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移恽
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1 Endocrine Physiology Yuhong Tang Department of Physiology, School of Basic Medicine and Forensic Medicine, SCU

2 Topics Introduction Neuroendocrinology Hypothalamus-neurohypophysis system Hypothalamus-adenohypophysis system Hormones secreted by adenohypophysis Functions of other endocrine glands

3 Neuroendocrine system 下丘脑神经垂体系统 ( 大细胞神经分泌系统 ) 下丘脑下丘脑垂体束 VP OXT 神经垂体下丘脑腺垂体系统 ( 小细胞神经分泌系统 ) 垂体门脉系统下丘脑腺垂体下丘脑调节肽

4 4. Functions and regulation of HRPs 1) GHRH(growth hormone releasing hormone, 生长激素释放激素 ) GHRIH (growth hormone release-inhibiting hormone, 生长抑素, or somatostatin, SS) ghrelin ( 生长激素释放肽 ) GHRH 44/40 肽两种, 刺激 GH 的合成与分泌 ; 除下丘脑外, 在人体的胰腺甲状腺肺小肠肾上腺和胎盘等均发现了 GHRH; 分泌的调节 : 受 GH IGF-1( 胰岛素样生长因子 -1) 的负反馈性调节 ; 肾上腺素能 a 2 受体激动剂和 5- HT 等可促进 GHRH 分泌 ;GABA 引起抑制效应 4

5 GHRIH/SS 14/28 肽两种, 广泛存在脑和脊髓, 以及胃肠胰岛肾脏甲状腺与甲状旁腺等组织 ; 几乎对所有的内分泌腺体都起负性调节作用 ; 抑制 GH 的分泌, 也抑制其他因素刺激 GH 所致的效应, 通过抑制 GH 基因转录, 减少其生物合成 ; 抑制 TSH LH FSH PRL 及 ACTH 等的分泌抑制胃肠激素和胰岛素胰高血糖素肾素甲状旁腺激素以及降钙素等的分泌参与学习记忆等神经活动 SS 的长效类似物已用于治疗肢端肥大症

6 ghrelin 与 GHRH 作用类似, 是餐后刺激 GH 分泌的主要原因又称为饥饿激素, 也存在于胃, 能够调节食欲进食 2)PRF/PrRP(prolactin releasing factor/ pro1actin releasing-peptide, 催乳素释放因子 / 催乳素释放肽 ) PIH(prolactin release-inhibiting hormone, 催乳素释放抑制激素 ) PrRP(31/20 肽 ) 可特异性刺激腺垂体分泌 PRL 下丘脑 TRH VIP 等均有刺激 PRL 分泌的作用通常以 PIH 即 DA 的抑制作用为主

7 3)TRH(thyrotropin releasing hormone, 促甲状腺激素释放激素 ) 促进腺垂体分泌 TSH, 增加血中甲状腺激素水平促进 PRL 以及 GH 的分泌促进胃酸分泌和胃排空也是一种神经递质, 与神经肽 Y 瘦素等共同参与食欲摄食饱感体重和热能释放的中枢性调节拮抗麻醉剂和酒精的镇静作用

8 4)CRH(corticotropin releasing hormone, 促肾上腺皮质激素释放激素 ) 促进腺垂体合成与分泌 ACTH 在机体的应激中发挥关键作用是应激反应时内分泌代谢心血管功能和行为变化的主要调节者 CRH 的分泌主要受生物节律和应激源的影响在 CNS 内, 作为递质参与心功能胃肠功能免疫功能等的调节

9 5)GnRH/ LHRH (gonadotropin releasing hormone/luteinzing hormone-releasing hormone, 促性腺激素释放激素 / 黄体生成素释放激素 ) 调节 FSH 和 LH 的合成与分泌 GnRH 的脉冲式释放是促进腺垂体分泌促性腺激素的基础 GnRH 可能通过下丘脑参与 CNS 对多种行为的启动或调节, 是性行为的重要介导者临床应用 : 人工合成的 LHRH 类似物已多达数千种, 其中 Super-LHRH 可以对患不孕症的妇女诱发排卵

10 6)PACAP (pituitary adenylate cyclase activating polypeptide, 垂体腺苷酸环化酶激活肽 ) 1989,Miyata 等发现, 因其对大鼠垂体细胞 AC 的高激活作用而得名 PACAP 神经元主要在室旁核和视上核 38/27 两种,PACAP 及其受体在体内分布广泛除 TSH 细胞外所有类型的腺垂体细胞都有 PACAP 受体,PACAP 激活 AC, 引起钙动员和激素释放还有促进消化吸收提高动物繁殖性能和免疫力等功能 HRP 的结构功能和调节等 (p )

