第十一章内分泌
外分泌:通过导管,到体内管腔、体外;
激素的分泌方式:
内分泌=远距分泌=血分泌:直接,到血液或细胞外液等体液中;
短距细胞通讯:
旁分泌:
神经内分泌:
自分泌:
内在分泌:
腔分泌:释放到体内管腔中;
激素来源:
经典内分泌腺体:
非内分泌腺器官:脑心肝肾胃肠;
在一些组织器官中转化而成:AngII在肺转化;1,25-二羟VD3在肾转化;
激素的作用:
维持机体稳态:
调节新陈代谢:
促进生长发育:
调节生殖过程:
激素的作用机制:
受体识别→信号转导→细胞反应→效应终止;
激素作用终止的途径:
完善的激素分泌调节系统:轴;
激素与受体解离:
通过控制细胞内某些酶活性:磷酸二酯酶;
激素受体被靶细胞内吞:发生内化,并经溶酶体酶分解;
激素在肝、肾等器官和血液循环中被降解:氧化还原、脱氨基、脱羧基、脱碘、甲基化等;
部分激素在信号转导过程中生成一些中间产物,及时限制自身信号转导过程:胰岛素受体介导的通路中,酪氨酸蛋白磷酸酶是胰岛素受体的靶酶,其活化反而可催化胰岛素受体去磷酸化而失活;
激素作用的共同特征:
相对特异性
作用
激素作用的特异性,主要取决于分布于靶细胞的相应受体;
但激素作用的特异性不绝对,有些激素可与多个受体结合,即存在交叉现象,仅表现为亲和力不同;
如:胰岛素:胰岛素受体、胰岛素样生长因子;
糖皮质激素:糖皮质激素受体、盐皮质激素受体;
注意:激素的特异性,还与其代谢酶的分布有关;
如:许多组织中的糖皮质激素与盐皮质激素受体结合,可受到11β-羟基类固醇脱氢酶β-HSD2的调节;
信使作用
激素是一类信使物质、传讯分子,仅起传递某种信息的作用;
高效作用
相互作用
协同作用
拮抗作用
允许作用
竞争作用
多种激素联合作用,对于某一生理功能所产生的总效应,大于各激素单独作用所产生的效应的总和;
不同激素对某一生理功能,产生相反的作用;
某种激素对其他激素的支持作用;
有些激素本身不影响组织器官的某些功能,但它的存在,是其他激素作用的必要条件;
因为化学结构上类似的激素,通过竞争结合同一受体;
生长激素、肾上腺素、糖皮质激素、胰高血糖素,均有升高血糖的作用;在共同作用时,存在协同效应;
上述升糖激素的升糖效应,与胰岛素的降糖效应拮抗;
甲状旁腺激素的升血钙效应,与降钙素的降血钙效应拮抗;
糖皮质激素发挥广泛允许作用;
本身无缩血管作用,但当糖皮质激素缺乏时,CA类激素对心血管的作用会难以充分发挥;(机制可能是糖皮质激素可调节CA类受体的表达,或调节受体后的信号转导通路);
盐皮质激素、孕激素,二者均可结合盐皮质激素受体;当孕激素浓度较高时,额竞争性结合盐皮质激素受体,减弱盐皮质激素的作用;
激素按化学结构分类:
胺类激素
多肽或蛋白质类激素
脂类激素
类固醇激素
廿烷酸类
来源
氨基酸的衍生物;
三肽-近个氨基酸残基的多肽链;
以脂质为合成原料;
举例
CA的E:酪氨酸来源;
甲状腺激素:甲状腺球蛋白分子裂解;
褪黑素:色氨酸来源;
下丘脑、垂体、甲状旁线、胰岛、胃肠道等的激素,大多属于此类;
孕酮、醛固酮、皮质醇、睾酮、雌二醇、胆钙化醇;
前5种的母核是17碳环戊烷多氢菲;
注意:固醇激素:钙三醇=1,25-二羟VD3;
由AA转化,而生成的PG、TX、LT(白三烯)等;
合成
、
储存
CA:分泌前储存在胞内分泌颗粒中;
甲状腺激素:以甲状腺胶质的形式,大量储存在细胞外的甲状腺滤泡腔内;
合成遵循蛋白质合成的一般规律;
激素前体分子→酶切加工→激素;
经高尔基复合体,进行糖基化等修饰,包装储存在囊泡中;
原料来自膜磷脂;
几乎所有组织细胞,均可生成;
特点
CA:水溶性强,与膜受体结合发挥作用;
甲状腺激素:脂溶性强,与胞内受体结合发挥作用;
亲水激素,与膜受体结合发挥作用;
分子量小;亲脂激素;
多直接与胞质、核受体结合发挥作用;
>95%与相应的运载蛋白结合,而在血中运输;
可作为短程信使,参与细胞活动的调节;
可作为膜受体、胞内受体;
注意
肽类或蛋白质类、大多数胺类,是亲水性激素,与靶细胞膜受体结合;
类固醇激素、甲状腺激素等,是亲脂性激素,可直接进入靶细胞内发挥作用;
激素按细胞作用机制进行分类:
I组
与胞内受体结合
皮质醇、醛固酮Ald;
孕激素P、雄激素T、雌激素E2;
钙三醇;
甲状腺素T4、三碘甲腺原氨酸T3;
存在2种机制的激素:
缩宫素;
血管升压素、AngII、CA;
血小板衍生生长因子;
(生长因子类:均是酶联型受体~酪氨酸激酶受体介导,但血小板衍生生长因子还多了个膜受体~GPCR~IP3、DG、Ca2+)
胰岛素、胰高血糖素的作用机制不同;
甲状腺素、甲状旁腺激素和降钙素的机制不同:
腺垂体激素:有2种方式;
生长激素、催乳素:
促甲状腺、肾上腺皮质激素、卵泡刺激素、黄体生成素:
下丘脑激素:
缩宫素:
促激素释放激素、生长抑素:
注意:促激素释放激素,均是GPCR,但第二信使不同;
II组
与
膜受体
结合
GPCR
介导作用
(7次
跨膜受体)
以
cAMP
为第二信使
以cAMP为第二信使
以IP3、DG、Ca2+为第二信使
下丘脑
合成
促肾上腺皮质激素释放激素CRH
生长激素抑制激素GHIH=SS
促性腺激素释放激素GnRH
促甲状腺激素释放激素TRH
缩宫素OT
腺垂体
合成
促甲状腺激素TSH
促肾上腺皮质激素ACTH
卵泡刺激素FSH、黄体生成素LH
其他
合成
胰高血糖素、促脂素
黑素细胞刺激素、阿片肽
绒毛膜促性腺激素CG
降钙素CT、甲状旁腺激素PTH
促胃液素
血小板衍生生长因子
二者
均有
血管升压素、AngII、CA
以
IP3、DG、Ca2+
为第二信使
酶联型受体
介导作用
(单次
跨膜受体)
以
酪氨酸激酶
受体介导
胰岛素、胰岛素样生长因子IGF-1、2;
血小板衍生生长因子、上皮生长因子、神经生长因子;
以
酪氨酸激酶结合型
受体介导
下丘脑合成:缩宫素;
腺垂体合成:生长激素、催乳素PRL:
其他合成:促红细胞生成素EPO、瘦素;
以GC受体介导
(以cGMP为
第二信使)
心房钠尿肽ANP;
NO;
第二信使学说vs基因表达学说=二步作用原理:
第二信使学说
基因表达学说=二步作用原理
膜受体介导的作用机制
胞内受体介导的作用机制
携带调节信息的激素,作为第一信使,先与靶细胞膜中的特异受体结合;
激素与受体结合后,激活胞内的AC;
在Mg2+存在的条件下,AC催化ATP生成cAMP;
cAMP作为第二信使,继续使胞质中无活性的蛋白激酶等下游功能蛋白质逐级磷酸化,最终引起细胞的生物效应;
类固醇激素进入细胞后,先与胞质受体结合,形成激素-受体复合物;后者再进入细胞核生效;
即经过2个步骤,调节基因转录、表达,改变细胞活动;
胞内受体:胞质、胞核中的受体;统称核受体;
种类:类固醇激素受体、甲状腺激素受体、VD受体、维甲酸受体;
过程:单肽链结构,含有共同的功能区段,在与特定的激素结合后,作用于DNA分子的激素反应元件HRE,通过调节靶基因转录、表达的产物,引起细胞生物效应;
实质:一大类转录因子;
注意:发挥作用所需时间较长;
有些激素可通过多种机制,产生不同的调节效应;
如:类固醇激素的非基因组效应(是通过胞膜受体、离子通道引起的快捷反应);
