动物生理学_内分泌2012.04.16.ppt

第十章内分泌生理 第一节概述 内分泌系统是由内分泌腺和分散存在于某些器官组织中的内分泌细胞组成的一个体内信息传递系统 这些内分泌腺或内分泌系统能够合成分泌一种特殊的化学物质 通过血液循环或组织液扩散传递给相应的靶细胞 调节其生理功能 称为内分泌 第十章内分泌生理 第一节概述 一 内分泌器官和内分泌细胞 内分泌腺是没有导管的腺体 也叫无管腺 其分泌物由腺细胞直接分泌入体液 并以体液为媒介在体内传播信息 动物体内主要的内分泌腺有垂体 甲状腺 甲状旁腺 肾上腺 性腺 松果体等 另外分散存在于组织器官中的内分泌细胞也比较广泛 如消化道粘膜 心 肾 肺 皮肤 胎盘 脂肪等组织均存在各种各样的内分泌细胞 下丘脑还存在有兼有内分泌功能的神经细胞 二 激素 激素的发现 英国生理学家starling于1902年发现促胰液素后 于1905年确立的 thenobelprizeinphysiologyormedicine1904 ivanpetrovvichpavlovrussiamilitarymedicalacademy1849 1936 1894年dolinski 1896年popielski 酸性物质 十二指肠 胰液分泌 神经反射效应 切除支配胰腺的双侧迷走神经双侧内脏大神经 损坏延髓脊髓及切除胃幽门后 十二指肠和胰腺腺泡之间有神经联系 局部短反射 1901年法国wertherimer和lepaga 盐酸 小肠襻内 胰液分泌 神经全部被切除的游离小肠襻 小肠的神经难以彻底切除 局部短反射 1902 1905年英国生理学者bayliss和starling 把狗的一段空肠剪下 离开狗体 刮取肠粘膜 弱盐酸浸泡 将漂出液中和 过滤 肠粘膜提取液 胰液分泌 注入同一条狗的静脉 设想 小肠粘膜 化学物质 盐酸刺激 血流 胰腺 胰液分泌 神经调节 化学物质调节 激素 hormone 促胰液素 一 激素的概念 专指在生理状态下 由某些组织细胞产生 弥散进入组织 通过血液循环到达机体的远处组织 发挥特殊生理作用的一类化学物质 由动物内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效能的生物活性物质 经组织液或血液传递而发挥其调节作用 这种化学物质就称为激素 神经激素 neurohormone 局部激素 localhormone 外激素 pheromone 二 激素的传递方式 1 远距分泌 telecrine 大多数激素进入血液 经血液循环到达远距离的靶细胞而发挥生理作用 即传统的内分泌概念 2 旁分泌 paracrine 某些激素进入组织液或细胞间液 通过扩散到达邻近的靶细胞起作用 3 自身分泌 autocrine 内分泌细胞分泌的激素在局部扩散 又返回作用于该内分泌细胞而发挥反馈作用 4 神经分泌 neurocrine 神经细胞分泌的化学信使 神经递质 由轴突末梢释放 经突触传递至突触后细胞 影响其生理功能 5 表分泌 epicrine 激素还可通过细胞间的微管连接到达另一细胞起调节作用 三 激素的分类 按其化学性质可分为含氮激素 nitrogenoushormone 和类固醇 甾体 激素 steroidhormone 两类 1 含氮激素含氮激素又可分为以下两类 1 肽类和蛋白质激素 主要有下丘脑调节肽 腺垂体激素 神经垂体激素 胰岛激素 甲状旁腺激素 降钙素以及胃肠激素等 2 胺类激素 包括肾上腺素 去甲肾上腺素和甲状腺激素等 促甲状腺 激 素释放激素促性腺 激 素释放激素生长激素释放抑制激素 生长抑素 生长激素释放激素促肾上腺皮质 激 素释放激素促黑 素细胞 激素释放因子促黑 素细胞 激素释放抑制因子催乳素释放因子催乳素释放抑制因子升压素 抗利尿激素 催产素促肾上腺皮质激素促甲状腺激素卵泡刺激素 促卵泡激素 黄体生成素 间质细胞刺激激素 促黑 素细胞 激素生长激素催乳素促脂解素降钙素甲状旁腺激素生长介素胰高血糖素胰岛素胃泌素促胰液素胆囊收缩素 促胰酶素抑制素绒毛膜促性腺激素内啡肽脑啡肽神经降压素p物质肾素心钠素 