11 HRP Structure (peptides) Main functions TRH 3 TSH, PRL GnRH 10 FSH, LH CRH 41 ACTH GHRH GHRIH PIH PrRP / PRF dopamine 31 GH GH, TSH, LH, FSH ACTH, PRL, insulin PRL PRL PACAP 27/38 LH, PRL, GH, ACTH Ghrelin 28 GH

12 Ⅲ. Hormones secreted by adenohypophysis

13 垂体前叶的细胞类型及特征免疫组化分类 % 生成激素种类生长激素细胞生长激素 (GH) 催乳素细胞催乳素 (PRL) 促皮质激素细胞促肾上腺皮质激素 (ACTH) 促性腺激素细胞 5( 男 ) 卵泡刺激素 (FSH) 随经期而变 ( 女 ) 黄体生成素 (LH) 促甲状腺素细胞 5 促甲状腺素 (TSH) 滤泡星形细胞 <5 局部激素 : IL-6 血管内皮生长因子 (VEGF) 碱性成纤维细胞生长因子 (bfgf) 中间叶细胞阿黑皮素原 (POMC)

14 阿黑皮素原 (POMC) 及其衍生物关系

15 1. growth hormone (GH, 生长激素 ) GH 在腺垂体中含量最多 ; 具有种属特异性 hgh

16 人生长激素与人催乳素肽链示意的比较人生长激素人催乳素

17 生长激素 (ng/ml 血浆 ) 剧烈运动睡眠期间中午午夜生长激素的脉冲式分泌

18 2) 促进代谢促进蛋白质合成, 利于组织修复与生长 ; 促进脂肪分解 ; GH 的作用 1) 促进机体生长的作用骨骼肌肉内脏器官酮体症抑制糖的氧化和利用, 血糖升高 ; 垂体性糖尿抗胰岛素效应 : 抑制外周组织摄取和利用葡萄糖, 减少葡萄糖的消耗, 升高血糖水平 3) 抗衰老 ; 参与应激反应年轻激素

19 幼年期 GH 分泌过多 GH 分泌不足巨人症 (giantism) 侏儒症 (dwarfism)

20 成年期肢端肥大症 (acromegaly) GH 过多, 结缔组织中的透明质酸和硫酸软骨聚集, 使病人的脸部和肢端呈现肥大

21 GH 的作用机制

22 IGFs 途径胰岛素样生长因子 (insu1in-like growth factors, IGFs) 结构与胰岛素相似, 曾称生长介素 (somatomedin,sm) 或生长激素介质 GH 刺激肝等组织产生 IGF-1 实现其促生长作用 IGF-2 主要在胚胎期产生

24 GH IGF-1 轴 GH 促进 IGF-1 生成, 后者经内分泌途径作用于骨生长板 ;2 GH 促进肝生成 IGFBP-3 和 ALS, IGF-1 先后与 IGFBP-3 和 ALS 生成 150kD 的三元复合物, 随后在血管内和生长板蛋白酶裂解 IGFBP-3, 释放出 IGF-1;3GH 诱导局部生成 IGF-1, 并经旁分泌与自分泌机制刺激细胞分化 ALS(acid-labile subunit, 酸敏亚单位 );GH: 生长激素 ;IGF-1: 胰岛素样生长因子 -1;IGF BP: 胰岛素样生长因子结合蛋白 ;T 3 : 三碘甲腺原氨酸

25 GH 的分泌调节 + 低血糖 TRH,VP, 甲状腺素胰高血糖素, 雌激素, 雄激素

26 2. Prolactin ( 催乳素,PRL) 人催乳素 (human prolactin,hprl) 为 199 个氨基酸残基构成, 与 hgh 间有 35% 同源性成人垂体中的 PRL 含量极少 ; 女性高于男性, 青春期排卵期, 尤其妊娠期均升高作用 : 对乳腺的作用 : 促进乳腺生长发育, 启动和维持乳腺泌乳 ( 在青春期妊娠期分娩后作用不同 ) 对生殖活动的调节 : 复杂参与应激反应免疫调节作用 26

27 PRL 分泌受下丘脑 PIH 与 PRF/PrRP 双重调节吸吮刺激精神因素催乳素分泌的调节与射乳反射途径

28 3. Tropic hormone ( 促激素 ) 腺垂体分泌的 TSH ACTH LH FSH 等均作用于外周对应的内分泌靶腺, 统称为促激素 ; 促激素分别参与下丘脑 - 垂体 - 靶腺轴形成, 构成激素分泌稳态调控的轴心, 严密调节相关激素分泌的水平下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴下丘脑 - 垂体 - 肾上腺皮质轴下丘脑 - 垂体 - 性腺 ( 卵巢或睾丸 ) 轴促激素多呈脉冲式分泌 28