激素分泌的节律:
短者,以min、h为周期,呈脉冲式分泌;多数,表现为昼夜节律性分泌;
长者,以月、季度为周期分泌;
举例:一些腺垂体激素呈脉冲式分泌,且与下丘脑调节肽的分泌同步;
生长激素与皮质醇等的分泌,有明显的昼夜节律性;
女性性激素,呈月周期性分泌;
甲状腺素,存在季节性周期波动;
机制:激素分泌的节律性,受到体内生物钟的控制,取决于自身生物节律;
下丘脑视交叉上核,有生物钟的作用;
激素分泌的调控:
体液调节
神经调节
直接反馈调节
多轴系反馈调节
直接反馈效应:
甲状旁腺激素→促进骨钙入血→血钙↑→负反馈抑制甲状旁腺激素分泌→血钙水平稳态;
轴系内,高位激素对下位内分泌活动起促进性调节作用,下位激素对高位内分泌活动多起抑制性作用;
长反馈:调节环路中,终末靶腺或组织分泌的激素,对上位腺体活动的反馈影响;
短反馈:垂体分泌的激素,对下丘脑分泌活动的影响;
超短反馈:下丘脑肽能神经元活动,受其自身分泌的调节肽的影响;如肽能神经元可调节自身受体的数量;
轴系还受CNS(如海马、大脑皮层等脑区)的调控;
轴系中也存在正反馈控制;
如:卵泡在成熟发育的进程中,它所分泌的雌激素在血液中达一定水平后,可正反馈地引起LH分泌出现高峰,最终促发排卵;
下丘脑是神经系统与内分泌系统活动相互联络的重要枢纽;
神经活动对激素分泌的调节有特殊意义;
如:应激状态下,交感神经系统活动性↑→CA↑→协同交感神经广泛动员机体潜在能力→能量释放↑,适应活动需求;
婴儿吸吮乳头→通过神经反射,引起母体催乳素、缩宫素释放→射乳反射;
进食期间→迷走神经兴奋→G细胞分泌促胃液素;
自我反馈:
钙三醇生成到一定程度时,即可抑制其合成细胞内的1α-羟化酶系的活性,限制钙三醇的生成、分泌,从而稳定血中钙三醇的稳态;
受功能相关、相抗衡的激素的影响:
胰高血糖素、生长抑素,可以以旁分泌的方式,分别刺激、抑制胰岛素的分泌;
下丘脑-垂体、松果体内分泌:
下丘脑-腺垂体系统
内分泌
大体
下丘脑调节激素
种类
分泌调节
腺垂体激素
生长激素
催乳素
促激素
下丘脑-神经垂体
内分泌
大体
血管升压素
缩宫素
松果体
内分泌
生物学作用
分泌调节
Ⅲ:第三脑室;EM:正中隆起;MB:乳头体;MgC:大细胞神经元;OC:视交叉;PvC:小细胞神经元;PVN:室旁核;SON:视上核A.下丘脑小细胞神经元(PvC)短轴突形成下丘脑结节漏斗束投射,末梢终止在垂体门脉系统的初级毛细血管丛,所分泌的神经激素经垂体门脉血管进入次级毛细血管丛,调节腺垂体的内分泌活动;B.下丘脑大细胞神经元(MgC)发出的长轴突形成下丘脑-垂体束投射,末梢终止在神经垂体,所储备的神经激素直接分泌进入该部毛细血管,经体循环产生调节效应(箭头示血流方向)垂体门脉系统:
下丘脑和腺垂体之间,无直接的神经结构联系,有独特的血管网络、即垂体门脉系统;
作用:可经局部血流,直接实现下丘脑和腺垂体之间的双向沟通,无需经过体循环;
小细胞神经元=神经内分泌小细胞PvC:
下丘脑的内侧基底部,包括正中隆起、弓状核、腹内侧核、视交叉上核、室周核、室旁核内侧等,都分布有神经内分泌细胞,胞体小;
发出的轴突,多终止于下丘脑基底部正中隆起,与垂体门脉中的初级毛细血管丛密切接触,分泌物可直接释放到垂体门脉血液中;即垂体门脉系统是一个独特的神经-血液的接触面;
下丘脑的促垂体区=小细胞神经分泌系统:小细胞神经元胞体所在的下丘脑内侧基底部;
下丘脑调节激素:
定义
由下丘脑促垂体区小细胞神经元分泌的、能调节腺垂体活动的激素;
种类
功能上分2类
结构上分2类
促释放激素;
释放抑制激素=抑制激素;
明确结构的多肽类:下丘脑调节肽HRP;5种;
生长激素释放激素GHRH、
生长激素释放抑制激素=生长抑素SS、
促甲状腺激素释放激素TRH、
促肾上腺皮质激素释放激素CRH、
促性腺激素释放激素GnRH);
未明确活性的物质:调节因子;
催乳素释放因子PRF、
催乳素释放抑制因子PIF;
分泌调节
2种机制:神经调节、激素反馈调节;
垂体结构:
腺垂体
神经垂体
垂体前叶、垂体中叶;
是下丘脑的延伸结构;
不是腺组织,不含腺细胞,不能合成激素;
嗜色细胞:
嗜酸性的:生长激素分泌细胞、催乳素分泌细胞;
嗜碱性的:促甲状腺激素分泌细胞、促肾上腺皮质激素分泌细胞、促性腺激素分泌细胞;
嫌色细胞:
滤泡星形细胞→可分泌多种生长因子、细胞因子,以旁分泌方式调节邻近腺细胞功能;
神经垂体内分泌,实际上是下丘脑视上核、室旁核等部位的大细胞神经元轴突,延伸投射终止于神经垂体,形成下丘脑-垂体束;
可分泌:血管升压素VP=精氨酸血管升压素AVP、
缩宫素OT;
腺垂体激素:
促激素:TSH、ACTH、FSH、LH;
均作用于各自的内分泌靶腺,参与构成下丘脑-腺垂体-靶腺轴系统;
GH、PRL:直接作用于各自的靶细胞、靶组织;
阿黑皮素原POMC:垂体多种激素的共同前体;
包括ACTH、β-促脂素LPH、促黑细胞激素MSH等;
产生:前激素原裂解产生;
运输:二者分别同各自的运载蛋白一起,被包装于神经分泌颗粒囊泡中,以轴浆运输的方式、2-3mm/d的速度、沿神经轴突(下丘脑-垂体束),运送到神经垂体;
释放:视上核、室旁核受刺激→神经垂体末梢去极化→Ca2+内流→出胞,将VP、OT及其运载蛋白一同释放入血;
注意:二者还存在于下丘脑正中隆起、第三脑室附近的神经元轴突中;
生长激素vs催乳素vs促激素:
生长激素GH
催乳素PRL
促激素
特点
二者结构有较高同源性,作用有一定的重叠交叉;
4种:
TSH、ACTH、
FSH、LH;
TSH、FSH、LH,均是糖蛋白,均是异二聚体;
它们的α亚基同,β亚基存在差异,β亚基决定生物学活性;
有种属特异性;
分泌
女性>男性;
基础分泌:节律性脉冲式发放;青年最高,随年龄↑而↓;
血中GH水平,还受睡眠(入睡后↑,60min达峰)、体育锻炼、血糖、性激素等的影响;
女性>男性;
青春期、排卵期↑;
妊娠期,垂体PRL分泌细胞数目、体积均↑↑;
存在类似GH的昼夜节律、分泌脉冲;
形式
结合型:与特异性高亲和力的生长激素结合蛋白GHBP结合;
占40-45%;是GH的外周储运库;
游离型:
调节
乳腺
活动
青春期:乳腺的发育,主要依靠生长激素对乳腺间质、脂肪组织的作用;
妊娠期:
乳腺的腺泡等分泌组织开始发育;
雌、孕激素起基础作用;
PRL与糖皮质激素、胰岛素、甲状腺激素等起协同作用;
妊娠10w后血浆PRL开始↑,分泌时达峰;妊娠过程中,血中雌、孕激素水平很高,可抑制PRL的泌乳作用,故此时乳腺已经具备泌乳能力、但不泌乳;
分娩后:
PRL启动、维持泌乳的作用,是从分娩后开始的;
分娩后血PRL降到妊娠前水平,但血中雌、孕激素明显↓+乳腺PRL受体数目↑,故PRL开始发挥始动、维持泌乳作用;作用于成熟的乳腺小叶,使腺体向腺泡腔内分泌乳汁;
调节
性腺
功能
复杂;
对卵巢:双相调节;低水平、小剂量PRL→促进卵巢雌、孕激素分泌;
大剂量→抑制;
可刺激卵巢LH受体表达→促进黄体生成并维持孕激素的分泌、减少孕激素降解;
高水平PRL→抑制孕激素生成;
