动物生理学第十一章-内分泌.ppt

侏儒症,呆小症,甲状腺肿,甲亢,他们怎么了？,他们的内分泌系统出了问题,Whatsthis?,一、内分泌系统的发现及本章的内容概要（一）内分泌系统的发现,HCL,胰液,胰液,内分泌系统的概念：,内分泌腺/内分泌细胞,激素,体液传递,功能：常与神经系统共同调节机体的功能活动。,生物学效应,内分泌系统的功能特点（区别于神经系统）缓慢、持久、范围广主要调节生长、代谢、生殖、器官功能内分泌与神经调节又是密切联系的。,（二）本章的内容概要1.概述：激素的概念、传递方式、分类、作用机制、一般特性、分泌的调节2.几种主要激素（GH，TH，Ins，皮质醇，性激素）的生理作用，部分激素的作用机制及分泌调节。,甲状腺,下丘脑与垂体,调节钙代谢的激素,概述,肾上腺,胰岛,性腺,其他内分泌物质,第十一章内分泌（Endocrine）,内分泌,一、激素的概念与分类,二、激素的作用及其特征,三、激素的合成、分泌、转运和代谢,四、激素的作用机制,五、激素分泌的调节,概述：,内分泌,一、激素的概念与分类：,由体内某些细胞产生的特殊有机物质，被释放到细胞外，通过扩散或血液循环输送到另一类细胞，从而调节这些细胞的代谢活动，这类物质称为激素（Hormone）。,激素的分泌方式包括：,内分泌,神经分泌（neurocrine）内分泌（endocrine）旁分泌（paracrine）自分泌（autocrine）神经内分泌（neuroendocrine）表分泌和外分泌（exocrine）,二、激素传递方式,远距分泌,神经激素：具有内分泌功能的神经细胞产生的激素。神经分泌：神经激素可沿神经细胞轴突借轴浆流动运送至末梢而释放入血液。,下丘脑,激素的分类（一）含氮激素蛋白质类Ins肽类TRH,ACTH胺类E，NE（二）类固醇激素皮质醇，雌激素（三）固醇类激素维生素D3（四）脂肪酸激素前列腺素,四、激素作用的机制靶细胞受体对激素的识别和结合激素-受体复合物转导调节信号所转导的信号引起靶细胞的生物效应含氮激素的作用机制第二信使学说类固醇激素作用机制基因表达学说激素作用的其它方式,激素-受体复合物的形成,G蛋白激活腺苷酸环化酶,ATP转变为cAMP,cAMP激活其依赖性蛋白激酶,促进特异蛋白磷酸化,激活靶细胞的生理反应,其中，激素为第一信使，cAMP为第二信使。此外cGMP、Ca2+、IP3、DG及NO也可以作为第二信使参与介导激素的生理作用。,（一）含氮激素的作用机制-第二信使学说,(二)类固醇的作用机制基因表达学说激素胞浆受体,激素受体复合物细胞核受体,激素-核受体复合物,调控DNA转录生成新mRNA,二、激素的作用及其特征：,1、生长和发育,2、生殖,3、内环境稳态,4、代谢,5、消化,6、应激和免疫,内分泌,（1）具有特异性；（2）只调节细胞内生理反应的速度，而不能发动新的反应；（3）激素作用的高效性；（4）分泌速率不均一；（5）激素的半衰期很短；（6）激素与激素之间存在着协同或拮抗作用。,典型的激素应具有的特点：,内分泌,激素间的相互作用1.协同作用:不同激素发挥同样生理效应2.拮抗作用:不同激素发挥相反生理效应,血糖,胰高血糖素，皮质醇,胰岛素,ENE,糖皮质激素,糖皮质激素+E/NE,允许作用：有的激素本身并不能直接对某些组织产生生理效应，然而在它存在的条件下，可使某一种激素的作用明显增强，这种现象称允许作用。