第十一章内分泌 重点 难点提示 1. 激素分类 激素作用机理 激素作用的一般特征 2. 下丘脑调节性多肽 神经垂体激素 腺垂体激素的作用及其分泌调节 3. 甲状腺激素的作用 合成过程及其分泌调节 4. 糖皮质激素的生理作用及其分泌调节 5. 肾上腺髓质激素的生理作用及其分泌调节 6. 胰岛素的生理作用及其分泌调节 知识点解析第一节概述 内分泌系统是由内分泌腺和分散存在某些器官组织的内分泌细胞所组成 主要的内分泌腺包括垂体 甲状腺 肾上腺 胰岛 甲状旁腺和性腺等 一 激素的概念及其作用方式 ( 一 ) 概念 : 由内分泌细胞分泌的 具有信息传递和调节其他细胞活动的高效生物活性化学物质称为激素 ( 二 ) 作用方式 : 远距分泌 旁分泌和神经内分泌 二 激素的分类 ( 一 ) 含氮类激素 : 1 蛋白质激素: 胰岛素 腺垂体激素等 2 肽类激素: 下丘脑调节性多肽 降钙素等 3 胺类: 肾上腺素 去甲肾上腺素等 ( 二 ) 类固醇激素 : 肾上腺皮质激素 性激素此外, 还有固醇类激素 ( 维生素 D 3 1,25- 二羟维生素 D 3 等 ) 和脂肪酸衍生物 ( 前列腺素等 ) 三 激素的作用特征 ( 一 ) 信息传递作用 : 即依靠激素在细胞与细胞之间进行传递, 使细胞的相应生理生化过程加强或减弱 激素既不能引发新的反应, 也不为原有反应提供能量, 仅传递调节信息, 起 信使 作用 ( 二 ) 高效放大作用 : 激素与受体结合后, 在细胞内发生一系列酶促放大作用, 调节信息被一步接一步逐级放大, 形成效能极高的生物放大系统 ( 三 ) 特异性 : 激素释放入血后被运送到全身各部位, 广泛接触器官 组织 细胞, 但激素只选择性地作用于某些特定的器官 组织和细胞, 称为激素作用的特异性 被激素选择作用的器官 组织和细胞, 分别称为靶器官 靶组织和靶细胞
( 四 ) 相互作用 : 当多种激素共同参与同一生理过程的调节时, 激素与激素之间往往相互影响 相互作用, 可表现出 : 1 协同作用: 在同一生理过程中, 各激素作用的环节和机制不同, 但彼此协同 ; 2 拮抗作用: 在同一生理过程中, 各激素作用相反 ; 3 允许作用: 某些激素本身并不直接作用器官 组织或细胞, 但它的存在可明显增强另一种激素的生理效应, 这种现象称为激素的允许作用 四 激素的作用机制 ( 一 ) 含氮类激素作用原理 ( 二 ) 类固醇激素作用原理激素 ( 第一信使 ) 激素 ( 第一信使 ) 结合靶细胞膜受体 激活 G 蛋白 激活效应器酶 (AC PLC 等 ) 第二信使 (camp IP 3 -DG) 激活蛋白激酶 (PKA PKC 等 ) 激活磷酸化酶 调节靶细胞固有生理反应 穿过细胞膜进入细胞内 激素 - 胞浆受体复合物 进入细胞核内 激素 - 核受体复合物 基因激活,DNA 转录启动 mrna 形成 翻译合成蛋白质 调节靶细胞特定的生物学效应作为第二信使的化学物质除了 camp 外, 还有三磷酸肌醇 (IP3) 二酰甘油(DG) Ca2+ 环磷酸鸟苷(cGMP) 等 第二节下丘脑与垂体 一 下丘脑的内分泌功能下丘脑是联系神经系统与内分泌系统活动的重要枢纽 下丘脑与垂体在结构和功能上联系密切, 包括下丘脑 - 腺垂体系统和下丘脑 - 神经垂体系统两部分 ( 一 ) 下丘脑 - 腺垂体系统下丘脑与腺垂体之间没有直接的神经联系, 下丘脑神经内分泌细胞可产生 9 种促腺垂体激素 ( 或因子 )( 表 11-1), 通过垂体 - 门脉系统运送到腺垂体, 组成下丘脑 - 垂体系统,
