环境生物化学基础 第6章 激素课件

第6章激素第6章激素第1节激素概述

一.激素的概念

二.激素的作用特点

三.激素的分类四.激素的化学本质第2节脊椎动物激素一.动物激素概述二.重要的脊椎动物激素第3节植物激素一.植物激素概述二.重要的植物激素第4节昆虫激素一.昆虫激素概述二.重要的昆虫激素

三.昆虫激素在农业生产中的应用第5节环境激素——自然环境中的隐形杀手一.环境激素概述二.环境激素的类型三.环境激素进入生物体的途径四.环境激素对人类及生态系统的危害（一）高效性（二）高专一性（三）多层次性（四）信使性（五）平衡性二、激素作用的特点：三.激素的分类根据生物的不同，激素分为动物激素和植物激素两大类。植物激素亦称植物生长调节物质，是指一些对植物的生理过程起促进或抑制作用的物质。动物激素又分为脊椎动物激素和无脊椎动物激素。脊椎动物激素指动物腺体细胞和非腺体组织产生分泌的激素，前者称为腺体激素，后者称为组织激素。无脊椎动物激素包括甲壳类激素和昆虫激素。

四.激素的化学本质激素是一类化学信息分子。激素按其化学成分主要可以分为两大类。第一类为含氮激素，主要包括氨基酸衍生物类激素、多肽及蛋白质类激素；第二类为非含氮激素，主要包括类固醇激素（肾上腺皮质激素、性激素）及脂肪酸衍生物类激素。第2节脊椎动物激素一.脊椎动物激素概述脊椎动物激素是动物的某些器官、组织或细胞所产生的一类微量但高效的调节代谢的化学物质。高等动物激素是激素研究的起点，也是激素生物化学研究的主体内容。二、重要的脊椎动物激素

（一）氨基酸衍生物激素

1、甲状腺激素甲状腺所分泌的激素主要是甲状腺素和少量的三碘甲腺原氨酸。三碘甲腺原氨酸的活性约为甲状腺素的5－10倍。二者的结构如下：天然的甲状腺素是酪氨酸的衍生物，均为L-构型。甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织，能将体内70-80%的碘富集在其中。幼年动物若甲状腺机能减退或切除甲状腺时，将引起发育迟缓，身材矮小，行动呆笨而缓慢；成年动物甲状腺机能减退时，出现厚皮病，心博减慢，基础代谢降低，性机能低下。反之，甲状腺机能亢进，动物眼球突出，心跳加快，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.肾上腺素具有与交感神经兴奋相似的作用，使血管收缩，心脏活动加强，血压升高，临床上被用来作为升压药物，起抗休克作用。肾上腺素主要是调节糖代谢,它能够促进肝糖原和肌糖原的分解，增加血糖和血中的乳酸含量。功能麻黄素和伪麻黄素

麻黄素含有二个手性碳原子，其构型为1R2S,与R-构型肾上腺素相似，具有较高的生理活性。伪麻黄素的构型为1S2S,其生理作用则有明显的差异。（二）多肽及蛋白质激素

由脑垂体、下丘脑、胰腺、甲状旁腺、胃肠粘膜以及胸腺等分泌的激素属于多肽或蛋白质激素。这些激素具有各种各样的功能。1、下丘脑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。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）2、脑垂体激素脑垂体在神经系统的控制下，起调节体内各种内分泌腺作用。垂体可分为前叶、中叶和后叶三个部分。脑垂体分泌的激素共有10多种。生长激素（GH）促甲状腺素（TSH）促肾上腺皮质激素（ACTH）催乳素（LTH）促卵泡素（FSH）黄体生成素（LH）促黑色细胞素（MSH）催产素、加压素