,三大功能轴：下丘脑腺垂体甲状腺下丘脑腺垂体肾上腺皮质下丘脑腺垂体性腺,TRH,TSH,CRH,ACTH,GnRH,FSH、LH,FSH(卵泡刺激素)、LH(黄体生成素),三、激素的合成、分泌、转运和代谢：,1、激素的合成,2、激素的分泌,3、激素的转运,4、激素的代谢,内分泌,1、激素的合成：,b、甾体激素的合成,模板DNA,前激素原（信号肽）,a、肽类和蛋白质激素的合成,胆固醇、酪氨酸在胞浆中酶促反应下合成。,mRNA,核糖体翻译,激素原,内分泌,激素,内质网裂解,降解,2、激素的分泌：,含氮激素合成后一般在囊泡内储存，经胞吐作用释放（受Ca2+内流和cAMP或cGMP刺激）。,类固醇激素合成后一般不储存，通过单纯扩散的形式释放。,内分泌,内分泌,激素的分泌方式,3、激素的转运：,长途转运：分泌部位与靶器官之间的距离较长（ACTH、LH、FSH）,短途转运：分泌部位与靶器官之间的距离较短（GnRH、TRH）,游离,结合（与载体蛋白结合）,储存,发挥作用,内分泌,内分泌,五、激素分泌的调节：,1、神经调节,2、体液调节,3、激素对受体的调节,4、激素间的相互作用（协同、允许、拮抗）,内分泌,1、激素分泌的神经调节（直接、间接）：,内环境的变化,中枢神经系统,下丘脑,垂体,植物性神经系统,内分泌腺或细胞,直接,间接,内分泌,2、激素分泌的体液调节：,促激素,血液,激素靶器官,生理效应,反馈,有正反馈和负反馈，后者多见；根据反馈路线的长短，有长反馈、短反馈和超短反馈三种。,激素的反馈调节,内分泌,内分泌,2、激素分泌的体液调节：,激素,代谢变化,代谢产物浓度变化,反馈,代谢产物的反馈调节,例：胰岛B细胞分泌胰岛素受血糖调节。,内分泌,一、下丘脑与垂体的结构和机能联系,二、下丘脑神经垂体激素及其生理功能,三、下丘脑促垂体激素的分泌,四、腺垂体激素及其生理功能,第二、三节下丘脑与垂体,内分泌,（HypothalamusandHypophyseal）,一、下丘脑与垂体的结构和机能联系：,下丘脑位于间脑的腹面，是双侧对称的结构，被第三脑室分为左右两半，与内分泌有关的核团大多集中在下丘脑的内侧部，可分为三个区：,前区（视上区）中区（结节区）后区（乳头区）,内分泌,下丘脑主要核团和分区：ThemainnucleiandregionsofHypothalamus:,前区（视上区）：,中区（结节区）：,后区（乳头区）：,PV：室旁核；A：前核；S：视上核,DM：背内侧核；VM：腹内侧核；ARC：弓状核,P：后核；M：乳头核,TC：灰结节；ME：正中隆起；INF：漏斗,内分泌,1、大细胞性的神经细胞系统：,视上核加压素即抗利尿激素室旁核催产素,2、小细胞性的神经细胞系统下丘脑促垂体区,集中分布于正中隆起、弓状核、腹内侧核、视交叉上核。此系统产生促垂体激素，促进或抑制垂体前叶激素的分泌。,构成这些核团内具有内分泌功能的神经细胞有两种：,内分泌,远侧部前叶,腺垂体,结节部,中间部,神经垂体,后叶神经部,漏斗部,+,内分泌,下丘脑和垂体的联系包括以下两个方面:,1、下丘脑-垂体束,2、下丘脑-垂体门脉系统,神经联系,体液联系,内分泌,下丘脑-垂体束起始于下丘脑视上核和室旁核，终止于神经垂体。神经内分泌大细胞分泌产生的激素经轴浆运输到达神经垂体储存。,内分泌,1、下丘脑-垂体束,下丘脑-垂体门脉系统起始于正中隆起，终止于腺垂体，是下丘脑与腺垂体之间的体液联系通道。下丘脑促垂体区释放的激素都在正中隆起进入毛细血管，经门脉系统到达腺垂体，调节腺垂体的分泌。