闭经泌乳综合征:表现是闭经、溢乳、不孕;是由于高PRL血症所致;
高PRL还可反馈性抑制下丘脑分泌GnRH→垂体分泌FSH、LH↓→无排卵、雌激素↓;
对男性:
睾酮存在时,PRL可促进前列腺、精囊腺生长,睾丸间质细、LH受体↑,睾丸间质细胞对LH敏感性↑,睾酮↑,促进雄性性成熟;
慢性高催乳素血症时,血中睾酮↓,造成精子减少致不育、性兴奋↓;
参与
应激
反应
应激时PRL有不同程度↑,且与ACTH、GH水平同时↑;
调节
免疫
功能
单核细胞、淋巴细胞、胸腺上皮细胞、红细胞表达PRL受体;
PRL可与一些细胞因子发挥协同作用,促进淋巴细胞增殖,直接、间接促进B淋巴细胞分泌IgM、G;
部分淋巴细胞、单核细胞可产生PRL,以旁分泌、自分泌方式调节免疫细胞功能;
其他
与GH结构存在相似性,故可参与生长发育、物质代谢调节;
生物作用
即时效应:与调节物质代谢有关;
长时效应:与调节生长有关;
还参与机体的应激;
除了自身的生物效应,GH的许多作用也通过IGF实现;
促进生长
对所有组织器官的生长都有促进作用,尤其是对骨骼、肌肉、内脏器官;
=躯体刺激素;
促进骨、软骨、肌肉、其他组织细胞增殖,增加细胞中蛋白质合成,促进细胞大小、数量增加;
长骨骨骺闭合前:刺激骨生长板前软骨细胞分化成软骨细胞、加宽骺板、骨基质沉积→骨纵向生长;
骨骺闭合后:结缔组织中的透明质酸、硫酸软骨素聚集;
调节新陈代谢
蛋白质:促进合成代谢;促进氨基酸向细胞内转运,抑制蛋白质分解;
脂肪:脂解激素;激活胰岛素敏感的脂肪酶;
糖:作用多继发于对脂肪的动员;表现出抗胰岛素效应
(∵血中游离脂肪酸↑→抑制骨骼肌、脂肪组织摄取葡萄糖→血糖↑;
还可降低外周组织对胰岛素的敏感性);
故GH↑→垂体性糖尿;
其他
促进胸腺基质分泌胸腺素→刺激B细胞产生抗体→NK、巨噬细胞活性↑;
抗衰老、调节情绪和行为活动;
参与应激;
作用机制
2种:激活靶细胞膜上生长激素受体GHR;
诱导靶细胞产生IGF;
具体:
分泌调节
主要:
下丘脑生长激素释放激素GHRH、生长抑素SS的双重调节;
二者是各种经下丘脑整合的信息,对腺垂体GH分泌进行调节的最后输出通路;
其他:
下丘脑内的其他激素,如促甲状腺激素释放激素、血管升压素等→刺激GH分泌;
生长激素释放激素:作用类似于GHRH,可促进释放、不能促进合成;
可见于下丘脑、胃肠道、垂体等多种部位;
饥饿、运动、低血糖、应激等供能↓、耗能↑的情况→GH分泌↑;
尤其是急性低血糖的刺激最显著;
睡眠:
甲状腺激素、胰高血糖素、雌激素、睾酮、应激刺激→GH分泌↑;
故青春期的早、中期,血中雌激素、睾酮↑→腺垂体分泌GH↑→青春期突长;
GHRH
SS
下丘脑弓状核、腹内侧核;
室周区前部;
特异性刺激腺垂体合成、分泌GH;
诱导GH细胞增殖;
抑制GH基础分泌;
抑制其他因素(运动、GRHR、胰岛素致低血糖、精氨酸等)引起的GH分泌;
不会直接抑制GH细胞增殖;
对GH的分泌起经常性调节作用;
主要在应激等刺激引起的GH分泌过多时,才发挥调节作用;
GH:
对下丘脑、腺垂体存在负反馈调节作用;
可间接通过刺激IGF-1的释放,抑制GH分泌;
受下丘脑催乳素释放因子PRF、催乳素抑制激素PIH的双重调控;
以PIH占优势;PIH实质是DA;
给左旋多巴、DA受体激动剂(阿扑吗啡),均可抑制PRL分泌;
给DA受体阻断剂(吩噻嗪),可促进PRL分泌;
GHIH、GABA、糖皮质激素、甲状腺激素→抑制PRL分泌;??
TRH、VIP、5-HT、内源性阿片肽、甘丙肽→促进PRL分泌;即也具有PRF作用;
负反馈:
血中PRL↑→经其受体,可易化下丘脑DA能神经元→DA进而直接抑制下丘脑GnRH、腺垂体PRL的分泌→PRL↓;
神经-内分泌反射:婴儿吸吮乳头→促进哺乳期妇女PRL分泌;
吸吮乳头的刺激→经神经传到下丘脑
→正中隆起释放DA↓,解除DA对PRL细胞的抑制
→直接刺激PRF释放↑
→反射性引起腺垂体大量分泌PRL→乳腺泌乳;
下丘脑-神经垂体内分泌:
血管升压素VP=抗利尿激素ADH
缩宫素OT
分泌
存在基础分泌;
化学结构与VP部分重叠,故作用也部分重叠;
人体OT无明显基础分泌;
在分娩、泌乳、性交等,才通过神经反射引起分泌;
生物作用
是调节机体水平衡的重要激素之一;
生理水平的↑:促进肾重吸收水,浓缩尿、减少尿量,即抗利尿;
机体脱水、失血时释放明显↑:使皮肤、肌肉、内脏等处的血管广泛收缩,对保持体液、维持动脉血压有重要意义;
病态:VP缺乏:尿崩症;
脑、肺肿瘤异位分泌VP:VP分泌失调综合征,表现为尿量大减、高度浓缩,但体内水钠潴留、低钠血症;
还可调节心血管功能;
对神经系统,可增强记忆、加强镇痛;
主要是在妇女分娩时刺激子宫平滑肌强烈收缩,在哺乳期促进乳腺排乳;
促进子宫收缩
与子宫功能状态、雌激素有关;
对非孕子宫:作用较弱;
对妊娠子宫:作用较强;∵妊娠末期子宫开始表达OT受体;
低剂量:子宫肌节律性收缩;
高剂量:强直性收缩;
射乳作用
OT是分娩后刺激乳腺排放乳汁的关键激素;
哺乳期的乳腺,可不断分泌乳汁,储存在腺泡中;
分娩后,子宫肌OT受体↓,但乳腺内OT受体明显↑;
OT促进乳腺腺泡周围的肌上皮细胞收缩→腺泡内压力↑→乳汁由腺泡腔经输乳管从乳头射出;
作用机制
VP受体:GPCR;
V1受体:肝、平滑肌、脑、腺垂体ACTH分泌细胞等肾外组织;
V2受体:肾内集合管上皮细胞基底膜;
VP作用机制:
直接通过作用于腺垂体ACTH分泌细胞的受体,刺激ACTH分泌;
通过作用于肝脏的受体,促进肝糖原分解;
通过血管平滑肌上的受体,促进血管平滑肌收缩;
生理状态下,与肾集合管的V2受体结合,通过Gs蛋白激活的AC-cAMP-PKA信号通路,促进AQP-2镶嵌到上皮细胞顶端膜,形成水通道,增大上皮对水的通透性,促进水的重吸收;
OT受体:GPCR;
经Gq蛋白激活PLC,继而促使细胞内Ca2+↑,产生效应;
分泌调节
最重要因素:血浆晶体渗透压↑、血容量↓;前者更重要;
渗透压感受性神经元:位于下丘脑室周器;
轴突支配视上核、室旁核的大细胞神经元;
其他因素:生物节律(清晨max、傍晚min);
受下丘脑调控;属于典型的神经-内分泌调节;
存在2个反射:
催产反射:分娩时,胎儿对子宫颈的机械性扩张→通过反射,正反馈促进OT神经元分泌→引起强有力的子宫平滑肌收缩,产生催产作用;
胎儿对子宫颈的机械性扩张,是促进OT分泌的最有力因素;
射乳反射:婴儿吸吮乳头、触觉等刺激→作用于分布在乳头、乳晕的感觉神经末梢→下丘脑→OT神经元兴奋→OT释放入血→乳腺肌上皮细胞收缩→排乳;
OT还存在类似催乳素释放因子的作用;可促进腺垂体分泌催乳素,故射乳时泌乳功能同步↑;
OT的释放增加,可加速产后子宫复原;
其他因素:
促进VP分泌的因素→OT分泌↑;
忧虑、恐惧、剧痛、高温、噪音、肾上腺素→OT分泌↓;
松果体内分泌:褪黑素MT:
是色氨酸的衍生物;
松果体从青春期开始,合成、分泌褪黑素的量逐渐↓;
存在典型的昼夜节律;昼低夜高,凌晨2点达max;
生物学作用:
对CNS:镇静、催眠、镇痛、抗抑郁;
对生殖、内分泌:抑制性腺轴、甲状腺轴的活动;抑制肾上腺皮质、髓质的活动;