垂体前叶和中叶能够合成激素，后叶只能存储和分泌激素。后叶所分泌的激素由下丘脑合成。脑垂体激素脑垂体激素名称化学本质生理功能前叶生长素（GH）促甲状腺素（TSH）促肾上腺皮质激素(ACTH)促乳素（LTH）促卵泡素（FSH）黄体生成素（LH）蛋白质（191个氨基酸）糖蛋白(约220个氨基酸)39肽蛋白质（198个氨基酸）糖蛋白糖蛋白促进生长,促进代谢蛋(白质合成、脂肪分解）促进甲状腺发育及分泌激素促进肾上腺皮质分泌激素促进乳腺分泌乳汁促进卵巢发育及产生卵促进性腺分泌激素，促进排卵与黄体生成中叶促黑色细胞素（MSH）α-MSH,13肽β-MSH，18肽促进黑色素生成和沉着后叶催产素加压素9肽9肽促进子宫收缩升高血压，抗利尿作用4、胰岛激素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。胰岛素是由胰腺中胰岛的β-细胞分泌的一种含有51个氨基酸残基的蛋白质激素。胰岛素由两条多肽链组成,胰岛素的生理功能主要是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。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。5、胰高血糖素胰高血糖素为胰岛的α-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胰高血糖素主要是促进肝糖原分解，使血糖升高，与肾上腺素作用相似。其作用原理是激活肝细胞中的腺苷酸环化酶，使cAMP浓度升高，从而提高磷酸化酶活性，促进肝糖原分解。6、其他多肽及蛋白质激素

.血管紧张素（8肽）；

.血管舒缓激素（9肽）；

.胃肠激素：促胃酸激素（17肽）、促胰液激素（27肽）、肠抑胃素（43肽）。

1、肾上腺皮质激素（1）肾上腺皮质激素的结构，由肾上腺皮质分泌产生。目前从肾上腺皮质提取液中分离的类固醇化合物有30余种，其中有7种有生理活性，它们的结构如下：

肾上腺皮质激素（2）功能①糖皮质激素调节糖代谢：抑制糖的氧化，使血糖升高；促进蛋白质转化为糖。具有这种功能的包括皮质酮、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）。这类激素还具有良好的抗炎，抗过敏作用，是常用的激素药物。②盐皮质激素调节水盐代谢：促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子，调节水盐代谢。这类激素包括11-脱氧皮质酮、17-羟-11-脱氧皮质酮和醛皮质酮。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。肾上腺皮质激素分泌失常，将引起糖代谢及无机盐代谢紊乱而出现病症。2、性激素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（LHF和SH）调节。雌性激素的结构

雄性激素的结构

（四）脂肪酸衍生物激素——前列腺素1、前列腺素（简称PG）是一类具有生理活性物质的总称，现在已发现有几十种。这类激素广泛存在于生殖系统和其它组织中。2、前列腺素的基本结构为含有一个环戊烷及两个脂肪侧链的二十碳脂肪酸。其中主要有E、F、A、B等四类。E型：C-9为酮基、C-11含有羟基。F型：C-9和C-11均含有羟基。A型：C-9为酮基、C-10和C-11之间有双键。B型：C-9为酮基，C-8和C-12之间有双键。所有的前列腺素在侧链的C-13和C-14之间有双键，C-15含有一个羟基。3、功能不同结构的前列腺素，其功能也不相同，说明前列腺素具有复杂的生理功能。已经证明，前列腺素对生殖、心血管、呼吸、消化和神经系统等都有显著影响作用。例如，能使子宫及输卵管收缩，使血管扩张或收缩，可抑制胃酸分泌等。人体前列腺素的产生和分泌异常是导致许多疾病的重要原因。第3节植物激素一、植物激素概述

植物激素是指植物体内合成的对植物生长发育（发芽、开花、结果和落叶）及代谢有显著作用的几类微量有机化合物。由于植物激素对植物生长有调节能力，故又被称为植物生长调节剂。

（一）植物生长素植物体内普遍存在的天然植物生长素是吲哚乙酸。其主要功能是促进植物抽枝或芽、苗等的顶部芽端的形成。植物生长激素浓度低时可以促进植物生长，而高浓度时则抑制植物生长。吲哚乙酸的结构如下：

（二）赤霉素赤霉素是一类含有赤霉烷骨架结构的植物生长调节剂，已分离出的赤霉素超过40余种。依发现先后顺序编号为A1、A2、A3、，，，。其主要功能促进萌发、茎叶生长，加速植株发育，防止果实脱落，等等。赤霉烷和赤霉素A3结构如下：

（三）细胞分裂素细胞分裂素由植物根部产生，又名细胞激动素。其主要功能是促进蛋白质和核酸的生物合成，促进细胞分裂和分化，延缓和防止植物器官衰老等。重要的细胞分裂素玉米素的结构如下：