心房钠尿肽 胸腺 激 素激肽 1 1 含氮激素 肽 蛋白质类 1 2 含氮激素 胺类激素 去甲肾上腺素肾上腺素甲状腺素 四碘甲腺原氨酸 三碘甲腺原氨酸逆 三碘甲腺原氨酸褪黑 激 素 2 类固醇 甾体 激素 糖皮质激素 如皮质醇 盐皮质激素 如醛固酮 睾酮雌二醇孕酮1 25 二羟胆钙化醇 四 激素的一般特性 1 信息传递作用 激素既不能提供能量也不能发动新的反应 仅仅起 信使 的作用 将生物信息传递给效应细胞 发挥增强或减弱效应细胞内原有的生理生化过程的作用 其作用主要包括 调节物质代谢 维持代谢的稳态 调节细胞的分裂和分化 保证机体的正常生长 发育和成熟 并影响衰老过程 影响中枢神经系统和植物性神经系统的发育和功能 调节生殖器官的发育和成熟 并保证生殖过程正常进行 与神经系统密切配合 使机体更有效地适应内外环境的变化 2 作用的相对特异性 进入体液中的激素只选择地作用于某些器官 组织和细胞 这样一种现象称为激素作用的特异性 被激素选择作用的器官 组织和细胞 分别称为靶器官 靶组织和靶细胞 激素作用的特异性与靶细胞膜上存在的能与该激素发生特异性结合的受体有关 3 高效能生物放大作用 激素在血液中的浓度通常都很低 一般在纳摩尔 nmol l 甚至在皮摩尔 pmol l 数量级 但其作用显著 这是由于激素与靶细胞的受体结合后 细胞内发生一系列酶促放大作用 一个接一个 逐级放大效果 形成一个效能极高的生物放大系统 0 1ug的促肾上腺皮质激素释放激素可使腺垂体释放1ug促肾上腺皮质激素 后者在引起肾上腺皮质分泌40ug的糖皮质激素 最终可产生约6000ug糖原储备的细胞效应 4 激素间的相互作用 当多种激素共同参与某一生理活动的调节时 激素与激素之间往往存在着协同作用或颉颃作用 这对维持其功能活动的相对稳定起着重要作用 协同作用 生长素 血糖 糖皮质激素颉颃作用 胰岛素 血糖 胰高血糖素 有的激素本身并不能直接对某些器官 组织或细胞产生生理效应 然而由于它的存在 可使某一种激素的作用明显增强 即对另一种激素的调节起支持作用 这种现象称为允许作用 允许作用 permissiveaction 五 激素的合成 分泌 转运和代谢 1 激素的合成 肽类和蛋白质激素的合成 在细胞核内dna中的遗传信息转录到mrna 在胞浆中通过mrna的翻译过程形成多肽激素链 前激素原 激素原 内质网裂解 降解 脱去无活性的肽段 有活性的激素 类固醇激素 胺类激素的合成 是依靠细胞浆或分泌小泡内制造的各种专门的酶 通过一系列酶促反应过程以胆固醇 酪氨酸等为原料而合成的 2 激素的分泌 内分泌细胞合成激素后释放到细胞外或血液中的过程 称为激素的分泌 含氮类激素胞吐作用 类固醇激素单纯扩散 激素分泌后经过血液循环或体液扩散到靶细胞的过程 称为激素的转运 4 激素的代谢 3 激素的转运 激素从释放出来直到失活并被消除的过程 称为激素的代谢 代谢的速度通常以半衰期表示 即激素的浓度或活性在血液中减少一半所需要的时间来表示 4 激素的代谢 激素的受体 receptor 靶细胞上能识别并专一性结合某种激素 继而引起各种生物效应的功能蛋白质 它是细胞接受激素信息的装置 1 细胞膜受体2 细胞内受体 三 激素作用的机制 当激素与受体结合时 可使其特异性受体或邻近受体的亲和力与数量增加称为增量调节或上调 减少称为减量调节或下调 胞浆受体和核受体 第二信使学说的主要内容 激素作为第一信使 首先与靶细胞膜上具有立体构型的专一性受体结合 激素与受体结合后 激活膜上的腺苷酸环化酶 ac 系统 在mg2 存在的条件下 促使atp转变为环一磷酸腺苷 camp camp是第二信使 信息由第一信使传递给第二信使 camp使无活性的蛋白激酶a pka 激活 1 含氮激素的作用机制 第二信使学说 三 激素作用的机理 组织液 靶细胞内 细胞膜 c m 蛋白激酶 蛋白质磷酸化 改变细胞内固有的生理生化反应 第二信使学说 1 激素与受体结合的部分在细胞膜的外表面 而腺苷酸环化酶则在膜的内表面 那么 信息是怎样由受体传递到腺苷酸环化酶系统中的呢 2 有些实验中发现 camp与生物效应常常不一致 