清除体内自由基,调节机体免疫,抗衰老;
对心血管、消化、呼吸、泌尿等也有作用;
生理剂量的MT可促进睡眠;
分泌调节:与光线有关,存在明显的昼夜节律;
视交叉上核,是控制期昼夜分泌节律的中枢;中枢内神经元含褪黑素受体;
褪黑素可作为内源性因子,作用于视交叉上核,调整生物节律,使环境的周期与机体的生物节律保持一致;
甲状腺激素TH:
酪氨酸的碘化物;
包括:90%四碘甲腺原氨酸T4=甲状腺素(最多);
9%三碘甲腺原氨酸T3(最强);
1%逆三碘甲腺原氨酸rT3(无活性、最少);
合成
分泌
运输
降解
必需原料:碘、甲状腺球蛋白TG;
关键酶:甲状腺过氧化物酶TPO;
功能单位:甲状腺滤泡上皮细胞;
调控:TSH;
碘:60-75ug/d;<50ug/d:不足;
成年人适宜:ug/d;
孕妇、哺乳:ug/d;
尿碘中位数MUI:-ug/L是最适宜的碘营养状态;
甲状腺球蛋白TG:
实质:糖蛋白;
合成、分泌:甲状腺滤泡上皮细胞;
注意:TG本身无TH活性;但TH的合成是在TG分子上进行的,故TG是T3、4的前体;
甲状腺过氧化物酶TPO:关键酶;
实质:甲状腺滤泡上皮细胞合成的、以血红蛋白为辅基的、膜结合、糖蛋白;
部位:滤泡腔面的微绒毛处最丰富;
调控:生成、活性受到TSH的调控;
每天产生:
80-ugT4,全是甲状腺产生的;
20-30ugT3,20%是甲状腺产生的,
80%是外周T4转化来的;
绝大部分rT3是由T4脱碘产生的,
极少量由甲状腺直接分泌产生;
TH合成后,以胶质的形式,储存在甲状腺滤泡腔内;储存量够50-d的需求;
分泌控制:TSH;
TSH作用→甲状腺滤泡上皮顶端膜微绒毛伸出伪足→以吞饮的方式将含TG的胶质摄入细胞内→胶质滴随后与溶酶体融合,形成吞噬体→在溶酶体蛋白酶的作用下,水解TG分子上的肽键→释放出游离的T4、T3、MIT、DIT等
→进入胞质的MIT、DIT,在脱碘酶的作用下,迅速脱碘→脱下的大部分碘可被重复利用;
→进入胞质的T4、T3,对滤泡上皮内的脱碘酶不敏感,故迅速由细胞底部进入循环血液;
运输形式:
极少量<1%以游离形式存在;有活性;
>99%以与血浆蛋白结合的形式运输;无活性;
二者间可相互转化;
当T4分泌↓时,结合态的T4可转化成游离形式;
血浆中与TH结合的蛋白质:
75%甲状腺素结合球蛋白TBG;甲状腺素转运蛋白TTR=甲状腺素结合前白蛋白TBPA;白蛋白;
TH与血浆蛋白结合的意义:
在循环血液中形成TH的储备库,缓冲甲状腺分泌活动的急剧变化;
防止TH从肾小球滤过,避免过快从尿中丢失;
半衰期:
T4:6-7d;
T3:1-2d;
部位:肝、肾、骨骼肌;
途径:
脱碘(主要)、
15%与葡糖醛酸结合、
5%脱氨基或脱羧基;
脱碘:
T4在外周组织中的脱碘酶的作用下,转变成45%T3、55%rT3;
机体的状态,可影响T4脱碘后的转变方式;
寒冷:T3>rT3;
应激、妊娠、饥饿、代谢紊乱、肝病、肾衰:rT3>T3;
合成过程:聚碘→碘的活化→酪氨酸的碘化→碘化酪氨酸的缩合;
聚碘
碘的活化
酪氨酸的碘化
碘化酪氨酸的缩合
=耦联
碘捕获:
滤泡上皮细胞摄取碘的过程;
是逆电-化学梯度进行的、继发性主动转运;
由滤泡上皮细胞基底膜的钠-碘同向转运体NIS介导,I-:Na+=1:2,由钠泵供能;
再在顶端膜的碘转运蛋白的帮助下,进入滤泡腔;
临床:
钠泵抑制剂喹巴因→抑制NIS活动;
ClO4-、SCN-、NO3-,可与I-竞争NIS;
甲亢时,摄取碘的能力↑;甲减时反之;
部位:
滤泡上皮细胞顶端膜微绒毛与滤泡腔的交界处富含TPO;
条件:H2O2存在;
过程:I-在TPO的作用下,活化成有机碘I0;
酶:TPO;
过程:TG分子上酪氨酸残基苯环上的H,被活化碘取代;
结果:
仅取代3位上的H+→一碘酪氨酸MIT;
取代3、5位上的H+→二碘酪氨酸DIT;
酶:TPO;
过程:
2个DIT缩合→T4;
MIT+DIT缩合→T3;
MIT:23%;DIT:33%;
T3:7%;T4:35%;
1%:rT3;
甲状腺碘含量↑→DIT↑、T4↑;
缺碘→MIT↑、T3↑;
甲状腺激素的作用机制:
甲状腺素受体THR:
定位:细胞核;
分2种:α:心脏、骨骼肌、棕色脂肪组织;
β:脑、肝、肾;
亲和力:与T3亲和力高;
结构:同其他核转录因子家族成员的结构,即配体结合域、DNA结合域、转录激活阈;
注意:当THR在核内没有与TH结合时,与DNA分子的甲状腺激素反应元件TRE结合,使相关基因处于沉默状态;
注意:腺垂体TSH细胞内,也后THR,与TH结合后,可直接抑制TSH的2个亚基的转录,造成TSH合成、分泌↓;(详见甲状腺激素的反馈调节);
TH作用机制:
基因组效应:游离的TH进入核内→与核内的THR结合,形成TH-THR→TH-THR可自身聚合形成同二聚体、或与视黄酸X受体RXR聚合形成异二聚体→二聚体结合于靶基因DNA分子TRE上→THR核受体先前对靶基因的沉默作用解除,沉默基因开始转录→翻译表达功能蛋白质,产生生物学效应;
还可引起一系列快速效应:对离子通道、氧化磷酸化、葡萄糖与氨基酸的跨膜转运、第二信使-蛋白激酶信号转导等的作用,这些作用可不经过核受体介导,即通过快速反应的非基因组效应;可见于心肌、骨骼肌、脂肪、垂体等;
甲状腺激素的生物作用:
促进生长发育
调节新陈代谢
影响器官功能
其他
增强能量代谢
调节物质代谢
神经系统
心脏
消化系统
糖代谢
脂类代谢
蛋白质代谢
其他
是胎儿、新生儿脑发育的关键激素;
可与GH协同调控幼年期的生长发育;
先天性甲状腺发育不全者,出生时身长基本正常,但脑的发育已经受累,可与出生后3-4m出现明显智力迟钝、长骨生长迟滞;
胎儿12w以前的TH需母体提供;
可使全身绝大多数组织的基础氧消耗量↑、产热量↑;
对不同组织的效应由差别,对心脏的效应最显著;
与受体分布量有关;
甲亢时BMR可达25-80%;
机制:
靶细胞线粒体体积↑、数量↑,氧化磷酸化↑;
靶细胞线粒体膜上解偶联蛋白UCP激活→氧化、磷酸化解偶联;
靶细胞膜上钠泵转录→耗氧量↑、耗能↑;
血糖↑;
机制:
加速小肠的吸收;肝糖原分解↑;
肝脏糖异生↑;
增强肾上腺素、胰高血糖素、皮质醇、GH等的升糖效应;
注意:
由于TH可同时加强脂肪、肌肉等外周组织对葡萄糖的利用、氧化,故又有降低血糖的作用;
即,甲亢患者常表现为进食后血糖迅速↑、甚至出现糖尿,但随后血糖可很快↓;
脂肪:
促分解、促合成,
促分解>促合成;
促进分解机制:
脂肪细胞cAMP↑、激素敏感脂肪酶活性↑;
肪组织对脂解激素的敏感性↑;
促进合成机制:
诱导白色脂肪组织细胞的分化、增殖,促进脂肪聚集;
甲亢患者:
体脂消耗↑→总体脂↓、血清胆固醇↓;
双向;
生理情况下:
促进结构、功能蛋白质的合成,利于机体生长发育、维持功能活动,即正氮平衡;
过多:
促进蛋白质分解,即负氮平衡;
甲亢患者:
以骨骼肌为主的外周组织蛋白分解↑→尿酸↑、尿氮↑,肌肉收缩无力;
骨基质蛋白质分解→Ca2+析出→血钙↑、骨质疏松;
甲减患者:
蛋白质合成↓、组织间黏蛋白沉积,出现黏液性水肿;