,内分泌,2、下丘脑-垂体门脉系统,二、下丘脑神经垂体激素及其生理功能：,催产素,精氨酸升压素,两者为互为结构相似的9肽（分泌调节）。,1、子宫收缩（分娩）与回位；,2、排乳；,3、学习、记忆和母性行为。,1、调节渗透压、血容量和血压；,2、学习、记忆和性行为。,内分泌,（Oxytocin）,（Vasopressin）,催产素（OXT）,精氨酸升压素,1、血浆渗透压感受器（血成分）,2、血管压力感受器（血容量）,1、非条件刺激（子宫颈、乳房）,2、条件刺激（幼仔出现、挤乳等）,神经垂体激素分泌的调节：,内分泌,三、下丘脑促垂体激素的分泌：,下丘脑促垂体区内神经内分泌小细胞分泌的激素都是肽类激素，经垂体门脉系统送到腺垂体，调节腺垂体的分泌活动。,现已确定的下丘脑分泌的调节腺垂体释放或抑制激素共有九种（分泌调节）。,内分泌,下丘脑促垂体激素的分泌，一方面受到脑高级部位的控制，另一方面又受到体液因素的调节，特别是靶腺激素的反馈调控。,神经调节神经递质（NE、5HT和ACh等）,体液调节,长环反馈（long-loopfeedback）,短环反馈（short-loopfeedback）,超短反馈（ultrashort-loopfeedback）,内分泌,长环反馈（long-loopfeedback）,外周靶腺（甲状腺、肾上腺皮质、性腺）所分泌的激素对下丘脑所起的调节作用。,短环反馈（short-loopfeedback）,腺垂体激素反馈调节下丘脑相应激素的分泌。,超短反馈（ultrashort-loopfeedback）,下丘脑激素反过来作用于下丘脑，调控它本身的分泌。,内分泌,四、腺垂体激素及其生理功能：,腺垂体分泌的激素共有八种，根据其分子结构特征可以分为三大类（分泌调节）：,1、肽类激素,2、糖蛋白激素,3、蛋白质激素,（FSH、LH、TSH）,（GH、PRL）,（ACTH、MSH、LPH）,内分泌,内分泌,腺垂体激素分泌的调控,一、甲状腺结构特点,二、甲状腺激素,三、甲状腺激素的生理功能,四、甲状腺功能的调节,第四节甲状腺的内分泌,内分泌,一、甲状腺结构特点：,有丰富的血液供应和神经支配；甲状腺由腺泡组成；腺泡壁是一层立方上皮细胞，腺泡腔中充满胶体物质（是上皮细胞的分泌物），主要是甲状腺球蛋白和激素。是体内唯一细胞外储存的内分泌激素。（thyroglonbulin,TG）,内分泌,内分泌,二、甲状腺激素（thyroidhormone）：,甲状腺素（3，5，3，5四碘甲腺原氨酸，Thyroxine，T4）,三碘甲腺原氨酸（3，5，3三碘甲腺原氨酸，Triiodothyronine，T3）,内分泌,逆三碘甲腺原氨酸,rT3,1、聚碘作用（iodineaccumulation）,2、碘的活化（iodineactivation）,3、酪氨酸碘化（iodinationoftyrosine）和碘化酪氨酸（iodotyrosine）的偶联。,甲状腺素的合成,甲状腺激素（T3或T4）生成后，以甲状腺球蛋白的形式存在甲状腺的胞泡腔中。当机体需要甲状腺激素，腺上皮顶端的微绒毛通过胞饮作用将甲状腺球蛋白吞饮入腺细胞内，经溶酶体酶水解后，T3、T4被释放进入血液。T4的半衰期大约67d，T3大约为13d。,内分泌,内分泌,内分泌,三、甲状腺激素的生理功能：,甲状腺激素没有特异的靶细胞，几乎影响机体内的每一个器官，其生理作用十分广泛。