 心脏活动加强 血压急剧上升 但它对血管的作用是不持续的 肾上腺素是促进分解代谢的重要激素 它对糖代谢影响最大 可以加强肝糖原分解 迅速升高血糖 这种作用是机体应付意外情况的一种能力 它还具有促进蛋白质 氨基酸及脂肪分解 升高体温等作用 由于具有以上作用 临床上常用作抗休克药 17 高级课件 肾上腺素的作用与交感神经末梢的主要产物 正肾上腺素相比有所不同 18 高级课件 3 5 羟色胺 5 HT 1 分泌部位 肠道的肠嗜铬细胞分泌2 结构 是色氨酸的衍生物 19 高级课件 3 生理作用 分泌后直接扩散入血液 也广泛分布于组织 5 HT能刺激平滑肌 血管 支气管收缩 增高肺动脉血压 也可能作为哺乳动物的神经体液传递物质 有助于神经的传导作用 20 高级课件 二 多肽及蛋白质激素 下丘脑 垂体 胰脏中胰岛素 及 细胞 甲状旁腺以及肠胃粘膜 胎盘 肾脏 胸腺等器官分泌的激素 一 垂体分泌的激素 二 下丘脑分泌的激素 三 胰岛分泌的激素 四 甲状旁腺分泌的激素 21 高级课件 一 垂体分泌的激素 生长激素促甲状腺激素促黄体生成激素促卵泡激素催乳激素促肾上腺皮质激素黄体生成素促黑色细胞素催产素和加压素 22 高级课件 1 生长激素 GH 人的生长激素191个氨基酸残基 分子量为21500 21700 pI 4 9生长激素的作用1 促进生长 促进RNA的生物合成 从而促进蛋白质的合成 促进软骨和骨骼的生长 2 生长激素还参与机体的代谢调控 A 减少存储于脂肪细胞中的大量油脂B 促进细胞内蛋白质分子的聚合C 调控血糖水平方面都起着重要作用 23 高级课件 2 生长激素的负作用 侏儒症 发育时期缺少导致身材矮小 智力正常巨人症 发育时期分泌过多导致人高马大肢端肥大症 成年人分泌过多导致手指 脚趾肥大垂体性糖尿病 长期分泌过多促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素所致 24 高级课件 2 促甲状腺激素 TSH 牛的促甲状腺激素已提纯 有 两条肽链 链有生理功能 其分泌受下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素的调节促甲状腺激素的作用 促进甲状腺的发育和分泌 影响全身代谢 25 高级课件 3 促肾上腺皮质激素 ACTH 促肾上腺皮质激素由39个AA 牛 羊 猪和人ACTH的1 24个AA相同 25 33不同 26 高级课件 促肾上腺皮质激素的作用 促进肾上腺皮质激素的合成和分泌 促进蛋白质的合成诊断肾上腺皮质的生理状况 治疗痛风 气喘和皮肤病等 27 高级课件 4 催乳激素 LTH 垂体激素中最先被制成晶体的 单纯蛋白质 约200个AA 牛羊催乳素分子量约为26000 pI 5 73生理功能 刺激已发育完全的乳腺分泌乳汁刺激并维持黄体分泌孕酮促进乳腺中RNA和蛋白质的合成提高乳腺中糖代谢和脂代谢中许多酶的活性 28 高级课件 黄体生成素 LH 和卵泡刺激素 FSH 二者合称为促性腺激素 都是糖蛋白 都有2条亚基 和 组成 亚基表现生理功能 黄体生成素功能 雌性 促使卵泡发育成黄体 促进胆甾醇转变成孕酮并分泌 阻止排卵 抑制动情 雄性 刺激睾丸间质细胞发育 导致雄性激素的分泌 所以也称做促间质细胞激素 29 高级课件 促卵泡激素的功能 雌性 促进卵巢发育 促进卵泡组织成熟 准备产生卵子 促进分泌雌性二酮雄性 刺激睾丸发育 促进精子的生成和释放 