甲亢时,机体对VA、B1、B2、B6、B12、C等的需求量↑,故会缺乏这些维生素;
效应:
对已经分化成熟的神经系统,主要表现为兴奋作用;
机制:
可增加神经细胞膜上的β-R数量、亲和力→对CA敏感性↑;
其他:
对外周神经系统的活动、学习、记忆有影响;
效应:
正性变时、正性变力、CO↑、心肌耗氧量↑;
机制:
直接促进心肌细胞肌质网释放Ca2+→激活与心肌收缩有关的蛋白质,增强肌球蛋白重链ATP酶活性→心肌收缩力↑,引起正性变力、变时;
增加心肌细胞膜上β-R的数量、亲和力→心肌对CA敏感性↑;
效应:
促进消化道运动、消化性分泌;
甲亢时,可出现顽固性吸收不良性腹泻;
呼吸系统:
呼吸频率、深度↑;
肺泡表面活性物质生成↑;
泌尿系统:
GFR↑,
水排出↑;
内分泌系统:
通过负反馈,抑制TRH、TSH合成、分泌;
生殖系统:
维持正常
性欲、
性腺功能;
增强能量代谢
脂类代谢
TH对许多器官系统的作用,常继发于其产热、耗氧效应;
如:体温↑→启动体温调节机制,导致外周血管扩张→增强散热+体循环外周阻力↓;
胆固醇:
也是双向,
促清除>促合成;
机制:
促进胆固醇的合成;
增加LDL受体的利用→更多的胆固醇从血中清除;
甲状腺功能的调节:
下丘脑-腺垂体-甲状腺轴
自身调节
神经调节
免疫调节
下丘脑对腺垂体
的调节
TSH对甲状腺
的作用
TH的反馈调节
对腺垂体TSH的
反馈调节
对下丘脑TRH的
反馈调节
TRH:
下丘脑室旁核、视前区肽能神经元分泌;
作用于腺垂体TSH细胞,经TRH受体耦联的Gq-PLC信号转导途径,促进储存的TSH呈爆发性释放;
还可调控基因转录,促进TSH合成,使TSH持久释放;
还可促进TSH糖基化,保证TSH生物活性;
即TRH从质、量2方面促进TSH分泌;
注意:
下丘脑分泌的生长抑素,可抑制TSH分泌,与TRH的作用抗衡;
TSH:
是直接调节甲状腺形态、功能的关键激素;
本质是糖蛋白;β亚基决定生物活性;
受TRH的影响,呈脉冲式分泌;有日周期变化,睡眠后开始↑→午夜max→日间↓;
通过与甲状腺滤泡细胞膜上的促甲状腺激素受体TSHR结合而发挥作用;
经TSHR耦联的Gs、Gq蛋白信号通路,全面促进甲状腺的功能,包括TH合成↑、分泌↑、维持甲状腺滤泡细胞的生长发育;(具体见下);
促进TH合成、分泌:
促进合成机制:
促进NIS基因表达,加速I的主动运输;
促进TG基因表达,增加TG合成;
增加TPO表达、含量,促进TG碘化和MIT、DIT、T3、T4生成;
促进分泌机制:
促进滤泡细胞伸出伪足,吞饮胶质中的TG;
增加溶酶体内TG水解酶活性,加速TG水解,增加T3、T4分泌;
维持甲状腺滤泡细胞生长发育:
促进其增值,使腺体增大;
改变血管分布,供血量↑;
保护滤泡细胞,不易发生凋亡;
机制:
下调TSH细胞上TRH受体数量、TSH细胞对TRH敏感性→抑制TRH对TSH的刺激作用;
腺垂体TSH细胞内的TH受体(对T3亲和力更高,故T3对TSH合成、分泌的反馈抑制作用更强)与TH结合→直接抑制TSH的亚基转录→TSH合成、分泌↓;
注意:
血中TH↑,可负反馈抑制垂体TSH,保持稳态;
但若血中TH长期↓,则对腺垂体的负反馈作用↓;
如长期缺碘的甲状腺肿,原理就是缺碘→TH↓,血中T3、4长期↓→对垂体的负反馈作用↓→TSH↑→甲状腺代偿增生肥大;
机制:
直接抑制下丘脑TRH前体原基因的转录,进而抑制TRH合成;
甲状腺可根据血碘的水平,通过自身调节,来改变碘的摄取、TH合成的能力;
具体:血碘开始↑时,可诱导碘的活化、TH合成;
当血碘升高到一定水平时,可抑制碘的活化,TH合成↓,即碘阻滞效应Wolff-Chaikoffeffect;
机制:可能是高浓度的碘,可抑制TPO活性;
意义:是甲状腺固有的保护性反应,防止摄入大量碘而产生毒性作用;还可用于甲亢危象的抢救;
注意:当碘过量摄入持续一定时间后,碘阻滞效应会消失,TH的合成会再次↑,即发生碘阻滞的逃逸现象;证明过量的碘对甲状腺的抑制作用不可长久持续;
血碘↓时,甲状腺碘捕获机制、碘利用率↑,故即使缺乏TSH,TH的合成也会↑;
碘充足时,甲状腺产生的T4:T3=20:1;缺碘时,由于DIT/MIT↓,故T3比例↑,也是甲状腺甲状腺自我调节的形式;
交感、副交感
双重支配;
滤泡细胞膜上有α、β、M受体;
交感兴奋→TH释放↑;
副交感兴奋→TH释放↓;
神经调节功能,与下丘脑-腺垂体-甲状腺轴相协调;
下丘脑-腺垂体-甲状腺轴:
主要是维持各级激素效应的稳态;
交感神经-甲状腺轴:主要是在内外环境急剧变化时的应激时对TH的高度需求;
副交感-甲状腺轴:
主要是在TH分泌过多时的抗衡;
自身免疫性甲状腺疾病AITD;
甲状腺自身抗体:
甲状腺球蛋白抗体TGAb、
抗甲状腺过氧化物酶抗体TPOAb、
促甲状腺素受体抗体TRAb;
TRAb:包括
刺激性抗体TSAb(可致甲状腺素症,结合TSHR的α亚单位)、
阻断性抗体TSBAb(可与TSH竞争TSH受体,抑制TSH作用,致甲减);
下丘脑对腺垂体
的调节
TSH对甲状腺
的作用
影响TRH分泌的因素:
下丘脑存在上行、下行的神经通路,可使TRH神经元接受到其他部位传来的信息,将环境刺激与TRH神经元的活动联系起来;并借TRH神经元与腺垂体建立神经-体液调节联系;如:
寒冷→下丘脑体温调节中枢、TRH神经元→TRH释放→TSH→TH;
饥饿→瘦素↓→对TRH分泌的刺激↓→TRH↓;
某些细胞因子(IL-1、6、TNF)→NE↑→间接兴奋TRH神经元;
GH、SS、DA、5-HT、阿片肽→抑制TRH神经元;
影响TSH分泌的主要因素:
TRH的刺激作用;
TH的反馈抑制;
正常情况下,以TH的反馈抑制占优势;
病态,如Geaves病,可使反馈作用↑↑,甚至导致TSH对TRH反馈缺失;
其他因素:
雄激素→TSH细胞对TRH敏感性↑→TSH↑;
GH、糖皮质激素→敏感性↓→TSH↓;
如:肾上腺皮质功能亢进者、应用糖皮质激素者,由于糖皮质激素对TSH的抑制作用,使TH↓,故御寒能力↓;
甲状旁腺、VD3、甲状腺C细胞:
钙调节激素:甲状旁腺分泌的甲状旁腺激素PTH、甲状腺C细胞分泌的降钙素CT、皮肤肝肾等器官联合作用生成的1,25-二羟VD3;
其他可参与钙磷调节的激素:雌激素、生长激素、胰岛素、甲状腺素等;
糖皮质激素,可促进骨吸收,故长期使用可造成继发性骨质疏松;
雌激素,可抑制骨吸收、减少骨量,故更年期妇女易骨质疏松;
甲状旁腺激素PTHvs降钙素CTvsVD:
甲状旁腺激素PTH
降钙素CT
VD
合成
甲状旁腺主细胞;
甲状腺C细胞=滤泡旁细胞;
还可见于甲状腺C细胞以外的组织,
如支气管、前列腺、神经组织;
VD3=胆钙化醇:
来源:从肝乳鱼肝油等获取;
在紫外线的作用下,由皮肤中的7-脱氢胆固醇转化来;
特点:无活性,需经2次羟化才有活性;
过程:肝内,先生成25-羟VD3;
肾内,再生成1,25-二羟VD3=钙三醇;
后者活性强,前者含量多,故二者均有生物活性;
特点
昼夜节律性,清晨max、后逐渐↓;
钙三醇=1,25-羟VD3:
