第17章-激素-简版

1、第十七章 激素,基本要求 1、了解激素的概况、分类（重点） 2、了解重要激素的作用 3、激素的作用机制（重点）,激素(hormone)是由生物体特殊组织或腺体产生， 直接分泌到体液（血液、淋巴液、脑脊液、肠液）， 通过体液运送到特定作用部位(靶)，引起特殊生理效应的一群微量有机化合物。又称为生物体内 “化学信使”.,一 、概述,（一）概念,激素 1904 Bayliss W.及Starling E.提出,细胞、组织的生长 心率、血压、肾功能 胃肠蠕动 消化酶、其他激素分泌 生乳、生殖等,作用: 使机体的细胞及组织器官分工合作，调节机体整体的生命活动。对肌体的代谢、生长、发育、繁殖、性别、性欲和

2、性活动等起重要的调节作用。,内分泌腺：无导管，激素直接进入毛细血管，血液循环至特定部位、器官，与神经系统一起指挥、协调各种生理活动,（二）外分泌和内分泌,（二）外分泌和内分泌,分泌物通过导管排出的腺体叫外分泌腺。,外分泌腺和内分泌腺比较,神经系统外的重要调节系统 调节机体新陈代谢、生长发育、生殖活动等。,1、甲状腺 H形，分两侧叶和峡部，喉前方,2、甲状旁腺 两对，甲状腺侧叶后面,3、肾上腺 肾上方,5、松果体 间脑上部,4、垂体 垂体窝内,7、胰岛 胰腺内,8、生殖腺 卵巢和睾丸内,6、胸腺 上纵隔,(三)内分泌和神经传导,内分泌细胞分泌激素,快速传递,很远器官、组织, 传导1 米。 神经细

3、胞释放神经递质,突触间隙传递，几分之一毫米。,（四）分类,动物 激素,激素,植物 激素,蛋白质激素,类固醇激素,aa衍生物激素,甲壳类激素,脊椎动物 激素,无脊椎动物激素,脂肪酸衍生物激素,昆虫激素,化学本质,含氮激素,多肽激素,4、二十碳酸类激素：花生四烯酸衍生物 （前列腺素、白三烯和凝血恶烷）,1、肽类激素：3200个AA 下丘脑激素 垂体激素 胰（岛）激素 （胰岛素、胰高血糖素、生长激素抑制素）,2、胺类激素：Tyr衍生，低Mw化合物 （甲状腺素、去甲肾上腺素、甲状腺旁素）,3、类固醇激素：肾上腺皮质激素、性激素,含氮激素,（一）AA衍生物激素,1. 肾上腺素（epinephrine）,

4、二、重要激素合成与分泌,肾上腺分泌,交感神经末梢分泌,肾上腺素、去甲肾上腺素作用的比较,2、甲状腺激素（Thyroid Hormones, TH）,生理功能,没有特异的靶细胞，其生理作用很广泛，几乎遍及全身各组织，主要表现在： 促进体内各物质的代谢，增加代谢率；增加耗氧量和产热量。 维持机体的正常生长发育。 提高神经系统兴奋性,功能异常,幼年分泌过少 （呆小症）,身材矮小 智力低下 影响生殖器官发育,甲亢：分泌过盛 机能亢进,多食、体重减轻 甲状腺肿大 易激动,失眠,突眼等,缺碘，激素分泌不足,地方性甲状腺肿 （大脖子病）,（二） 多肽类激素,这类激素包括由垂体（腺垂体、神经垂体），下丘脑、胰

5、腺、甲状腺、甲状旁腺、胃肠和胸腺等分泌的激素。,（二） 多肽类激素,1. 垂体前叶(Anterior Pituitary）激素,六种促激素（trophic hormones, tropins） 刺激下一级内分泌腺, 生长激素 （growth hormone,GH，促生长素，生长激素抑制素） 促进肝产生几种生长因子, 促甲状腺激素（甲状腺刺激激素）,作用于甲状腺, 催乳（激）素 作用于乳腺, 促黄体（生成）激素 作用于性腺, 促滤泡激素 作用于性腺, 促肾上腺皮质激素 刺激肾上腺皮质分泌激素,侏儒症,巨人症,肢端肥大症,生长激素 分泌异常,幼年生长激 素分泌过少,幼年生长激 素分泌过多,成年生长

6、激 素分泌过多,2. 垂体中叶激素,垂体中叶分泌促黑素细胞激素(MSH) 阿狄森氏病（肾上腺皮质机能减退症） 分泌过多,皮肤色素沉着,3.垂体后叶（Posterior Pituitary）激素,包括催产素和加压素两种激素，由下丘脑合成，输送到垂体后叶储存并分泌。 催产素： 使子宫、乳腺平滑肌，分娩子宫收缩、哺乳期泌乳 加压素，即抗利尿激素 增加肾对水重吸收、刺激血管收缩、增加血压,4、下丘脑（Hypothalamus）激素,脑部特化组织，内分泌协调中心调控激素（释放因子） 刺激垂体前叶分泌特定激素 并作用于下一级腺体 肾上腺皮质、甲状腺、卵巢、睾丸、胰（腺),下丘脑-垂体系统,5、胰岛素和胰高