调控腺垂体激素的分泌 1. 概念 : 下丘脑神经元分泌的调节腺垂体的肽类激素称为下丘脑调节性多肽 2. 分类和作用 : 具体见下表 表 11-1 下丘脑调节肽的种类和主要作用 激素种类 英文缩写 主要作用 促甲状腺激素释放激素 TRH 促进 TSH PRL 释放 促肾上腺皮质激素释放激素 CRH 促进 ACTH 释放 促性腺激素释放激素 GnRH 促进 LH FSH 释放 生长抑素 GHRIH 抑制 GH 及其他腺垂体激素释放 生长激素释放激素 GHRH 促进 GH 释放 催乳素释放因子 PRF 促进 PRL 释放 催乳素释放抑制因子 PIF 抑制 PRL 释放 促黑素细胞激素释放因子 MRF 促进 MSH 释放 促黑素细胞激素释放抑制因子 MIF 抑制 MSH 释放 ( 二 ) 下丘脑 - 神经垂体 下丘脑与神经垂体直接相连, 神经垂体激素在下丘脑视上核 室旁核的神经核团合成 抗利尿激素 (ADH) 和催产素 (OXT), 经下丘脑 - 垂体束的轴浆运送至神经垂体贮存和 释放 二 腺垂体 腺垂体是体内最重要的内分泌腺, 主要合成和分泌 7 种激素 ( 表 11-2), 包括生长激 素 催乳素 促黑素细胞激素 促甲状腺素 促肾上腺素 卵泡刺激素 黄体生成素 表 11-2 腺垂体激素的种类和主要作用 激素种类 英文缩写 主要作用 促甲状腺激素 TSH 促进甲状腺激素的合成 释放和腺细胞的增生 促肾上腺皮质激素 ACTH 促进肾上腺皮质激素的合成 释放和腺细胞的增生 卵泡刺激素 FSH 调节性腺的生殖和内分泌功能 黄体生成素 LH 调节性腺的生殖和内分泌功能 生长激素 GH 促进物质代谢和机体的生长发育 催乳素 PRL 促进乳腺发育 引起并维持泌乳 促黑素细胞激素 MSH 调节黑素细胞活动 ( 一 ) 生长素 (GH) 生长素是腺垂体合成最多的激素 不同种类动物的生长激素, 其化学结构与免疫性质 等差别较大, 除猴的生长激素外, 从其它动物提取的生长激素对人无效 1 GH 生理作用 :
(1) 促进生长作用 :GH 主要促进骨骼 肌肉和内脏等的生长发育 若幼年时期 GH 分泌不足, 可致侏儒症 ; 而幼年 GH 分泌过多可致巨人症 ; 人成年后若 GH 分泌过多, 可致肢端肥大症 可见, 适量的生长激素对维持机体的正常生长发育具有重要作用 (2) 促进代谢作用 :GH 广泛参与机体物质代谢和能量代谢过程, 使血糖 ( 过量 GH 出现垂体性糖尿病 ), 蛋白合成, 脂肪分解 同时 GH 对水和无机盐的代谢也有影响 2 GH 分泌调节 (1) 下丘脑的调节 GH 的分泌受下丘脑释放的 GHRH 与 GHRIH 的双重调节 生理情况下,GHRH 的调节占主要地位, 脉冲式释放 ; 而 GHRIH 主要在应激引起 GH 分泌过多时发挥抑制作用 (2) 激素的负反馈调节血中的 GH 含量降低, 可反馈性地引起下丘脑 GHRH 释放增加, 促进 GH 的分泌 IGF-I 可通过下丘脑和垂体两个水平对 GH 分泌进行负反馈调节 (3) 睡眠的影响人在清醒状态下,GH 分泌较少, 在慢波睡眠时 GH 分泌增多, 有利于促进生长发育和体力恢复 (4) 代谢因素的影响低血糖对 GH 分泌的刺激作用最强, 高蛋白饮食和某些氨基酸, 促进 GH 的分泌, 而游离脂肪酸抑制 GH 分泌 (5) 其它因素的影响甲状腺激素 雌激素与睾酮等均能促进 GH 分泌 还受饥饿 体育锻炼等因素的影响 ( 二 ) 催乳素 (PRL) 1 生理作用 (1) 对乳腺的催乳作用 : 在女性青春期乳腺的发育中, PRL 起着重要的作用 ; 在妊娠期, 雌激素与 PRL 在乳房发育上有协同作用, 而在泌乳上有拮抗作用, 具备泌乳能力却不泌乳 ; 分娩后, PRL 发挥始动和维持泌乳的作用 (2) 对性腺的作用 : 小量 PRL 促进性腺作用, 大量 PRL 抑制性腺 患闭经泌乳综合征 : 乳腺溢乳 血 PRL 高 负反馈㈠ 下丘脑 GnRH 腺垂体 FSH,LH 无排卵, 雌激素 不孕 在睾酮存在的条件下,PRL 促进男性前列腺及精囊腺的生长, 可使睾酮的合成增加 (3) 参与应激反应 : 应激反应中腺垂体分泌三种激素之一 (ACTH GH PRL) 此外,PRL 还具有生长激素样作用和免疫调节作用 2 分泌调节 (1) 下丘脑调节 :PRL 的分泌受下丘脑分泌的 PRF 和 PIF 双重调节 前者促进 PRL 的分泌, 后者抑制 PRL 的分泌 (2) 多巴胺调节 : 血液中 PRL 升高可易化下丘脑多巴胺能神经元, 使多巴胺释放增加 多巴胺又可直接抑制下丘脑 GnRH 和腺垂体 PRL 的分泌, 从而以负反馈方式降低血液中 PRL 的水平
(3) 射乳反射 : 婴儿吸吮乳头可反射性引起 PRL 大量释放, 是一个典型的神经内分泌反射 ( 三 ) 促黑 ( 素细胞 ) 激素 (MSH) 1 生理作用: 主要是促进皮肤 毛发黑素细胞生成黑色素, 加深皮肤和毛发的颜色 2 分泌调节: (1) 主要受下丘脑 MRF 和 MIF 双重调节 ; (2) MSH 的自身负反馈调节 ( 四 ) 促激素 (TSH ACTH FSH 和 LH) 1 生理作用: 均有各自的靶腺 (1) 通过调节靶腺激素的分泌来调节组织细胞的生理活动 ; (2) 促进靶腺增生 2 分泌调节: 分别形成下丘脑 - 腺垂体 - 甲状腺轴 下丘脑 - 腺垂体 - 肾上腺皮质轴和下丘脑 - 腺垂体 - 性腺轴 三 神经垂体神经垂体本身没有合成激素的腺细胞 神经垂体贮存和释放来自下丘脑视上核 室旁核分泌的升压素 (ADH) 和催产素 (OXT) ( 一 ) 升压素 ( 抗利尿激素 ADH) 1 主要作用: (1) 生理剂量 : 主要作用是提高远曲小管和集合管对水的通透性, 促进水的重吸收 (2) 大剂量 : 可使血管广泛收缩, 可用于大出血时的止血作用, 血压升高 2 分泌调节: 主要受血浆晶体渗透压 循环血量和血压变化的调节 ( 二 ) 催产素 ( 缩宫素 OXT) 1 生理作用: OXT 没有经常性分泌, 在分泌和哺乳时反射性分泌 (1) 对乳腺作用 : 吸吮乳头 传入神经 下丘脑 神经垂体 催产素 乳腺肌上皮细胞收缩 射乳反射 (2) 对子宫作用 : 非孕子宫对催产素的敏感性较低, 而妊娠晚期的子宫敏感性大大增强 孕激素降低子宫对催产素的敏感性, 雌激素增强子宫对催产素的敏感性 ( 允许作用 ) 2 分泌调节: 主要受神经内分泌调节 (1) 射乳反射 (2) 扩张的子宫第三节甲状腺甲状腺是人体内最大的内分泌腺, 功能是合成和分泌甲状腺激素 (T3 T4), 甲状腺激素是体内唯一贮存在细胞外的激素
一 甲状腺激素合成与代谢 ( 一 ) 甲状腺激素合成 1. 合成部位 : 甲状腺滤泡上皮细胞 2 合成原料: 碘和甲状腺球蛋白 (TG) 3 合成步骤: (1) 滤泡聚碘 ;(2) 碘的活化 ;(3) 酪氨酸碘化 ;(4) 碘化酪氨酸耦联 I- 活化 酪氨酸残基碘化及碘化酪氨酸耦联等过程都是在甲状腺过氧化物酶的催化下进行的, 因此, 能抑制甲状腺过氧化物酶活性的药物, 如硫氧嘧啶和硫脲类药物, 可抑制甲状腺激素的合成, 被临床用于治疗甲状腺功能亢进 ( 二 ) 贮存和释放 T 3 T 4 结合甲状球蛋白, 贮存于甲状腺腺泡腔内, 贮量很大 当 TSH 作用甲状腺时, T 3 T 4 从甲状腺球蛋白上脱落 释放入血 ( 三 ) 运输和代谢血中 T 3 T 4 以游离和血浆蛋白结合形式存在, 游离态甲状腺激素为活性形式, 含量很少 两者互相转换处于动态平衡, 临床上可通过测定血液中游离的 T3 与 T4 含量了解甲状腺功能 二 甲状腺激素生理作用甲状腺激素作用广泛, 几乎对全身各组织细胞的功能都有影响, 其主要作用是促进能量与物质代谢, 促进机体生长和发育 ( 一 ) 调节新陈代谢 1 调节能量代谢: 产热效应, 增加耗氧量和产热量 2 调节物质代谢: (1) 蛋白质代谢 : 生理剂量, 