脂溶性,在血液中以CM或与特异蛋白结合的形式存在;
灭活主要是氧化、羟化;
存在肠-肝循环,即在肝内与葡萄糖醛酸结合后,随胆汁排入小肠,部分被吸收入血进行循环、部分随粪便排出;
生物作用
大体
总:升高血钙、降低血磷;
靶器官:肾、骨;
机制:影响肾小管对钙磷的重吸收;
促进骨钙入血;
通路:AC-cAMP、PLC-IP3/DG;
总:降低血钙、升高血磷;
靶器官:骨、肾;
机制:抑制破骨细胞活动、促进成骨细胞活动;增强肾对钙磷的排泄;
通路:AC-cAMP:出现较早;
PLC-IP3/DG:出现较迟;
是指的钙三醇的生物作用;总:升高血钙、升高血磷;
机制:
基因组效应:与靶细胞内的核受体结合后,通过调节基因表达产生效应;
VDR:小肠、骨、肾;
非基因组机制:快速;
甲状旁腺激素PTH
降钙素CT
VD
对肾脏的作用
促远曲小管、集合管对钙的重吸收,减少尿钙排泄,升高血钙;
抑制近端小管、远端小管对磷的重吸收,促进尿磷排泄,降低血磷;
抑制近端小管对Na+、HCO3-、H2O的重吸收;故甲旁亢时HCO3-重吸收障碍→Cl-重吸收↑→高氯性酸血症,加重对骨组织的脱盐作用;
激活肾脏1α-羟化酶→促进25-(OH)-D3进一步转化成活性更高的1,25-二羟VD3,然后通过1,25-二羟VD3的作用间接调节钙磷代谢;
减少肾小管对钙、磷、镁、钠、氯等离子的重吸收,特别是使尿中钙、磷的排出量↑,从而血钙磷↓;
对肾脏的作用:
协同PTH,促进肾小管对钙磷的重吸收→尿中钙磷排泄↓,血钙磷↑;
对骨的作用
直接、间接作用于各种骨细胞,即可促进骨形成、又可促进骨吸收;
最终效应取决于PTH应用的方式、剂量;
大剂量、持续性应用PTH:
主要使破骨细胞↑;
小剂量、间歇性应用PTH:
主要使成骨细胞↑;
结果
促进骨吸收、加速骨基质溶解;
同时将骨钙、骨磷释放到细胞外液中,造成血钙、血磷↑;
最终导致骨量↓、骨质疏松;
效应:
快速效应:数min内产生;
延迟效应:12-14h后出现,
数d达峰;
促进骨形成,骨量↑;
大剂量、持续性应用PTH:
主要使破骨细胞↑;
小剂量、间歇性应用PTH:
主要使成骨细胞↑;
机制
刺激成骨细胞释放多种刺激因子,如M-CSF、RANKL等→刺激因子与前破骨细胞上的受体结合,诱导前破骨细胞增殖分化,形成成熟破骨细胞→破骨细胞与骨表面接触,将细胞内的溶酶体酶、酸性物质,通过局部的细胞膜褶皱释放出来,产生骨吸收效应;
作用于成骨细胞→促进其释放IGF-1等生长因子→前成骨细胞继续分化,形成成骨细胞;还可抑制其凋亡;
应用
治疗女性骨质疏松;
破骨细胞、成骨细胞上,均含有CT受体;
作用:
直接、迅速抑制破骨细胞活动→减少弱骨吸收、溶骨过程→减少骨钙磷释放;
促进成骨细胞活动→增强成骨过程→骨钙磷沉积↑、释放↓;
最终效果:骨组织钙磷释放↓→血钙磷↓;
注意:
成年人,CT对血钙浓度的调节作用较弱;∵CT引起血钙浓度的↓,在数h内即可刺激PTH分泌,后者的作用可抵消CT的降血钙效应;
在儿童,CT对钙的调节作用更强;
∵儿童的骨更新速度快;
应用:
治疗骨吸收过度的疾病,如Paget骨病;
绝经期妇女、衰老过程中骨量丢失过快所致的骨质疏松;
对骨的作用:直接>间接,故总效应是血钙磷↑;
骨吸收:直接作用;
骨形成:间接作用;
过程:
一方面,促进前破骨细胞分化→破骨细胞↑→血钙磷↑;
另一方面,骨吸收引起的高血钙、高血磷→促进骨钙沉积、骨矿化;
还可以通过促进成骨细胞合成、并分泌骨钙素→直接刺激成骨作用;
还可协同PTH;在缺乏钙三醇时,PTH对骨的作用明显↓;
病态:
儿童缺乏VD→佝偻病;
成人缺乏VD→骨软化症、骨质疏松症;
对小肠的作用:
促进肠粘膜上皮细胞对钙的重吸收;
机制:基因组效应,促进钙吸收相关蛋白的生成,如钙结合蛋白CaBP、钙通道、钙泵等,直接参与小肠黏膜上皮细胞对钙的吸收;
还可通过Na+-磷转运体,促进小肠黏膜对磷的吸收;
故,既可升高血钙、也可升高血磷;
其他作用:
抑制PTH基因转录、甲状旁腺细胞增殖;
增强骨骼肌细胞钙磷转运;
分泌调节
血钙水平
是调节PTH分泌的最主要因素;血钙↓→PTH合成、分泌↑;
过程:甲状旁腺主细胞含钙受体,对血钙变化及其敏感;
血钙轻微↓,在1min内即可增加PTH分泌,从而促进骨钙释放、肾小管重吸收钙,从而使血钙水平迅速回升;
最大兴奋效应:血钙7.0mg/dl;
最大抑制效应:血钙10.5mg/dl;
持续低血钙→甲旁腺增生;
持续高血钙→甲旁腺萎缩;
是主要影响因素;血钙↑→CT↑;
与PTH相比,CT对血钙的调节作用快速、短暂,启动较快,h达峰;(PTH分泌需几个h才达峰,当PTH分泌增多时,可部分或全部抵消CT的作用);
由于CT作用快速、短暂,故对高钙饮食引起的血钙浓度↑后的血钙水平的恢复有重要作用;
血钙磷↓→肾内1α-羟化酶活性↑→钙三醇合成↑→血钙恢复;
血钙↑→转化减少→小肠、肾、骨的钙吸收能力↓→血钙恢复;
其他因素
血磷↑、CT大量释放→血钙↓→间接促进PTH分泌;
血镁↓→体内能量代谢等过程受抑制→间接抑制TPH分泌;
CA→激活β-R→促进PTH分泌;
组胺→激活H2-R→促进PTH分泌;
胃肠激素的分泌→CT分泌↑;
促胃液素、促胰液素、缩胆囊素等;其中促胃液素最强;
诱导肾小管上皮细胞1α-羟化酶基因转录→促进钙三醇生成;
钙三醇生成↑→细胞内1α-羟化酶活性↓→以负反馈的方式减少钙三醇生成;
胰岛内分泌:
细胞们:
Aα细胞
胰高血糖素
Bβ细胞
胰岛素
Dδ细胞
生长抑素
HD1细胞
血管活性肠肽VIP
PPF细胞
胰多肽PP
胰岛素vs胰高血糖素:
胰岛素
胰高血糖素
胰岛素原→C肽+胰岛素;故可通过测定C肽的含量间接反映胰岛β细胞分泌功能;
仅游离的胰岛素才有生物活性;
胰岛素受体:酪氨酸激酶受体;
见于哺乳动物所有细胞膜中,但数量存在差异;
是四聚体跨膜蛋白(2α、2β);
胰高血糖素受体:GPCR;
作用机制
胰岛素结合靶细胞膜上胰岛素受体的α亚基→胰岛素受体的β亚基的酪氨酸残基磷酸化,激活手体内酪氨酸蛋白激酶→胞内耦联的胰岛素受体底物IRS蛋白的酪氨酸残基磷酸化→IRS下游信号转导,如PI3-K、MAPK等途径,引发蛋白激酶、磷酸酶的级联反应;
胰岛素受体底物IRS:是介导胰岛素作用的关键蛋白;
IRS-1:主要见于骨骼肌细胞;也是IGF-1受体的底物;主要影响细胞生长;
IRS-2:主要见于肝脏、胰岛β细胞;主要影响肝的代谢、胰岛β细胞的生长分化;
IRS-3:见于脑、脂肪等组织;参与脂调节代谢;
IRS-4:见于垂体、脑组织;
胰岛素
胰高血糖素
生物作用
总:促进物质合成代谢,维持血糖稳定,对机体能源物质的储存、生长发育有重要意义;
靶组织:肝、肌肉、脂肪;
效应:即刻作用:数s;转运蛋白磷酸化;促进靶细胞葡萄糖、氨基酸、K+的内向转运;
快速作用:数min;调节相关酶活性;促进糖原合成、糖酵解、蛋白质合成;
延缓作用:数h-d;调控多种基因表达;促进脂肪、蛋白质合成、细胞生长;
糖代谢
总:降糖;
方法:减少血糖来源(抑制肝糖原分解、糖异生)、
增加血糖去路(促进糖原合成、外周组织氧化利用、转化为非糖物质);
