大学生理课程人体解剖内分泌系统

Chapter 14. 内分泌,endocrine,内分泌 endocrine,激素下丘脑和垂体的内分泌甲状腺肾上腺皮质肾上腺髓质胰岛其他内分泌腺和激素,第一节. 激素 hormone,内分泌系统和激素的基本概念激素的分类激素作用的调控激素作用的机制,一.内分泌系统和激素的基本概念,人体功能的调节除以神经系统为主导外，还有以化学信息调节的内分泌系统，共同构成机体两大生物信息传递系统，功能上密切联系，实现对机体各种生理机能的调节，维持内环境稳定内分泌（Endocrine）：细胞合成的生物活性物质不经固定管道而直接释放至组织液或血液，对靶细胞功能发挥调节作用的现象内分泌系统（Endocrine System）是机体各种内分泌腺和散在的内分泌细胞的总称,Endocrine System,1. 外分泌与内分泌,外分泌（excrine）： 腺体有导管，分泌液通过导管输送到脏器管腔或皮肤表面，如汗腺、泪腺、各种消化腺内分泌（endocrine）： 腺体无导管，分泌物直接进入组织液或血液中胰腺兼有内分泌和外分泌功能脑的一些细胞也具有内分泌功能外分泌受内分泌的调节,2. 激素 hormone,激素是内分泌系统分泌的高效生物活性物质，主要经体液运输到靶细胞，调节靶细胞的生理活动内分泌系统或激素的作用：调节物质代谢和水盐平衡，维持内环境稳定；调节内脏器官功能和生殖活动参与应激反应影响细胞的增殖分化，调节各组织器官的生长发育调节机体造血过程参与神经系统的发育和活动影响学习和记忆等脑高级功能,内分泌与神经系统是机体两大重要的调节系统，在功能上有许多共同之处：,所有内分泌细胞和神经元都具有分泌功能内分泌细胞和神经元一样可以去极化产生动作电位某些细胞分泌的同一化学成分可同时充当神经递质和激素的双重角色神经递质和激素通常都需要与靶细胞特异受体结合才能发挥作用二者密切联系、协调配合：神经调节迅速准确集中；激素调节相对缓慢而弥散，但后效深远、影响面广,激素的递送方式,远距分泌 telecrine旁分泌 paracrine自分泌 autocrone神经分泌 neuroncrine,外激素 pheromone,二. 激素的分类classification of hormone,激素按化学性质分三大类：1)含氮激素：蛋白质类/肽类：合成与一般蛋白质相似胺类：酪氨酸和苯丙氨酸经一系列酶促反应合成2)类固醇激素/甾体激素：胆固醇经一系列酶促反应合成3)固醇类激素,Synthesis and release of peptide and protein hormones,三. 激素作用的调控 control of hormone action,激素作用于靶细胞的基本特性：1）高度特异性 high degree of specificity 与靶细胞膜上或胞质中的特异受体结合，各种激素作用的靶细胞数量是不同的2）信号放大系统 signal amplification system 体液中激素含量极低，但作用于靶细胞后引起一系列酶促反应，信号可逐级放大，引起显著的生物学效应,三. 激素作用的调控 control of hormone action,激素的分级传递与反馈调节 激素的脉冲式分泌与生物节律激素受体的调节激素间的相互作用激素作用的整体调节模式,三. 激素作用的调控 control of hormone action,激素的分级传递与反馈调节下丘脑垂体靶腺轴是典型的三级调控模式，并受更高级中枢的调节feedback regulation正反馈 positive feedback负反馈 negative feedback长反馈 long-looped feedback短反馈 short-looped feedback,激素的脉冲式分泌与生物节律某些激素呈脉冲式分泌，两次高峰之间的时间可长可短；,三. 