是否还有其他的第二信使呢 g蛋白可分为兴奋型g蛋白 gs 和抑制型g蛋白 gi gs的作用是激活腺苷酸环化酶 从而使camp生成增多 gi的作用则是抑制腺苷酸环化酶的活性 使camp生成减少 组织液 靶细胞内 细胞膜 c m 蛋白激酶 蛋白质磷酸化 改变细胞内固有的生理生化反应 r h ac gdp gtp 腺苷酸环化酶 ac atp camp 2 三磷酸肌醇和二酰甘油为第二信使的信息传递系统 二 类固醇激素作用机制 基因表达学说 二步作用原理 第一步是激素与胞浆受体结合 形成激素 胞浆受体复合物 第二步是与核内受体结合 形成激素 核受体复合物 从而激发dna的转录过程 生成新的mrna 诱导蛋白质合成 引起相应的生物效应 甲状腺激素是一种胺类激素 它除了与靶细胞膜上的受体结合外 也可以进入细胞核与核受体结合 然后通过基因表达 促进或抑制细胞的代谢 类固醇激素还可直接作用于细胞膜的类脂成分 引起细胞膜的通透性变化等 因此 含氮激素可作用于转录与翻译阶段而影响蛋白质的合成 反过来 类固醇激素也可以作用于细胞膜引起基因表达学说难以解释的某些现象 三 激素作用的其他方式 四 激素分泌的调控 二 神经调节 三 体液调节 1 激素的反馈调节 一 节律性分泌 2 代谢物的反馈调节 四 激素分泌的调控 二 神经调节 三 体液调节 1 激素的反馈调节当一种激素分泌后 经体液作用于靶细胞引起特异的生理效应时 几乎同时反馈控制该激素的分泌 引起激素分泌减少的称负反馈 引起分泌增加的称为正反馈 以负反馈为多见 根据反馈路线长短 有长反馈 短反馈和超短反馈三种 垂体门脉系统血中下丘脑调节肽浓度对下丘脑自身的反馈控制为超短反馈 垂体促激素对下丘脑调节肽的反馈控制为短反馈 而靶腺激素对下丘脑调节肽和垂体促激素的反馈控制为长反馈 一 节律性分泌 四 激素分泌的调控 二 神经调节 三 体液调节 1 激素的反馈调节 2 代谢物的反馈调节 有些激素引起体内代谢发生变化 而血中代谢产物的浓度对该激素的分泌也有负反馈或正反馈影响 以维持该激素的正常分泌和血中代谢物质浓度的相对稳定 一 节律性分泌 第二节下丘脑的内分泌功能 下丘脑位于丘脑的腹侧 由前至后分为视前区 结节区和乳头区 这些区内存在一些特殊的神经内分泌细胞群 兼有神经元和腺细胞的功能 它们可将大脑或中枢神经系统其他部位传来的神经信息 转变为激素的信息 起着换能神经元的作用 从而以下丘脑为枢纽 把神经调节与体液调节紧密联系起来 一 下丘脑的神经内分泌细胞 下丘脑的神经内分泌细胞能分泌神经肽或肽类激素 所以又称为肽能神经元 下丘脑的神经内分泌细胞可分为大细胞和小细胞两种 大细胞主要分布在下丘脑视前区的视上核和室旁核 它们的轴突构成下丘脑 垂体束 轴突末梢大部分终止于神经垂体内 小部分终止于正中隆起 小细胞分散存在于下丘脑底部视前区的室旁核 视上核 结节区的弓状核 腹内侧核内 它们的轴突主要组成结节 垂体束 终止于正中隆起和漏斗柄 这些细胞释放的激素都作用于腺垂体 引起 或抑制 腺垂体激素的分泌 故将这些细胞所在的区域称为下丘脑促垂体区 二 下丘脑与垂体的功能联系 下丘脑与垂体之间的功能联系有两种方式 一是通过垂体门脉 即下丘脑促垂体区神经元的轴突末梢 在正中隆起或垂体柄部与垂体门脉的初级毛细血管网相接 神经分泌物从这里释放进入血液 再沿门脉血管到达腺垂体 形成次级毛细血管网 与腺垂体细胞相接 另一种联系方式是直接的神经联系 即通过下丘脑 垂体束 下丘脑的神经分泌物沿轴突的轴浆流动运送到神经垂体 所以 下丘脑与垂体一起组成下丘脑 垂体功能单位 下丘脑通过垂体门脉系统和下丘脑 垂体束两种方式联系 与垂体一起构成了下丘脑 垂体功能单位 三 下丘脑分泌的激素 因子 及其生理作用 下丘脑促垂体区肽能神经元分泌的肽类激素 主要作用是调节腺垂体的活动 因此称为下丘脑调节肽 hypothalamusregulatorypeptide hrp 促甲状腺 激 素释放激素促性腺 激 素释放激素生长激素释放抑制激素 生长抑素 生长激素释放激素促肾上腺皮质 激 素释放激素促黑 素细胞 激素释放因子促黑 