7、血糖素,胰（腺）功能 1）分泌消化酶释放至肠道 2）分泌肽类激素 -细胞：胰高血糖素 -细胞：胰岛素 -细胞：促生长素,血糖增加：胰岛素分泌 胰高血糖素分泌,胰岛素对血糖的作用： 刺激肌肉吸收血糖 激活糖原合成酶 合成糖原 刺激多余物质 脂肪，降低血糖,糖尿病（Diabetes）：胰岛素分泌或作用缺陷所致,19世纪后期，切割狗胰腺，糖尿病（与人相同）胰岛素不足 1922，Banting、Best等分离胰岛素，治疗糖尿病,胰岛素依赖型 （insulin-dependent diabetes mellitus, IDDM） 发病早，病情重，终身需胰岛素 非胰岛素依赖型 （noninsulin-de

8、pendent diabetes mellitus, NDDM） 发病慢，温和，病因不明,低血糖浓度，胰高血糖素分泌、胰岛素 活化糖原磷酸化酶、钝化糖原合成酶 抑制G酵解、刺激G合成 激活甘油三酯酶活性，脂肪分解，减少血糖消耗,胰高血糖素对血糖的作用：肝脏产生、释放G,三、激素的作用机制,靶细胞膜上或靶细胞内有能与激素特异性结合的受体,激素为什么只对“靶”起作用？,1 有关受体的基本概念,受体： 能识别并能与特定信号物质特异结合，并引起特殊生物学效应的蛋白质或糖脂。,配体： 能与受体特异结合，并引起细胞反应的信号分子。如激素，某些药物，毒素等,（一） 受体与信号转导,三 激素的作用机制,2 受

9、体的类型 ,膜受体,胞内受体,（1）膜受体,存在于细胞质膜表面,按其结构、接受信号的种类及信号转换方式分为：, 离子通道型受体 主要是神经递质受体 本质：具有离子通道功能的亲水性蛋白质,（一） 受体与信号转导,1 有关受体的基本概念,乙酰胆碱,配体门控的离子通道,乙酰胆碱受体的三种状态,跨膜电势,门控离子通道,传导兴奋细胞中的电信号,电压门控离子通道 产生神经元动作电位,突触前 神经元轴突,动作电位,Ach的分泌小泡,突触间隙,突触后 神经元胞体,Ach受体-离子通道,2 受体的类型,（1） 膜受体, 离子通道型受体, G蛋白偶联型受体 本质：跨膜糖蛋白，一条肽链 作用：膜受体接受胞外信号后不

10、直接影响细胞内变化，需要G蛋白介导,三 激素的作用机制,（一） 受体与信号转导,1 有关受体的基本概念,（1）膜受体, 离子通道型受体, G蛋白偶联型受体, 具有酶活性的受体 本质：跨膜糖蛋白，含有一个螺旋 作用：与配体结合后可使受体磷酸化，催化底物蛋白特定的Tyr残基磷酸化。 如胰岛素受体,2 受体的类型,三 激素的作用机制,（一） 受体与信号转导,1 有关受体的基本概念,2 受体的类型,（1）膜受体, 离子通道型受体, G蛋白偶联型受体, 具有酶活性的受体,（2）胞内受体,存在：主要存在于细胞核内，在胞浆中结合配体后也转入核内 作用：调节基因转录 甲状腺素受体,（一） 受体与信号转导,典型

11、类型的信号转导器,（二）激素作用 的基本机制,三、激素的作用机制,（一） 受体与信号转导,I 激素作用机制分类,1 水溶性激素,2 脂溶性激素,A,三、激素的作用机制,血液存在时间短；不需要时酶钝化,1 快速作用（如肾上腺素）： 改变酶活性：变构、共价修饰预先存在的酶 瞬时生理生化反应,2 慢作用（如性激素） ： 改变基因表达，引起调控蛋白合成 长时间作用于靶组织,与靶细胞受体高特异、高亲和结合,I 激素作用机制分类,（一） 受体与信号转导,（二）激素作用的基本机制 ,B,II 激素作用的四种途径,1 膜受体通过腺苷酸环化酶作用途径 2 钙及肌醇三磷酸作用途径 3 受体的酪氨酸激酶途径 4 固

12、醇类激素受体调节基因转录速度,（二）激素作用的基本机制 ,三、激素的作用机制,（一） 受体与信号转导,I 激素作用机制分类,1 腺苷酸环化 酶作用途径,水溶性激素（肽类、胺类激素） 不能通过细胞膜,肾上腺素结合到特定受体,被占据的受体促使GTP取代GDP结合并激活Gs（刺激性G蛋白）, Gs（）靠近、激活腺苷酸环化酶（AC）, AC催化cAMP形成, cAMP激活PKA （cAMP依赖性蛋白激酶）, 细胞内蛋白通过PKA磷酸化引起细胞对肾上腺素的反应,cAMP被降解，PKA不再被激活,环核苷 磷酸二酯酶,（1）G蛋白,G蛋白参与的生理过程,第二信使学说由Suther land提出，因此或197