激素作用的调控 control of hormone action,有些激素在脉冲式释放的基础上还表现节律性波动，说明生物钟可以影响激素分泌；有些激素分泌与年龄有关,三. 激素作用的调控 control of hormone action,激素受体的调节表现为激素与受体亲和力的改变和受体数量的增减机制：受体被磷酸化而活性下降；受体受激素诱导发生细胞内吞作用。二者均可逆下调（down regulation）与上调（up regulation）,激素间的相互作用协同 synergistic action拮抗 antagonistic action允许作用 permissive action,三. 激素作用的调控 control of hormone action,三. 激素作用的调控 control of hormone action,激素作用的整体调节模式不同激素之间、不同激素反应系统之间存在广泛的相互作用，构成了多层次、网络化的整体调节模式。激素与免疫系统和神经系统之间存在错综复杂的关系，激素和细胞因子等可作为神经及免疫系统的共同介导物对全身各器官的功能进行调节，激素作用的发挥处于整个神经内分泌免疫网络的控制之中。,四. 激素作用的机制mechanisms of hormone action,含氮类激素作用机制 第二信使学说类固醇激素作用机制 基因表达学说,含氮类激素作用机制 第二信使学说,第一信使（first messenger）：能将某种调节信息由内分泌细胞带到靶细胞的分子。如激素等第二信使（second messenger）：担负着在细胞内传递激素信息，实现激素作用的分子。如cAMP、IP3、Ca2+、DG等,含氮类激素作用机制 第二信使学说,类固醇激素作用机制 基因表达学说,第二节. 下丘脑和垂体的内分泌hypothalamus and pituitary endocrine,神经内分泌 neuroendocrine下丘脑腺垂体系统下丘脑神经垂体系统,一. 神经内分泌 neuroendocrine,下丘脑是中枢神经系统对内分泌进行调节的主要部位。下丘脑的“促垂体区”细胞为神经内分泌细胞，又叫肽能神经元（peptidergic neuron），它们分泌的激素都是神经肽具有神经内分泌作用的还有松果体、肾上腺髓质等下丘脑释放激素调节垂体和其它内分泌腺的激素分泌，尤其是下丘脑与垂体机能密切联系，可看作一个功能单位,下丘脑和腺垂体的联系：垂体门脉系统下丘脑和神经垂体的联系：下丘脑垂体束,二. 下丘脑腺垂体系统,已知下丘脑分泌6种释放激素和3种释放抑制激素，通过垂体门脉系统调节腺垂体的分泌，统称促垂体激素或下丘脑调节肽HRP，并不进入体循环腺垂体（垂体前叶）是最重要的内分泌腺，起着上连中枢神经系统，下连靶腺的桥梁作用。主要分泌6种激素：GH、PRL、TSH、ACTH、FSH、LH,主要腺垂体激素和作用的靶腺,促垂体激素/下丘脑调节肽对腺垂体分泌的影响,CRH,TRH,GnRH,GHRH GHRIH,PRH PRIH,甲状腺,肾上腺皮质,性腺,肝脏等,乳腺,生长素（growth hormone, GH ）,腺垂体生长素细胞分泌，hGH由191氨基酸残基组成，结构与PRL相似，有弱PRL作用。体内以结合形式存在，人血浆和组织液中存在两种不同亲和力的GH结合蛋白GHBPGH通过刺激肝脏等组织分泌IGF发挥促进生长发育和促进代谢的作用。