30 高级课件 6 脂肪酸释放激素 LPH 脂肪酸释放激素 LPH lipopin 由91个AA组成 脂肪酸释放激素 LPH 由58个AA组成 2者氨基酸顺序已清楚 它们可以促进脂肪水解 31 高级课件 7 促黑色细胞素 MSH MSH的氨基酸顺序与促肾上腺皮质激素的1 13氨基酸完全相同 MSH二者也有一段相同的氨基酸残基 垂体中叶分泌 有 MSH两种 32 高级课件 促黑色细胞素的功能 促进皮肤中黑色素细胞产生黑色素控制黑色素在细胞中的分布人患阿狄森氏病 一种慢性肾上腺皮质机能减退症 时 MSH及ACTH的分泌都过多 结果使皮肤中色素沉着 MSH调节鱼类 两栖类 爬虫类动物表皮细胞色素的增加和减少 33 高级课件 8 脑肽 P233 垂体中叶分泌内啡呔 小肽 具有吗啡功能 三种 分别相当于 LPH的67 71 61 91 61 77 可使人和动物 麻醉 体温下降 内啡呔又称脑啡呔 有2种 都是5肽 Met 脑啡呔和Leu 脑啡呔 结构为Tyr Gly Gly Phe Met Leu 也都具有类吗啡作用的活性肽 失去知觉 体温降低 34 高级课件 9 催产素和加压素 垂体后叶分泌催产素 使平滑肌收缩 催产 促使乳腺排乳加压素 使小动脉收缩 提高血压 减少排尿 抗利尿激素 35 高级课件 二 下丘脑分泌的激素 下丘脑所分泌的激素主要包括一些释放激素 或释放因子 和释放抑制激素 下丘脑激素经垂体门静脉到达脑垂体 并作用于垂体细胞 起调控作用 36 高级课件 促甲状腺素释放激素 TRH 促肾上腺皮质激素释放激素 CRH 促卵泡素释放激素 FRH 促黄体生成素释放激素 LRH 生长素释放激素 GRH 生长素释放抑制激素 GRIH 促黑色细胞激素释放激素 MRH 促黑色细胞激素抑制释放激素 MRIH 催乳素释放激素 PRH 催乳素释放抑制激素 PRIH 以上各激素详见P234表7 4 37 高级课件 1 促甲状腺激素释放激素 TRH 结构 焦谷氨酸 组氨酸 脯氨酰胺功能 促进垂体分泌促甲状腺激素 38 高级课件 2 生长素释放激素 GRH 和生长素释放抑制激素 GRIH GRH结构 10肽 GRH功能 促进生长素的释放GRIH结构 14肽 GRIH功能 抑制生长素的释放 抑制甲状腺素 胰岛素和胰高血糖素的分泌 39 高级课件 3 促性腺激素释放激素 GnRH 结构 10肽功能 调节促性腺激素分泌 但对FSH作用弱 对LH作用强 故又称黄体生成素释放激素 LRH 40 高级课件 4 促黑激素释放激素 MRH 促黑激素释放抑制激素 MRIH 结构 MRH为5肽 MRIH有2种 分别是3肽和5肽 3肽作用强 功能 共同调节促黑激素的释放 41 高级课件 三 胰岛分泌的激素P229 胰岛是胰脏的内分泌组织 人的胰岛主要由 和 三种细胞组成 细胞分泌胰高血糖素 细胞分泌胰岛素 42 高级课件 1 胰岛素P229 胰岛素是由胰腺中胰岛的 细胞分泌的一种含有51个氨基酸残基 由两条多肽链组成的蛋白质激素 胰岛素的生理功能 促进细胞摄取葡萄糖 促进肝糖原和肌糖原的合成 抑制肝糖原的分解 另外还有促蛋白质及脂质的合成 胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用 使cAMP产生显著减少 导致糖原分解速度减慢 胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反 