具体:
促进糖原合成、抑制糖原分解:
抑制糖异生:通过抑制糖异生途径的关键酶的活性实现;
促进外周组织对葡萄糖的转运、氧化利用:
GLUT4对胰岛素敏感,广泛存在于对胰岛素敏感的靶细胞,如骨骼肌、心肌、脂肪等;
胰岛素激活PI3-K途径→靶细胞内GLUT4数目↑→细胞对葡萄糖转运↑;
脂肪代谢
总:促进脂肪合成、储存,抑制脂肪分解、利用;
具体:
促进脂肪合成、储存的作用:
抑制脂肪分解、利用的作用:
病态:胰岛素缺乏→脂肪分解↑→酮症酸中毒;
蛋白质代谢
总:促进蛋白质合成、抑制蛋白质分解;
具体:促进蛋白质合成的作用:
抑制蛋白质分解的作用:
病态:胰岛素缺乏→蛋白质分解↑→负氮平衡,消瘦;
生长
直接作用:通过胰岛素受体实现;
间接作用:通过其他促生长因子,如生长激素、胰岛素样生长因子实现;
注意:胰岛素单独存在时,对生长的作用不强;仅在有生长激素同时作用时,才发挥明显的促生长效应;
总:与胰岛素相反,即促进物质分解代谢;
靶器官:肝;
途径:Gs-cAMP-PKA途径、Gq-PLC-IP3/DG-PKC途径;
具体:
促进肝糖原分解、减少肝糖原合成,增强糖异生;
减少肝内脂肪酸合成甘油三酯,促进脂肪酸分解,酮体生成↑;
抑制肝内蛋白质合成、促进其分解;同时增加氨基酸进入肝细胞的量,加速氨基酸转化为葡萄糖,即增加糖异生;
通过旁分泌,促进β表现分泌胰岛素、δ细胞分泌生长抑素;
胰岛素
胰高血糖素
分泌调节
营养成分
血中
葡萄糖
水平
最重要因素;
在持续高血糖刺激时,胰岛素分泌过程分2个阶段:
快速分泌:血糖急剧升高的5min内;
β细胞内储存的胰岛素快速释放入血;
持续5-10min后变成峰值的1/2;
慢速分泌:快速分泌结束后有逐渐↑,2-3h达稳定水平,持续较长时间;
对降低餐后血糖起关键作用;
机制:ATP/ADP;
葡萄糖经β细胞膜上的GLUT2转运入细胞→经胞内葡糖激酶GK磷酸化,形成葡糖-6-磷酸→进一步氧化→ATP↑,ATP/ADP↑→β细胞膜上ATP敏感的钾通道关闭→K+外流↓→细胞去极化→膜上电压门控L型钙通道开放→Ca2+内流↑→刺激胰岛素分泌颗粒同细胞膜融合,并将胰岛素分泌到细胞外;
血中
氨基酸、
脂肪酸
水平
氨基酸:刺激作用最强的氨基酸:精氨酸、赖氨酸;
注意:血中氨基酸和葡萄糖,对胰岛素的分泌作用存在协同效应;
游离脂肪酸、酮体:↑→胰岛素分泌↑;
病态:长时间高血糖、高氨基酸、高血脂→持续刺激胰岛素分泌→β细胞功能衰竭→糖尿病;
激素
胰岛激素
旁分泌:胰高血糖素→直接作用于β细胞→胰岛素分泌↑;
→升高血糖的间接作用→胰岛素分泌↑;
生长抑素→胰岛素分泌↓;
多肽物质,如胰抑素、甘丙肽、神经肽Y等→胰岛素分泌↓;
垂体腺苷酸环化酶激活肽PACAP→胰岛素分泌↑;
自分泌:胰岛素对β表现进行负反馈调节;
胃肠激素
促胃液素、促胰液素、缩胆囊素等→升高血糖的间接作用→胰岛素分泌↑;
抑胃肽GIP→生理性调节→胰岛素分泌↑;
胃肠激素与胰岛素之间形成肠-胰岛素轴;
意义:通过前馈调节机制调节胰岛素分泌,即当食物还在肠道内消化时,胰岛素的分泌即已↑;
其他激素
生长激素、糖皮质激素、甲状腺激素→升高血糖的间接作用→胰岛素分泌↑;
故,长期、大量使用上述激素,可致β细胞功能衰竭而致糖尿病;
GHRH、TRH、CRH、胰高血糖样肽GLP、VIP→胰岛素分泌↑;
胰抑素、瘦素→胰岛素分泌↓;
神经
双重支配;
右侧迷走神经兴奋→Ach直接作用于β细胞膜上的M-R→胰岛素分泌↑;
→刺激胃肠激素的分泌→间接刺激胰岛素分泌↑;
交感神经兴奋→NE作用于β细胞膜上的α-R→胰岛素分泌↓;主要的;
β-R→胰岛素分泌↑;在α-R阻断情况下发生;
意义:正常情况下意义不大,主要是维持β细胞对葡萄糖的敏感性;
运动时,交感神经抑制胰岛素分泌,可防止低血糖;
血糖、氨基酸水平
血糖:最重要因素;
低血糖→胰高血糖素分泌↑;
意义:饥饿时胰高血糖素分泌↑,对于维持血糖稳态、保证脑的物质代谢、能力供应有重要意义;
氨基酸:
不同于葡萄糖,氨基酸对胰高血糖素、胰岛素的分泌均有刺激作用;
血氨基酸↑→胰岛素分泌↑→血糖↓;
→胰高血糖素分泌↑→血糖↑,防止发生低血糖;
即,
对胰岛素的影响:葡萄糖↑、氨基酸↑、脂肪酸↑;
对胰高血糖素的影响:葡萄糖↓、氨基酸↑;
激素
胰岛分泌的激素:旁分泌:
胰岛素、生长抑素→直接抑制胰高血糖素分泌;
胰岛素→降低血糖间接抑制胰高血糖素分泌;
胃肠激素:
缩胆囊素、促胃液素→胰高血糖素分泌↑;
促胰液素→胰高血糖素分泌↓;
即,
对胰岛素的影响:胰高血糖素↑;生长抑素↓;
对胰高血糖素的影响:胰岛素直接↓、间接↑;生长抑素↓;
对胰岛素的影响:促胃液素、缩胆囊素↑;促胰液素↑;抑胃肽↑;
对胰高血糖素的影响:促胃液素、缩胆囊素↑;促胰液素↓;
神经
双重支配:
迷走神经兴奋→α细胞上的β-R→胰高血糖素分泌↑;
交感神经兴奋→α细胞上的M-R→胰高血糖素分泌↓;
即,
对胰岛素的影响:交感神经α↓;迷走神经↑;
对胰高血糖素的影响:交感神经β↑;迷走神经↓;
肾上腺皮质、髓质:
皮质
髓质
分泌类固醇激素,是维持生命活动所必需的;
分泌CA类激素,与交感神经构成功能系统,在应急中发挥作用;
从外向内:球状带、束状带、网状带;
合成的激素,均是类固醇激素;
合成原料均是胆固醇;80%来自血中的LDL,少量来自皮质细胞内的乙酸合成;
皮质醇
醛固酮
大多与皮质类固醇结合球蛋白=皮质醇结合球蛋白CBG=皮质激素运载蛋白结合;
少量与白蛋白结合;
仅游离态的才可发挥作用;
主要与白蛋白结合;
60%结合态,40%游离态;
降解产物是17-羟类固醇化合物;可通过测定尿中的含量来反映皮质醇的分泌水平;
测定24h尿游离皮质醇的特异性、敏感性,均高于测定尿17-羟类固醇的;
作用机制
主要通过调节靶基因的转录而发挥生物效应;
基因效应:进入胞核,调节靶基因的转录、翻译;
非基因效应:与胞膜上的受体结合,通过第二信使产生快速的非基因效应;
肾上腺髓质与交感神经节后神经元同源,既属于自主性神经系统、又属于内分泌系统;故肾上腺髓质细胞在功能上,相当于无轴突的交感神经节后神经元;
分泌的激素,主要是E、NE(二者之比(4:1),还有少量DA;
由于这些细胞内的颗粒均嗜铬反应阳性,故称为嗜铬细胞;
血中的E主要来自肾上腺髓质,
血中NE主要来自肾上腺髓质、肾上腺素能神经纤维末梢;
球状带
束状带
网状带
肾上腺髓质嗜铬细胞
以醛固酮为代表的盐皮质激素MC;
以皮质醇为代表的糖皮质激素GC极少量雄激素
E、NE
肾上腺髓质素ADM
MC包括:
醛固酮(生物活性最强)、
11-去氧皮质酮、
11-去氧皮质醇;
靶器官:主要是肾脏;
肾上腺皮质分泌的GC中:
90%是皮质醇=氢化可的松(发挥主要作用),
10%是皮质酮;
束状带、网状带均可合成少量雄激素,可保持终生;
主要是脱氢表雄酮DEHA、雄烯二酮;
可在外周组织转化成活性较强的形式发挥效应;
肾上腺(皮质)功能初现:
男女两性,肾上腺雄激素在青春期前1-2y分泌↑;
可使生长迅速、促进外生殖器发育、第二性征出现;
肾上腺雄激素,
对成年男性:影响不明显;