素细胞 激素释放抑制因子催乳素释放因子催乳素释放抑制因子 一 促甲状腺激素释放激素 促甲状腺激素释放激素 thyrotropin releasinghormone trh 是由谷氨酸 组氨酸和脯氨酸结合而成的3肽 分布于下丘脑中间基底部trh的主要生理作用 促进腺垂体的促甲状腺激素细胞合成和分泌促甲状腺激素 从而促进甲状腺激素的合成和释放 还轻度刺激腺垂体分泌催乳素和生长激素 二 促性腺激素释放激素 促性腺激素释放激素 gonadotropin releasinghormone gnrh 是10肽激素 分布于下丘脑的弓状核 内侧视前区和室旁核生理作用 促进腺垂体的促性腺细胞合成和释放卵泡刺激素 fsh 和黄体生成素 lh 两种促性腺激素 但对黄体生成素的刺激作用较强 三 生长激素释放激素 生长激素释放激素 growthhormonereleasinghormone ghrh 是多肽激素 现已得到由44 40与37个氨基酸组成的3种ghrh 主要集中于下丘脑弓状核生理作用 促进腺垂体生长激素细胞合成和分泌生长激素 gh 四 生长抑素 生长抑素 生长激素释放抑制激素 growthhormonerelease inhibitinghormone gih 或somatostatin ss 是由116个氨基酸的大分子肽裂解而来的14肽 生理作用 抑制腺垂体生长激素的基础分泌 也抑制腺垂体对多种刺激所引起的生长激素分泌反应 包括运动 进食 应激 低血糖等 五 促肾上腺皮质激素释放激素 促肾上腺皮质激素释放激素 corticotropin releasinghormone crh 为41肽 生理作用 促进腺垂体合成与释放促肾上腺皮质激素 acth 六 其它的下丘脑调节肽 催乳素释放因子 prolactinreleasingfactor prf 促使催乳素分泌 催乳素释放抑制因子 prolactinrelease inhibitingfactor pif 抑制催乳素分泌 促黑素细胞激素释放因子 melanophore stimulatinghormonereleasingfactor mrf 促进促黑激素的释放 促黑素细胞激素释放抑制因子 melanophore stimulatinghormonerelease inhibitingfactor mif 抑制促黑激素的释放 四 下丘脑调节肽分泌的调节 一方面 下丘脑促垂体区细胞的分泌作用受到脑内其它部位 主要是中脑 边缘系统和大脑皮质 传来的神经纤维所释放的神经递质如脑啡肽 内啡肽和p物质等肽类物质 以及多巴胺 5 羟色胺和去甲肾上腺素等单胺物质的调节作用 另一方面 下丘脑调节肽的分泌受体液中激素和代谢物浓度的反馈调节作用 特别是靶腺激素的反馈调控 第三节垂体 一 腺垂体 腺垂体是体内最重要的内分泌腺 它由不同的腺细胞分泌七种激素 gh tsh acth lh msh fsh prl 腺垂体 一 腺垂体激素的生物学作用 1 生长激素 gh 具有种属特异性的单链蛋白质激素 介导产生多种生物效应 包括调节基因转录 代谢物转运 胞膜钙离子通道等 改变细胞的生长和代谢活动 生理作用 促进物质代谢与生长发育1 促进生长发育 主要是促进骨 软骨 肌肉以及其他组织细胞分裂增殖 促进蛋白质合成 使细胞的体积和数量增加 生长激素缺乏所致 侏儒症 侏儒症 巨人症 肢端肥大症 9岁 33岁 16岁 52岁 一 腺垂体激素的生物学作用 1 生长激素 gh 生理作用 1 促进生长发育2 调节代谢 1 蛋白质合成增强 2 脂肪分解增强 3 升高血糖 2 促甲状腺激素 tsh 促进甲状腺细胞增生及其活动 促使甲状腺激素的合成和释放 3 促肾上腺皮质激素 acth 促进肾上腺皮质的发育以及糖皮质激素的合成和释放 在应激时 acth分泌增加 4 促性腺激素 gonadotropichormone ganadotropin gth 可分为卵泡刺激素 fsh 和黄体生长素 lh 两种 1 fsh对雌性动物来说 在lh的协同作用下 fsh可促进卵巢卵泡细胞增殖和卵泡生长 并引起卵泡液分泌 对于雄性动物来