13、1年生理学诺贝尔奖,（2）cAMP：第二信使,cAMP的产生与降解,（2）cAMP：第二信使,（3）蛋白激酶A,PKA4个亚基 2个相同的催化亚基C 2个相同的调节亚基R 每个R上有2个cAMP结合位点，结合4个cAMP后，C与R分离从而被激活。,（4）肾上腺素促进糖原分解的级联放大作用,II 激素作用的四种途径,1 膜受体通过腺苷酸环化酶作用途径 钙及肌醇三磷酸作用途径 双信使系统 3 受体的酪氨酸激酶途径 4 固醇类激素受体调节基因转录速度,（二）激素作用的基本机制 ,三、激素的作用机制,（一） 受体与信号转导,I 激素作用机制分类,II 激素作用的四种途径,1 膜受体通过腺苷酸环化酶作用

14、途径 钙及肌醇三磷酸作用途径 双信使系统,（二）激素作用的基本机制 ,三、激素的作用机制,（一） 受体与信号转导,I 激素作用机制分类,双信使,肌醇三磷酸与二酰基甘油,磷脂酰肌醇 可产生两种 第二信使,（1）G蛋白介导 激素和受体结合后，通过G蛋白与质膜上特异的磷脂酶C相偶联。被激活的磷脂酶C将磷脂酰肌醇二磷酸分解成二脂酰甘油（DAG）和1,4,5-肌醇三磷酸(IP3).,激素和受体结合后，通过G蛋白与质膜上特异的磷脂酶C相偶联。被激活的磷脂酶C将磷脂酰肌醇二磷酸分解成二脂酰甘油（DAG）和1,4,5-肌醇三磷酸(IP3).,（2）磷脂酶C,(PLC),PLC,(3)双信使的产生 肌醇三磷酸与

15、二酰基甘油,磷脂酰肌醇二磷酸的分解和合成,（4）IP3Ca2+途径 IP3促进Ca2+释放到细胞质, Ca2+在许多信号传导中起第三信使作用 激素敏感细胞，Ca2+作为第三信使激发胞内反应。Ca2+激发的过程有神经、内分泌细胞的胞吐作用及肌肉收缩 Ca2+激活各种依赖Ca2+的酶 包括蛋白激酶Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase，酶结合亚基是Ca2+结合蛋白钙调蛋白。,钙调蛋白(Calmodulin) 两个球状结构域 螺旋连接 球状结构域： 两个EF手结构 结合4个Ca2+,钙调蛋白与肌球蛋白轻链激酶形成的复合物,钙离子和钙调蛋白调控的蛋白,（5）D

16、AGPKC途径,2 钙及肌醇三磷酸作用途径 双信使系统,肾上腺能兴奋剂,血管生成素,生长素,胃泌素释放肽,促性腺释放激素,组胺,乙酰胆碱（毒蕈碱）,谷氨酸类,催产素,血小板衍生的生长因子,5-羟色胺,促甲状腺释放激素,血管加压素,3、 受体的酪氨酸激酶途径（受体酶）,fibroblast growth factor（FGF）,epideraml growth factor（FGF）,受体酶,胰岛素受体： Tyr特异性蛋白激酶,胰岛素受体由两个亚基和两个亚基（跨细胞膜） 胰岛素结合位点在亚基上;酪氨酸激酶结构域在亚基的胞质侧. 胰岛素的结合打开受体酪氨酸激酶活性，亚基上酪氨酸残基进行自磷酸化。,

17、胰岛素受体结合胰岛素，Tyr（羧基端）自磷酸化,胰岛素 调节基因表达,胰岛素受体磷酸化IRS-1的Tyr,构象变化，GDP释放，GTP结合到Ras,活化的Ras结合 并激活Raf-1,Raf-1在2个Ser处磷酸化MEK并使其激活，MEK在Thr、Tyr处磷酸化MAPK，并激活MAPK,MAPK移入核内并磷酸化转录因子并使其激活,磷酸化的Elk1参与SRF共同激活一组细胞分裂所需的基因的转录、翻译,糖原合成被胰岛素激活,4、类固醇、甲状腺激素等的作用机制 转录水平的调节 疏水，血液中有特异的运输载体,结合着激素的血清蛋白,激素通过血清结合蛋白到达靶组织，扩散过细胞膜，与核内特异性受体蛋白（Rec）结合,激素调节基因产物表达水平的变化完成了细胞丢激素的应答,激素结合改变了受体蛋白（Rec）的构象；受体与其他激素受体形成同源或异源二聚体，并与DNA上和某些特殊基因临近的调节区域（激素应答元件，HRE）结合,结合后调节临近基因的转录，提高或降低mRNA生成的速率,雌激素与细胞增殖,五、激素分泌的调节 内分泌系统、激素分泌和作用：复杂作用及调控层次 外界刺激（包括一些体内信号） 中枢神经系统 神经冲动 下丘脑、肾上腺髓质（下个层次） 下丘脑激素（释放因子） 垂体前叶（