对男童:可因分泌过多而引起性早熟;
对女性:是体内雄激素的主要来源;
与CGRP属于同一家族;
可由血管平滑肌、内皮细胞分泌;
血中的ADN主要源于血管平滑肌;
通过ADM受体、CGRP受体,使靶细胞内cAMP↑,而发挥作用;
作用方式:
远距分泌:
旁分泌:主要;直接调节血管平滑肌张力;
作用效果:
舒张血管、降低外周阻力、利尿、利钠;
I、醛固酮释放;
糖皮质激素vs盐皮质激素vs肾上腺髓质激素:
糖皮质激素
盐皮质激素
肾上腺髓质激素
生物学作用
物质代谢
糖
总:显著升高血糖;
机制:减少组织对糖的利用、加速肝糖异生;
具体:
病态:肾上腺皮质功能亢进、大量使用糖皮质激素者→肾上腺糖尿病;
脂肪
总:提高四肢部分的脂肪酶活性,促进脂肪分解,血浆脂肪酸浓度↑、并向肝脏转移,增强脂肪酸的肝内氧化,利于肝糖原异生;
意义:利于机体在饥饿、其他应激情况下,细胞供能从糖代谢转为脂代谢;
注意:GC引起的高血糖,可继发引起胰岛素分泌↑,反而加强脂肪合成、增加脂肪沉积;
病态:肾上腺皮质功能亢进、大量使用糖皮质激素者→库欣综合征(满月脸、水牛背、向心性肥胖);
蛋白质
总:对肝内、肝外组织细胞的蛋白质代谢影响不同;
具体:肝外组织:抑制合成、加速分解,减少氨基酸转运入肌肉等肝外组织,为肝糖异生提供原料;
肝内:合成增加,血浆蛋白也可相应↑;
病态:GC过多→肌肉消瘦、骨质疏松、皮肤变薄;
应激反应
应激反应:
定义:机体遭受伤害性刺激时,腺垂体立即释放大量ACTH,并使GC快速大量分泌,引起机体发生非特异性的适应反应;
机制:ACTH、GC分泌迅速↑;
CA、催乳素、GH、VP、β-内啡肽、胰高血糖素、醛固酮等↑;交感神经活性↑;
组织器官活动
血细胞
增强骨髓造血能力→红细胞、血小板↑;
附着于血管壁、骨髓中的中性粒细胞进入循环→外周血中性粒细胞↑;
抑制淋巴细胞有丝分裂、促进凋亡、淋巴结和胸腺萎缩、脾中破坏淋巴细胞和嗜酸性粒细胞↑→淋巴细胞、嗜酸性粒细胞↓;故可用于治疗淋巴细胞性白血病;
病态:长期使用GC→容易感染;
应用:器官移植中可用于预防免疫排斥;
循环
系统
允许作用:即增加心肌、血管平滑肌对CA类的敏感性,上调其上肾上腺素能受体的表达、亲和力↑,心肌收缩力、血管紧张度↑,以维持血压;
移植PG合成,毛细血管通透性↓,减少血浆滤过,以维持循环血量;
病态:GC分泌不足者,在发生应激反应时,容易出现低血压性休克;
胃肠道
促进胃腺分泌盐酸、胃蛋白酶原;
提高胃腺细胞对迷走神经、促胃液素的反应性;
病态:长期大量使用GC,可诱发、加重消化性溃疡;
水盐
代谢
一定的醛固酮样作用:与醛固酮受体发生交叉反应,故又一定促进肾远曲小管、集合管的保钠排钾作用;很弱;
利用肾排水:降低入球小动脉的血流阻力、增加肾血流量、GFR;抑制抗利尿激素分泌;
病态:肾上腺皮质功能减弱→肾排水障碍,发生水中毒;
大量使用GC→小肠黏膜吸收钙↓、肾近端小管重吸收钙磷↓;
其他
促进胎儿肺泡发育、表面活性物质生成,防止新生儿呼吸窘迫综合征;
维持CNS正常兴奋性,改变行为、认知能力,影响脑发育;过量可造成失眠、激动、压抑、记忆力↓;
药理剂量(大剂量)GC,可抑制炎症反应、免疫反应,可抗炎抗毒抗过敏抗休克;
主要作用是保钠排钾;由于重吸收Na+↑,故H2O的重吸收也↑;
还可增强血管平滑肌对缩血管物质的敏感性;且此作用强于GC;
病态:
醛固酮↑→水钠潴留,高血钠、低血钾、碱中毒、顽固性高血压;
醛固酮↓→水钠排出过多,低血钠、高血钾、酸中毒、低血压;
E→α-R→PLC-IP3/DG-PKC通路;
NE→β-R→AC-cAMP-PKA通路;
对组织器官作用:见各章节;
物质代谢
如:骨骼肌运动↑时,
E可激活β2-R,加强肌糖原分解,为肌肉收缩提供能源;
必要时还可激活β3-R,促进脂肪分解,为持久的肌肉活动提供游离脂肪酸分解供能;
E可激活肝细胞α1-R,促进糖异生,维持血糖浓度;
还可通过作用于局部自主神经支配的α2-R,抑制胰岛素分泌,促进糖异生;
应急反应
肾上腺髓质嗜铬细胞,受交感神经胆碱能节前纤维的支配;
交感-肾上腺髓质系统;
应急反应:在紧急情况下,发生的交感-肾上腺髓质系统活动↑的适应性反应;
糖皮质激素
盐皮质激素
肾上腺髓质激素
分泌调节
分泌形式:基础分泌、应激分泌;二者均受到下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴的调节;
下丘脑
-腺垂体
-肾上腺
皮质轴
下丘脑室旁核分泌CRH、VP→垂体门脉→腺垂体ACTH细胞的CRH-R1、V3-R→腺垂体分泌ACTH↑→GC分泌↑;
ACTH:对维持肾上腺皮质正常结构、GC合成分泌有重要作用;
机制:促进肾上腺皮质细胞内核酸、蛋白质合成,刺激肾上腺皮质细胞分裂、增殖;
与肾上腺皮质细胞膜受体结合,通过AC-cAMP-PKA、PLC-IP3/DG-PKC通路,促进胆固醇的转化,进而增加皮质醇合成;
注意:对束状带、网状带的作用强度强;
注意:下丘脑CRH的分泌有昼夜节律性,即清晨觉醒前max、后逐渐↓、午夜min、后逐渐↑;
故ACTH、GC的分泌量也存在日周期波动;
反馈
长反馈:血中GC↑→反馈抑制ACTH细胞、CRH细胞;且ACTH细胞对CRH敏感性↓;
短反馈:腺垂体ACTH↑→反馈抑制下丘脑CRH细胞活动;
超短反馈:下丘脑CRH↑→反馈抑制自身活动;
病态:长期、大剂量用GC→通过长反馈抑制下丘脑CRH神经元、腺垂体ACTH细胞→CRH、ACTH↓→肾上腺束状带、网状带萎缩;
若再突然停药→体内GC突然↓→急性肾上腺皮质功能↓;
应激性
应激源作用于机体→下丘脑CRH细胞分泌↑→ACTH↑→GC↑;
应激时,由CNS通过增强CRH-ACTH-GC系统的活动,时ACTH、GC↑,且完全不受上述轴系负反馈影响;应激时ACTH分泌的↑,几乎全部受控于下丘脑室旁核释放的CRH;
RAS:
AngII可通过Gq通路,促进球状带细胞生长、通过醛固酮合酶活性,从而促进醛固酮合成、分泌;
血K+、Na+:
血K+↑、血Na+↓→醛固酮分泌↑;
应激:
生理下,
ACTH对醛固酮的分泌物明显影响;但ACTH的缺乏会显著减少醛固酮分泌;
应激时,
ACTH可促进醛固酮分泌;
交感
神经
交感神经节前纤维,直接支配肾上腺髓质嗜铬细胞;
交感兴奋→Ach→嗜铬细胞膜上的N1-R
→肾上腺髓质激素分泌↑;
→靶细胞CA合成酶系活性↑、CA合成↑;
ACTH
、
GC
ACTH:直接、间接(通过引起GC分泌),提高嗜铬细胞内CA合成酶系活性;
摘除垂体:肾上腺髓质中的酪氨酸羟化酶、多巴胺β-羟化酶、苯乙醇胺氮位甲基转移酶PNMT活性均↓;
补充ACTH:三者活性均恢复;
补充GC:仅使后两者活性恢复;
自身
反馈
肾上腺髓质嗜铬细胞中的NE、DA增多到一定水平→负反馈抑制酪氨酸羟化酶活性;
E合成增多到一定程度→负反馈抑制PNMT活性;
反之亦然;
其他
机体代谢:低血糖→嗜铬细胞分泌E、NE↑→糖原分解↑;
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