（四）脱落酸脱落酸是植物生长抑制剂，在衰老及休眠的植物组织中，只有脱落酸的单独存在。其主要功能是引起植物休眠和落叶。脱落酸的结构如下：

（五）乙烯许多植物及植物的果实能产生乙烯。其主要功能是降低植物生长速度，促进果实成熟。

（六）油菜素内酯油菜素内酯是在高等植物中发现的类固醇类植物激素。其主要功能是刺激植物细胞伸长和分裂，促进整株生长，提高坐果率及结实率。另外还能提高农作物的抗病性及抗寒性。油菜素内酯的结构如下：第4节昆虫激素一.昆虫激素概述

昆虫激素是昆虫的内分泌腺分泌的激素，它们调节控制昆虫的生长发育、蜕皮、变态、生殖等过程。昆虫激素对某一生理过程起调节作用时，常常由几种激素共同组成内分泌调节系统，例如，脑激素－蜕皮激素－保幼激素调节系统共同控制昆虫的变态过程。

二.重要的昆虫激素昆虫激素种类很多，根据作用情况的不同分为昆虫内激素和昆虫外激素两大类。其中较为重要的有脑激素、保幼激素、蜕皮激素和性外激素。

（一）脑激素脑激素由昆虫的前脑神经细胞分泌，是一种昆虫内激素。其主要功能是促进昆虫的前胸腺分泌蜕皮激素。其化学本质可能是多肽。

（二）保幼激素保幼激素由昆虫的咽侧体分泌，是一种昆虫内激素。其主要功能是保持昆虫幼虫时期的特性，防止昆虫内部器官的分化与变态而出现成虫性状。保幼激素结构如下：

（三）蜕皮激素蜕皮激素由前胸腺分泌，有α和β两种，是一种昆虫内激素。其主要功能是促进昆虫幼虫的内部器官分化、变态及蜕皮。蜕皮激素结构如下：

（四）性外激素性外激素由雌虫性腺分泌，是一种昆虫外激素。其主要功能是对雄虫进行性刺激与引诱。舞毒蛾性诱剂结构如下：三、昆虫激素在农业生产中的应用

昆虫激素在农业生产上的应用：

(一)激素型杀虫剂；

(二)不育剂；

(三)引诱剂。第5节环境激素——自然环境中的隐形杀手环境激素概述（一）环境激素的概念所谓环境激素是指干扰动物与人体正常内分泌机能的外源性化学物质，由于它往往具有类似雌激素的作用，故又称环境雌激素。它包括人工合成的化合物和植物天然雌激素。由于这些化合物能干扰人体内分泌系统，因此，通常又将环境激素称为“干扰内分泌化合物”。（二）环境激素的特点环境激素的内分泌干扰效应往往表现出时机性、滞后性、后代性、胚胎性、发育性，并集中表现为性发育异常，有很大的不确定性。研究表明，环境激素具有如下特点：①延迟性。生物在胚胎、幼年时所造成影响可能到成年和晚年才显露出来。②时段性。不同生长阶段对生物个体会造成不同方式的影响与后果。

③复杂性。不同计量、不同暴露方式对不同器官可能造成不同影响，其毒性有时有协同或拮抗作用。④另外，环境激素的去除比较困难，主要原因是：环境激素在环境中不易分解；环境激素会通过食物链蓄积放大；环境激素通常具有脂溶性，进入生物体后不易排除。二.环境激素的类型（一）农药除草剂：甲草胺（杂草索、澳特拉索）、杀草强（氨三唑）、阿特拉津（莠去津等。沙虫剂：β-六氯化苯（β-六六六）、氯丹、硫丹、西维因（胺甲萘）、开乐散、狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵等。杀线虫剂：滴灭威（丁醛肪威）、呋喃丹、1，2-二溴-3-氯丙烷。杀真菌剂：苯菌灵、多菌灵、六氯苯、代森锰、代森锌、代森锰锌、赴美新（锌来特、什来特）等。（二）工业有机化合物苯并芘、二苯酮、双酚A（2，2-双酚丙烷）、烷基酚、正丁苯、邻苯二甲酸丁苄酯、2，4-二氯苯酚、酞酸