29 促肾上腺皮质激素的脉冲式分泌

31 Summary PvC MgC

32 Topics Introduction Neuroendocrinology Endocrine of other glands Endocrine of thyroid gland & regulation of calcium and phosphorus Metabolism Endocrine of Pancreas Islet Endocrine of Adrenal Gland

33 Chapter 38 Endocrine of Thyroid Gland & Regulation of Calcium and Phosphorus Metabolism

34 甲状腺 (thyroid gland): 人体内最大的内分泌腺

35 复习 : 从左到右, 请说出每个结构的功能唯一能将所分泌的激素大量储存于细胞外的内分泌腺 ( 天代谢需要 ) 分泌降钙素合成与释放甲状腺激素贮存激素, 主要成分为甲状腺球蛋白

36 甲状腺激素 (thyroid hormone,th) 是酪氨酸的碘衍生物四碘甲腺原氨酸 ( 3,5,3,5 -tetraiodothyronine T 4, 也称甲状腺素, thyroxine ):90% 三碘甲腺原氨酸 ( 3,5,3,-triiodothyronine,T 3 ):9% 逆三碘甲腺原氨酸 (3,3,5 -T3, reverse T3, rt3): 1%

38 第一节甲状腺激素的合成与代谢 ( 自学 )

39 第二节甲状腺激素的生物学作用

40 一促进生长和发育切除甲状腺甲状腺激素主要影响脑和长骨的生长发育, 尤其是胎儿中枢神经系统的发育

41 诱导某些神经因子的合成, 促进神经元树突与轴突的形成髓鞘与胶质细胞的生长 ; 胚胎期间促进神经元的分裂甲状腺功能低下的儿童, 表现为以智力迟钝, 身材矮小为特征的呆小症 ( 克汀病, cretinism)

42 二调节新陈代谢 ( 一 ) 显著地促进能量代谢! 产热效应甲状腺激素可使绝大多数组织的耗氧率和产热率增加 (BMR), 尤其以心肝骨骼肌和肾最为显著机制 : 与增加 Na + -K + -ATP 酶活性有关甲亢 : 产热量, 基础代谢率, 喜凉怕热, 易出汗甲低 : 产热量, 基础代谢率, 喜热恶寒

43 ( 二 ) 甲状腺激素对物质代谢的调节具有双向性 1. 蛋白质代谢正常水平的甲状腺激素可促进蛋白质及各种酶的生成, 表现为正氮平衡大剂量甲状腺激素蛋白质分解 ( 骨骼肌 ) 表现为负氮平衡, 身体消瘦肌肉无力

44 甲亢 : 蛋白质分解, 特别是骨骼肌蛋白, 肌肉萎缩无力, 骨蛋白分解, 血钙, 骨质疏松甲低 : 蛋白质合成, 肌肉收缩无力, 组织间的黏蛋白, 引起黏液性水肿

45 2. 糖代谢升血糖 > 降血糖促进糖的分解代谢, 加强外周组织对糖的利用, 有降糖的作用 ; 大剂量甲状腺激素促进小肠黏膜对糖的吸收, 促进糖原分解, 有升高血糖的作用甲亢 : 血糖常升高, 有时出现糖尿

46 3. 脂肪代谢分解的速度 > 合成促进脂肪酸氧化, 增强胰高血糖素对脂肪的分解作用促进胆固醇的合成, 又可通过肝加速胆固醇的降解甲亢 : 患者血中胆固醇含量低于正常甲低 : 患者血中胆固醇含量高于正常

47 ( 三 ) 对各器官系统的作用 1. 神经系统 4 到 12 个月的婴儿 : 中枢神经系统发育成年人 : 提高中枢神经系统的兴奋性甲亢 : 常有烦躁不安激动失眠多梦注意力不集中的现象 ; 肌肉纤颤 ( 舌和双手 ) 甲低 : 出现淡漠嗜睡记忆力下降, 言语和行动迟缓的现象

same actions as the sympathetic nervous system

48 2. 心血管系统心率增快, 心缩力增强心输出量与心作功量增加脉压差增大甲亢特征之一 : 心动过速, 脉压差增大甲状腺功能亢进性心脏病 Thyroid hormone has many of the same actions as the sympathetic nervous system because it upregulates β 1 -adrenergic receptors in the heart.