,1、代谢,2、生长发育,3、神经系统,4、生殖和泌乳,5、其他作用,生热,糖,脂肪,蛋白质,水和电解质,维生素,内分泌,四、甲状腺功能的调节：,1、下丘脑-垂体-甲状腺轴,2、反馈调节,3、其他激素的调节（E、GH与垂体对TRH的反应）,4、碘摄取对甲状腺功能的影响,内分泌,一、甲状旁腺素（Parathyroidhormone，PTH）,二、降钙素（Calcitonin）,三、1，25二羟胆钙化醇（1,25dehydroxycholecalciferol）,四、钙调激素分泌的调节,调节钙代谢的激素：,内分泌,一、甲状旁腺素：,甲状旁腺是位于甲状腺附近的成对小腺体，一般有两对。,甲状旁腺素（PTH）是由甲状旁腺主细胞分泌的一种多肽（84），其氨基酸组成随动物种属不同而略有差异。,内分泌,甲状旁腺素的主要作用是升高血Ca2+，其靶器官为骨、肾脏和肠道。,（1）PTH对骨的作用：,（2）PTH对肾脏的作用是：,肾小管对钙的重吸收，增加尿磷的徘出；肾小管内羟化酶的活性（1，25-(OH)2D3）。,促进骨钙溶解进入血液使血钙升高。,（3）PTH对肠道的作用（间接促进Ca2+的吸收）。,内分泌,内分泌,二、降钙素：,降钙素（calcitonin，CT）由甲状腺“C”细胞分泌，是由32个氨基酸组成的多肽，分子量约3000道尔顿，由于能降低血中Ca浓度而得名。,降钙素的生理作用主要是降低血钙和血磷：,（1）对骨的作用,（2）对肾脏的作用,（3）对胃肠道的作用,内分泌,三、1，25二羟胆钙化醇：,1，25二羟胆钙化醇是维生素D在肾脏经羟化修饰后的产物，它能够促进钙磷吸收和骨钙动员，从而升高血钙、血磷水平。,维生素D3（胆钙化醇）,7-脱氢胆固醇,1，25二羟胆钙化醇,25-羟胆钙化醇,紫外照射,肝内,肾内,25-羟化酶,1-羟化酶,真皮下,内分泌,内分泌,1，25二羟胆钙化醇的生理作用有：,（1）对肠道的作用：,（2）对骨的作用是：,促进肠道对钙、磷的吸收。,（3）对肾脏的作用。,促进骨质溶解，促进骨的生成和钙化表现为骨的代谢和更新加快。,增加钙和磷的重吸收。,内分泌,四、钙调激素分泌的调节：,（1）血钙和血磷浓度：,（2）三者之间的相互作用：,血钙浓度升高,CT,PTH,1，25二羟胆钙化醇,内分泌,PTH、CT和1,25-(OH)2D3三者之间直接或间接与血钙浓度之间形成反馈关系，以维持血钙水平的相对稳定。,内分泌,VitD3缺乏引起佝偻症,一、胰岛的结构特点,二、胰岛激素及其作用,三、胰岛功能的调节,第六节胰腺的内分泌,内分泌,一、胰岛素,胰岛素的发现,1869年德国人P.Langerhans发现，在胰腺内除了有众多的腺泡外，在显微镜下还看到一群岛状的细胞群，它们没有泡腔，也没有分泌管。以后就以他的名字命名这种胰岛细胞，称之为LangerhansCells。,1889年Minkowsky等将狗的胰腺全部切除，二日后尿中出现糖分，表现极明显的糖尿病，30天后丧生。证明糖尿病起源于胰的内分泌缺乏，,胰岛素的发现,1909年De.Meyer给胰岛细胞激素起了一个名字胰岛素（insulin）,这个名字一直沿用到今天。可当时，这种激素的存在还只是一个假设。,1920年Banting和Macleod经过反复实验最终发现了胰岛素。,TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1923,FrederickGrantBantingCanadaTorontoUniversity1891-1941,JohnJamesRichardMacleodCanadaTorontoUniversity1876-1935,邹承鲁,生物化学家。