43 高级课件 2 胰高血糖素P230 胰高血糖素为胰岛的 细胞分泌的多肽激素 由29个氨基酸组成 人和猪的胰高血糖素的氨基酸序列完全一样 其结构如下 His Ser Gln Gly Thr Phe Thr Ser Asp Tyr Ser Lys Tyr Leu Asp Ser Arg Arg Ala Gln Asp Phe Val Gln Trp Leu Met Asp Thr胰高血糖素功能 促进肝糖原分解 使血糖升高 与肾上腺素作用相似 作用原理 激活肝细胞中的腺苷酸环化酶 使cAMP浓度升高 提高磷酸化酶活性 促进肝糖原分解 44 高级课件 四 甲状旁腺分泌的激素P229 2种 甲状旁腺素 PTH P230 和降钙素 CT P229 都是多肽激素 牛的PTH含84个氨基酸残基 分子量9500 CT含32 也有说36 个氨基酸残基 分子量3600 也有说3800 二者的生理作用相反 PTH可以促进骨骼脱钙 升高血钙 抑制肾小管重吸收磷酸离子 而CT则可以降低血钙 因此都是调节钙磷代谢的激素 如果甲状旁腺机能亢进 发生脱钙性骨炎及骨质疏松症 45 高级课件 3类固醇激素 类固醇激素是一类脂溶性激素 它们在结构上都是环戊烷多氢菲衍生物 脊椎动物的类固醇激素可分为肾上腺皮质激素和性激素两类 46 高级课件 一 肾上腺皮质激素 肾上腺皮质激素由肾上腺皮质 占肾上腺全重的2 3 分泌产生 已发现的肾上腺皮质类固醇化合物有三 四十种 已知有生物活性的有7种 按功能可分为2类 糖皮质激素盐皮质激素 47 高级课件 糖皮质激素 糖皮质激素 糖皮质激素 盐皮质激素 盐皮质激素 48 高级课件 盐皮质激素 糖皮质激素 49 高级课件 一 糖皮质激素 4种 皮质酮 11 脱氢皮质酮 17 羟皮质酮 氢化可的松 和17 羟 11 脱氢皮质酮 可的松 由肾上腺皮质的束壮带分泌 生理功能 能促进肝内糖原异生作用 即由糖以外的物质 蛋白质 脂肪 转化为糖原 使肝内糖原的储存量增加 同时还可抑制组织对葡萄糖的摄取 使血糖升高 并且能利尿 故糖尿病人慎用 大剂量的糖皮质激素还有减轻炎症及过敏反应的功能而作为药物 50 高级课件 3种 11 脱氧皮质酮 17 羟 11 脱氧皮质酮 醛皮质酮 醛固酮 生理功能 促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子 调节水盐代谢 其中醛皮质酮对水盐代谢的调节作用比脱氧皮质酮大30 120倍 肾上腺皮质部机能减退或病变 将引起糖代谢及无机盐代谢紊乱而出现阿狄森病 肾上腺皮质机能亢进的病人 其临床症状与前者相反 且常导致身体肥胖 对青少年病人可引起性早熟 二 盐皮质激素 51 高级课件 二 性激素P231 性激素属于类固醇类激素 可分为雄性激素和雌性激素两类 它们与动物的性别及第二性征的发育有关 性激素的分泌受垂体的促性腺激素 LH和FSH 调节 52 高级课件 一 雄 性 激素P231 主要由睾丸的间质细胞分泌 但肾上腺皮质及卵巢也分泌少量的雄性激素 种类 睾酮 雄酮 雄烯二酮 脱氢异雄酮 其中只有睾酮是睾丸分泌的 它的生理功效最大 其它是睾酮的降解产物 肾上腺皮质分泌的是肾上腺雄酮 53 高级课件 生理功能 刺激男性性器官发育 促精子生成 促进男性的第二性征 人长胡须 公鸡长冠 公羊长角 促进蛋白质的生物合成 在性成熟以后 能刺激动物发情 并维持雄性特征 在畜牧业中 