刺激生长通过促进骨骼增长和蛋白合成实现，与胰岛素和IGF有关；对糖和脂肪代谢的作用表现出胰岛素样作用（生理浓度）和抗胰岛素作用（分泌过多）两个方面,下丘脑释放的GHRH和GHRIH的双重调节；睡眠的影响代谢因素的反馈（血糖、血中游离脂肪酸和氨基酸含量）,GH分泌的调节,催乳素(prolactin, PRL),PRL由腺垂体催乳素细胞分泌（胎盘也分泌），199氨基酸残基，具有与GH相似的氨基酸序列，也有弱GH作用主要作用是刺激乳腺发育和泌乳：进入青春期后在PRL等多种激素的协同作用下乳腺发育；妊娠期PRL、E2、P分泌增多，乳腺进一步发育乳汁主要成分酪蛋白、乳糖和脂肪的合成都受PRL的调节妊娠期高E2、P与PRL竞争乳腺细胞受体，不表现泌乳分娩后E2、P水平下降，PRL发挥启动和维持泌乳的作用PRL分泌主要受下丘脑PRH和PRIH的双重调节，通常以抑制为主,三. 下丘脑神经垂体系统,下丘脑视上核和室旁核细胞是神经内分泌细胞，分泌的激素沿着神经垂体束，投射到神经垂体（本身无内分泌功能），被释放到末梢毛细血管。已确定的神经垂体激素有两种：催产素和加压素,神经垂体激素 neurohypophysis hormone,催产素（oxytocin, OXT）主要作用于子宫和乳房，具有促进子宫平滑肌收缩和排乳的双重作用加压素（vasopresin, VP）/抗利尿激素（antidiuretic hormone, ADH ）生理条件下显著的抗利尿作用，是调节水平衡的重要激素；机体失血情况下的缩血管作用：血容量的下降和血浆晶体渗透压的增加引起VP大量释放，对维持血压起一定作用二者均为9肽，结构相似，功能有重叠,第三节. 甲状腺 thyroid gland,甲状腺是人体最大的内分泌腺，与碘代谢关系密切。,一. 甲状腺激素的合成,甲状腺腺泡细胞合成和分泌T4、T3，均为酪氨酸碘化物， T4分泌量远大于T3，但T3活性为T4的5倍T3主要以游离态存在于血浆，才能进入靶细胞，是组织内主要发挥功能的甲状腺激素，T4在组织中很容易脱碘生成T3,二. 甲状腺激素的生理作用,核内受体介导的作用机制，主要促进代谢和生长发育对代谢的影响产热效应 甲亢病人分泌增多，体温偏高蛋白质代谢：生理水平促进蛋白质合成，表现正氮平衡；分泌过多则相反糖代谢：促进糖的吸收和肝糖原分解，有升高血糖的趋势，但同时促进组织对糖的利用脂肪代谢：以促进脂肪的动员和消耗及胆固醇降解为主对生长发育的影响在神经、肌肉和骨骼的发育中起重要作用 克汀病拟交感作用 sympathomimetic effect对各系统功能的影响,三. 甲状腺功能的调节,1）HPT轴和负反馈调节2）与碘供应相关的甲状腺激素合成的自身调节3）自主神经的调节4）垂体和垂体外组织的脱碘酶可改变T3T4的效应5）TSH受体的自身抗体对甲状腺功能的促进和抑制作用,甲亢与克汀病,第四节. 肾上腺皮质 adrenal cortex,肾上腺皮质是维持生命活动所必需的。皮质细胞分三层：球状带、束状带、网状带,球状带主要分泌盐皮质激素，人体以醛固酮为主；束状带和网状带主要分泌糖皮质激素，人体以皮质醇为主；网状带还分泌少量雌激素和雄激素,球状带：分泌盐皮质激素束状带：分泌糖皮质激素网状带：分泌糖皮质激素、 雄激素和少量雌激素,一. 糖皮质激素(corticosteroid) 的生理作用,作用的细胞机制与核受体介导的基因表达有关对代谢的影响：促进糖异生，抑制G消耗，升高血糖促进蛋白质分解，抑制合成促进四肢脂肪分解和面部、背腹部脂肪的合成，出现“向心性肥胖”对应激（stress）的作用：发生应激反应时，ACTH和糖皮质激素分泌增加，以动员能量，增强对不良刺激的抵抗力和适应对其它机能：,二. 糖皮质激素(corticosteroid) 分泌的调节,下丘脑腺垂体肾上腺皮质轴ACTH分泌具有明显昼夜节律，血中糖皮质激素含量也发生相应波动，一般清晨最高应激因素的调节负反馈调节,各种应激因素；昼夜节律,三.