原籍江苏无锡，生于山东青岛。1945年毕业于西南联合大学化学系。1951年获英国剑桥大学生物化学博士学位。1992年当选为第三世界科学院院士。在胰岛素人工合成中负责A链及B链的拆合，确定合成路线。1980年当选为中国科学院院士（学部委员）。,邹承鲁,1965年，人工合成牛胰岛素的工作完成，当时就在国际上引起了广泛的关注，工作完成后，也就是一年以后，诺贝尔奖化学委员会主席Tiselius，刚好来华访问，蒂斯利尤斯对人工合成了牛胰岛素评价说：“比核能力更有说服力的是胰岛素。因为，人们可以从书本中学到制造原子弹，但不能从书本上学习制造胰岛素”中国科学家率先合成出人工胰岛素,这是世界上第一种人工合成的蛋白质,标志着人类在探索生命奥秘的征途中向前跨进了重要一步。以当时国际上该领域的科技水平,此项成果无疑达到了诺贝尔奖水平。瑞典评奖委员会也曾愿意把诺贝尔奖发给中国的科学家,但是中国方面提出的得奖者名单是一个小组,超过了诺奖评选规则中人数最多三人的限制。因此,中国科学家错失良机。,结晶牛胰岛素人工合成工作简介结晶牛胰岛素的成功合成是中国科学史上的一件大事。它和原子弹的成功试爆、人造卫星的上天一道，被誉为新中国科技工作者在一穷二白的基础上，为中国人争气的“代表作”。该课题于1958年下半年由中科院上海生物化学研究所的研究人员集体提出，1965年9月17日由中科院上海生物化学研究所、中科院上海有机化学所、北京大学化学系三单位协作完成。前后共花了大约七年的时间。中间经历过一个短期的“大兵团作战”阶段，除上述三单位外，还牵涉了复旦大学生物系、北京大学生物系、北京大学化学系、中科院上海生物化学研究所、中科院上海有机化学研究所、中科院药物研究所、中科院生理研究所、中科院实验生物研究所等单位。但是只有在调整了参加单位至三个，参加人员压缩到二十余人时，工作才真正走上轨道，取得进展。这项工作的完成，极大的提高了我们国家的科学声誉，对我国在蛋白质和有机合成方面的研究起了积极的推动作用。,(一)胰岛素的化学,胰岛是胰腺的内分泌部分,由大小不等、形状不定、散布于胰腺组织中的细胞群组成，颇似一个个“小岛”故称为胰岛。,一、胰岛的结构特点：,A细胞胰高血糖素,B细胞胰岛素,D细胞生长抑素,PP细胞胰多肽,内分泌,二、胰岛激素及其作用：,1、胰岛素,2、胰高血糖素,3、生长抑素和胰多肽,内分泌,胰岛素由51个氨基酸组成，分为A、B两条肽链，两条肽链通过两个二硫键连接。,胰岛素可促进三大营养物质的合成和贮存，故胰岛素有“储存激素”之称,（1）对糖代谢的调节促进糖的利用（降低血糖）；,（2）对脂肪代谢的调节加速合成，抑制动员；,（3）对蛋白质代谢的调节促进合成，抑制分解。,1、胰岛素（Insulin）:,内分泌,动画,2、胰高血糖素（Glucagon）:,胰高血糖素由29个氨基酸组成的直链多肽。,（3）调节脂肪代谢,（1）调节糖的代谢,（2）调节蛋白质的代谢,由于胰高血糖素对三大营养物质的作同主要是促进分解，所以，胰高血糖素又称为“动员激素”,促进糖原分解（升高血糖）；,促进分解，抑制合成；,促进脂肪的分解。,内分泌,3、生长抑素（SS）和胰多肽（PP）:,生长抑素（14肽）,胰多肽（36肽）,旁分泌作用，降低胰高血糖素和胰岛素的水平。,减少肝糖原储备，对胃肠道消化功能起抑制作用。