普遍采用甲基睾酮作为天然的代用品 以治疗雄畜性机能不足等疾病 阉割公畜的睾丸 去除雄激素的分泌 可显著地减慢代谢氧化过程 沉着体脂 达到育肥的目的 54 高级课件 二 雌 性 激素P232 主要由卵巢产生 但人类的胎盘 肾上腺皮质甚至睾丸也产生少量雌激素 种类 卵泡激素 雌素酮 雌素二醇 又称求偶素 动情素 雌素三醇黄体激素 黄体酮 又称孕酮 55 高级课件 雌二醇 雌三醇 雌酮 卵泡 激 素 结构 56 高级课件 生理功能 促进雌性动物性器官生长 发育 排卵 使动物动情 发生性欲 雌二醇活性最高 57 高级课件 孕酮 黄体激素 孕酮 生理功能 促进子宫和乳腺发育 抑制排卵 抑制动情 对全身代谢也有显著影响 结构 58 高级课件 三 两类性激素的相互关系 两类性激素虽然在机体中的作用不同 但结构相似 二者可以互变 机体内转变后由尿排出 不论雄性还是雌性动物 体内都存在一定比例的雄性和雌性激素 它们存在着一种平衡 雄性动物中的平衡偏向于雄激素 所以在雄性动物的尿中排出较多的雌激素 反之亦然 59 高级课件 三 肾上腺皮质与性激素的关联 1 除睾丸 卵巢产生性激素以外 肾上腺皮质也产生性激素 在人体及脊椎动物性别上发生的反常现象 如 男人女性化 女人男性化 都与肾上腺皮质功能紊乱有关 青年女性如肾上腺皮质功能亢进 产生过多雄激素 其生理 形态即会出现男性第二性征 如长胡须和生殖器官变态等 同理 青年男性如肾上腺皮质功能紊乱产生过量雌激素 其生理 形态即会出现女性特征 正常情况下 肾上腺皮质不会产生过量的性激素 60 高级课件 2 肾上腺皮质之所以产生性激素 是因为肾上腺皮质激素和男女性激素都同是由胆固醇衍变而来的 在人体及高等动物体内 经特殊酶类催化 胆固醇可以转变为肾上腺皮质激素和性激素 3 雌激素 雄激素 肾上腺皮质激素的化学结构均极相似 仅分子中某些部分 双键 化学基团 略有不同 但生理作用差别极大 说明激素分子结构与其生理功能有密切关系 61 高级课件 4前列腺素 prostaglandin PG 一 分泌部位和化学结构 分泌部位 精囊产生化学结构 脂肪酸衍生物激素 前列腺烷酸 62 高级课件 前列腺素 简称PG 所有的PG在C 13和C 14之间有1个反式双键 C 15有1个羟基根据分子中五元脂环上取代基 主要是羟基及氧 的不同将PG分为A B C D E F等类型 用PGA PGB PGF表示 分子中侧链的双键数则标在右下角 再根据脂环上9位的立体情况在命名时在数字后加 例如 PGF2 63 高级课件 PGE PGF 天然的 PGF 化学合成 PGA PGB 前列腺素的不同类型 64 高级课件 65 高级课件 二 前列腺素的生理功能 人体分布最广 也是效应最大的生物活性物质之一1 作为激素的调节物 可调节某些激素的活性 使之不致偏高 2 能使平滑肌起强烈收缩作用 能刺激子宫平滑肌收缩 用于引产或人工流产 使支气管扩张和脑血管收缩 抑制胃酸的分泌等 3 抗凝血作用 PGI2能起抗凝血作用 可控制肺动脉高血压 4 许多不良反应 可引起炎症 红肿 发烧和使痛觉敏感 总而言之 前列腺素的作用极为复杂 目前知道的有限 人体前列腺素产生的不平衡可能是导致许多疾病的原因 66 高级课件 5激素作用的机理 一 激素分泌的调节1 上级内分泌对下级内分泌腺的调节以及神经系统与内分泌的关系2 负反馈作用3 酶的分步剪裁调控4多元调控 67 高级课件 二 激素与受体结合的特