盐皮质激素(mineralosteroid) 的生理作用和分泌调节,保钠排钾作用：主要促进肾远曲小管和集合管对钠的重吸收，同时促进水的重吸收和钾的排出，醛固酮作用最强分泌的调节：肾素血管紧张素醛固酮系统血浆中Na+、K+浓度ACTH的调节,醛固酮分泌的调节,循环血量减少；肾交感神经兴奋,低钠高钾,第五节. 肾上腺髓质 adrenal medulla,肾上腺髓质与皮质在形态发生、细胞构筑、生理功能等都完全不同肾上腺髓质与交感神经节均来源于外胚层的神经嵴细胞肾上腺髓质和交感神经通过释放儿茶酚胺类激素或神经递质发挥作用，二者关系密切，共同构成交感肾上腺髓质系统（symptho-adrenomedallary system）,一. 交感肾上腺髓质系统,主要分泌肾上腺素（epinephrine, E）和去甲肾上腺素（norepinephyine, NE），比例4：1，均由髓质的嗜铬细胞合成，原料酪氨酸E/NE的作用对心血管系统：都能升高血压、提高心率。但E对心脏作用强，而NE的缩血管作用强对代谢：都能提高基础代谢率，促进肝糖元和脂肪分解，有升高血糖作用对神经系统和其它组织：提高中枢神经系统的兴奋性，提高机体的警觉性，对刺激的反应性增强，呼吸增强，心率加快，心输出量增加（应急反应）,二. 肾上腺髓质激素的分泌和作用,嗜铬细胞受交感神经的节前神经纤维支配，交感肾上腺髓质系统也受下丘脑控制，应急状态通过下丘脑使该系统强烈兴奋髓质和皮质有密切的细胞和血液联系，ACTH和皮质激素也刺激髓质激素的合成,三. 肾上腺髓质激素的分泌调节,应激反应（stress response）应急反应（emergency reaction）,应激反应：机体遇到有害刺激时，引起ACTH和糖皮质激素分泌大增，并在其它多种激素的参与下使机体抵抗力增强的非特异性反应应急反应：遇到紧急情况时，交感肾上腺髓质系统被动员，E/NE分泌大增，引起CNS兴奋性增加以及循环和呼吸等系统功能加强的反应实际上二者一般同时发生，相辅相成，共同维持机体的适应能力,应激反应（stress response）应急反应（emergency reaction）,第六节. 胰岛 pancreatic island,70100万个散在于胰腺的外分泌腺之间的内分泌细胞团组成胰岛细胞至少四类，分泌不同的激素：A细胞：占20，分泌胰高血糖素B细胞：占70，分泌胰岛素D细胞：占10，分泌生长抑素PP细胞/F细胞很少，分泌胰多肽,生长抑素（somatostain）：旁分泌抑制其它三种细胞的分泌胰多肽（pancreatic polypeptide）：减少食物的吸收过程,一. 胰岛素 insulin,51个aa组成的小分子蛋白，A、B两个亚单位借二硫键相连，合成过程：前胰岛素原胰岛素原胰岛素和C肽1982年，重组人胰岛素上市，成为第一个基因工程产品胰岛素受体几乎分布于体内所有细胞的膜上，具有酪氨酸激酶活性。但不同组织的受体数量明显不同，受体数量和亲和力受多种因素影响,胰岛素的生理作用,直接或间接作用几乎涉及所有组织细胞，作用复杂，影响深远。是促进合成代谢的激素，对维持正常代谢和生长不可缺少（与GH协同）。是人体唯一降血糖的激素胰岛素缺乏时，糖异生增加，血糖升高，发展为糖尿病（表现三多一少：多食、多饮、多尿、体重减轻）；而且导致各种心脑血管疾病和各种功能的失调,胰岛素的分泌调节,血糖、AA、FA的作用胃肠激素和其它激素的作用胃泌素、胰泌素、CCK、抑胃肽、胰高血糖素等促进胰岛素分泌， 肠胰岛轴肾上腺素通过抑制胰岛素的分泌而升高血糖GH、T3/T4、皮质醇等通过升高血糖间接刺激胰岛内的旁分泌调节