49 3. 消化系统增加消化道的运动和消化腺的分泌甲亢 : 食欲亢进, 食量倍增, 但仍常感饥饿, 明显消瘦, 是由于代谢增强消耗过盛造成的

50 Summary

51 第三节甲状腺功能的调节 1 下丘脑 - 腺垂体 - 甲状腺轴 2 甲状腺的自身调节 3 自主神经对甲状腺功能的调节 4 免疫系统对甲状腺功能的调节

52 一下丘脑 - 腺垂体 - 甲状腺轴 ( ) TSH: 短期效应长期效应

53 Discussion: 地方性甲状腺肿病人甲状腺肿大的产生机制? 地方性甲状腺肿 TSH 长期效应

56 二甲状腺的自身调节甲状腺根据碘供应的变化调节自身对碘的摄取与合成甲状腺激素的能力, 即自身调节血碘 > 1mmol/L 10mmol/L, 甲状腺的聚碘能力开始下降消失, 这种过量碘所产生的抗甲状腺聚碘作用, 称为 Wolff-Chaikoff 效应 (Wolff-Chaikoff effect), 又称为碘阻滞效应血碘 T 3 T 4, 出现对高碘的适应, 即碘阻断的逃逸现象 (escape) 血碘下降 T 4 :T 3 (20:1)

57 三自主神经对甲状腺功能的调节交感神经副交感神经四免疫系统参与甲状腺功能的调节胸腺素可调节 T 3 T 4 的合成和分泌 ; PRL 可影响 IFN-γ IL-4 等促使甲状腺滤泡细胞表面 HLA-DR 和 CD 40 的表达, 参与自身免疫性甲状腺疾病的发病过程五甲状腺激素分泌异常可造成甲状腺功能障碍

59 Summary

60 第四节钙磷代谢的内分泌调节 1 甲状旁腺激素 2 维生素 D3, 降钙素,FGF23 3 钙磷代谢的内分泌调节

64 钙调节激素 (calcium regulating hormone) 主要作用作用的靶点分泌调节甲状旁腺激素血钙, 血磷骨细胞钙外流 ; 破骨细胞活性, 动员骨钙入血 ; 肾小管对钙的重吸收, 磷的重吸收 ; 1,25-(OH) 2 -D 3 的形成血钙血磷降钙素血钙血磷破骨细胞活性, 成骨细胞活性 ; 肾小管对钙磷的重吸收血钙 1,25-(OH) 2 -D 3 血钙血磷骨盐沉积和骨钙动员 ; 肾小管对钙磷的重吸收 ; 小肠对钙磷的重吸收血钙血磷

65 一甲状旁腺激素 (parathyroid hormone, PTH ) 甲状旁腺主细胞合成和分泌含有 84 个氨基酸残基, 分子量 9,500

66 ( 一 )PTH 的生物学作用 ( 升血钙, 降血磷 ) 1. 促进骨钙入血 : 快速效应 : 几分钟, 使骨细胞膜对 Ca 2+ 通透性骨液 Ca 2+ 入胞, 经 Ca 2+ 泵血钙延缓效应 : 几日几周, 因破骨细胞活动骨溶解血钙 2. 促进肾远曲小管重吸收钙血钙抑制肾近端小管重吸收磷血磷 3. PTH 激活肾 1α 羟化酶 25 OH - VD 3 1,25 - (OH) 2 - VD 3 ( 活性 ) ( 间接 ) 促进小肠对钙磷吸收

67 ( 二 ) PTH 分泌的调节 1. 血钙水平对 PTH 分泌调节血钙 PTH 分泌长时间腺体增生 ; 血钙 PTH 分泌长时间腺体萎缩钙受体血钙与钙受体结合胞内钙 PTH 分泌 2. 其他因素 : 血磷, 儿茶酚胺,PGE 2 PTH 1,25-(OH) 2 -D 3, 血镁,PGF 2α,SS PTH

68 二维生素 D 3 (Vitamin D3,cholecalciferol ) 活性形式 :1,25-(OH) 2 -D 3 (calcitrol, 骨化三醇 ) (7- 脱氢胆固醇 )

69 ( 一 ) 生理作用 ( 升血钙, 血磷 ) 1. 促进小肠粘膜对钙磷的吸收血钙, 血磷

70 2. 对骨钙动员和骨盐沉积均有作用破骨细胞 (+) 增强骨溶解, 骨钙释放成骨细胞 (+) 促骨盐沉积, 骨形成 VD 3 可增强 PTH 对骨的作用 3. 促进肾小管对钙磷的重吸收 ( 三 )1,25-(OH) 2 -D 3 生成的调节净效应血钙血磷血钙血磷雌激素,PRL,GH,CT PTH 1α 羟化酶 (-) 1,25 二羟 VD 3

71 三降钙素 (calcitonin,ct) 甲状腺 C 细胞 ( 滤泡旁细胞 ) 分泌,32 肽 ( 一 )CT 的生物学作用 ( 降血钙, 降血磷 ) 1. 抑制破骨细胞活动, 减弱溶骨 ; 增强成骨骨钙磷释放血钙血磷 2. 抑制肾小管对钙磷镁 Na + Cl - 的重吸收 CT 对儿童血钙的调节十分重要 ( 二 ) CT 分泌的调节血钙 CT 分泌 ( 快速短暂 ) 血钙 PTH 分泌 ( 缓慢持久 ) CT 与 PTH 共同作用维持血钙稳态