,内分泌,三、胰岛功能的调节：,1、血中代谢物质的作用,2、神经系统,3、其他激素,4、三者之间的相互作用,内分泌,一、肾上腺的组织结构,二、肾上腺皮质激素,三、肾上腺髓质激素,第七节肾上腺的内分泌,内分泌,哺乳动物的肾上腺有一对，分别位于左右肾脏的前缘，每个肾上腺明显地分为皮质和髓质两部分。皮质和髓质是两个不同的内分泌腺。,一、肾上腺的组织结构：,内分泌,肾上腺皮质起源于中胚层，皮质部的细胞自外向内排列成三种不同的结构形式，即：,二、肾上腺皮质激素：,球状带分泌盐皮质激素（醛固酮）,束状带分泌糖皮质激素（皮质醇）,网状带分泌皮质醇和少量性激素,内分泌,盐皮质激素的生理作用（以醛固酮为例）：,1、促进肾远曲小管和集合管主动重吸收Na+，同时促进K+和H+排出，称为“保钠排钾”作用。,2、减少Na+在汗液、唾液和胃液中的排出。,醛固酮分泌主要受肾素血管紧张素系统的调节。,内分泌,糖皮质激素的生理作用：,1、调节糖、脂肪和蛋白质的代谢；,5、对其他激素的允许性作用。,2、对组织和器官的作用；,3、在应激反应中的作用；,4、抗炎症和抗免疫的作用；,糖皮质激素的分泌主要受下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的调节。,内分泌,总之，糖皮质激素的作用广泛而复杂，主要归纳为：5增(增血糖、蛋白分解、胃酸、RBC、血小板)；4抗(抗炎、过敏、免疫排斥反应、休克)；3减(减淋巴细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞)；1怪(向心性肥胖)。,肾上腺髓能够利用酪氨酸前体合成并分泌肾上腺素（E）和去甲肾上腺素（NE），根据结构统称为儿茶酚胺（Catecholamine）类激素。,三、肾上腺髓质激素：,内分泌,肾上腺髓质直接受交感神经纤维的支配，交感神经节前纤维进入髓质后与嗜铬细胞形成突触，因此，可将肾上腺髓质视为交感神经节，而将嗜铬细胞看成突触后神经元。一般把两者合称为交感神经一肾上腺髓质系统。,“FightorFlight”,心率增加，血压升高；,动员储备，提高基础代谢；,CNS兴奋，通气量加大；,瞳孔扩张，竖毛肌收缩；,抑制消化。,内分泌,一、睾丸分泌的激素,二、卵巢分泌的激素,三、抑制素及其作用,五、性腺内分泌功能的调节,性腺：,内分泌,四、松弛素及其作用,一、睾丸分泌的激素：,睾酮（活性最强）,雄烯二酮、脱氢异雄酮、雄酮,雄激素由睾丸间质（Leydig）细胞分泌，其生理功能有：,1、促进雄性生殖器官的发育和分泌；,2、促进精子生成，引起雄性动物的性行为；,3、促进蛋白质合成与骨骼生长；,4、刺激红细胞生成。,雄激素,内分泌,二、卵巢分泌的激素：,雌激素,孕激素孕酮,雌二醇,雌三醇,雌酮,内分泌,生理功能：,1、促进雌性生殖器官的发育和成熟；,2、促进乳腺导管系统的生长；,4、促进软骨钙化（骨质疏松）；,5、引起母畜发情和性行为。,雌激素：,主要由卵泡颗粒细胞和膜细胞合成。,内分泌,3、促进水盐潴留；,生理功能：,1、促进子宫内膜增生，为着床与营养做准备；,2、降低子宫肌肉对催产素的敏感性，有利于妊娠的维持；,3、促进乳腺发育和成熟；,孕激素：,主要由卵巢黄体细胞和胎盘合成。,4、高剂量孕激素能抑制排卵和发情。,内分泌,三、抑制素（Inhibin）及其作用：,是卵巢卵泡颗粒细胞和睾丸支持细胞分泌的一种糖蛋白。,抑制素主要抑制FSH的分泌，在睾丸中对生