蛋白质合成, 生长加快 ;T3 T4 减少, 蛋白质合成, 但粘液蛋白, 形成粘液性水肿 ;T3 T4 过多, 蛋白质分解, 生长受抑制 (2) 糖代谢 : 生理剂量, 血糖 ; (3) 脂肪代谢 : 生理剂量, 血胆固醇 ;T3 T4 减少, 血胆固醇 总之, 甲状腺功能亢进时, 由于蛋白质 糖和脂肪的分解代谢增强, 患者常感饥饿, 食欲旺盛, 身体明显消瘦, 体重明显下降 ( 二 ) 生长发育甲状腺激素具有促进组织分化 生长与发育成熟的作用, 是维持机体正常生长发育不可缺少的激素, 对骨和脑的发育尤为重要 当先天缺乏甲状腺激素时, 出现呆小症 ( 克汀病 ) 成年人甲状腺功能低下时, 出现粘液性水肿等特殊体征 ( 三 ) 其他作用 1 中枢神经系统:T 3 T 4 增加中枢神经系统兴奋性,
2 心血管:T 3 T 4 心率 心收缩力 心输出量 收缩压 舒张压 脉压, 3 消化系统:T 3 T 4 胃肠机械性运动 腹泻 三 甲状腺激素的调节甲状腺的功能主要受下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴的调节 ( 图 11-1) 此外, 甲状腺还受自主神经调节, 并可进行一定程度的自身调节 ( 一 ) 下丘脑 - 腺垂体 - 甲状腺轴的调节 1 下丘脑- 腺垂体对甲状腺的调节 :TSH 是调节甲状腺功能的主要激素, 促进甲状腺激素的合成与释放 另外,TSH 的长期效应刺激甲状腺细胞增生, 腺体增大 2 甲状腺激素的反馈调节: 血中 T4 与 T3 对腺垂体经常性负反馈作用与 TRH 的刺激作用相互拮抗, 相互影响, 对腺垂体 TSH 的分泌起着决定性作用 ( 二 ) 自身调节甲状腺还能适应机体碘供应量的变化, 根据血碘浓度调节自身摄碘及合成与释放甲状腺激素的能力, 称为甲状腺功能的自身调节, 是一种缓慢 有限的调节 1 血碘过高: 摄碘能力下降, 使甲状腺激素合成减少直至停止, 可产生抗甲状腺效应, 称为 Wolf-Chaikoff 效应 临床上常利用 Wolff-Chaikoff 效应来处理甲状腺危象以及进行甲状腺手术的术前准备 2 血碘过低: 聚碘能力增强, 甲状腺激素的合成增加 ( 三 ) 神经性调节交感神经促进 T 3 T 4 的合成与释放, 副交感神经抑制 T 3 T 4 的合成与分泌 ( 四 ) 其他激素雌激素可增强腺垂体对 TRH 的反应, 从而使 TSH 分泌增加 ; 而生长激素与糖皮质激素则对 TSH 的分泌有抑制作用 第四节肾上腺一 肾上腺皮质肾上腺皮质由外向内分为球状带 束状带和网状带 分别分泌盐皮质激素 ( 醛固酮 ) 糖皮质激素 ( 皮质醇 ) 和性激素 ( 脱氢表雄酮和雌二醇 ) ( 一 ) 糖皮质激素的生理作用 1 对物质代谢对作用 (1) 糖代谢 : 糖异生, 抑制糖的摄取和利用, 使血糖, 具有抗胰岛素的作用 (2) 蛋白质代谢 : 肝外组织蛋白质分解, 合成 糖皮质激素分泌过多, 会出现肌肉萎缩 骨质疏松 皮肤变薄, 婴幼儿生长迟缓 (3) 脂肪代谢 : 脂肪分解, 利于糖异生 分泌过多时, 四肢脂肪分解增强, 而腹 面 肩及背部脂肪合成增加, 可出现 向心性肥胖
(4) 对水盐代谢对作用 : 具有弱保钠排钾, 促进排水的作用 2. 在应激反应中的作用在应激反应中, 下丘脑 - 腺垂体 - 肾上腺皮质系统功能增强, 可提高机体对应激刺激 ( 缺氧 创伤 手术 饥饿 疼痛 寒冷以及精神紧张和焦虑等 ) 的抵抗力和耐受性 应激反应 : 当机体受到有害刺激时, 能引起促肾上腺皮质激素 (ACTH) 和糖皮质激素分泌增多的反应, 叫应激反应 3 对其他组织器官的作用 (1) 对血细胞作用 : 可刺激骨髓造血功能, 红细胞 血小板和中性粒细胞 ; 抑制淋巴细胞 DNA 合成过程, 淋巴细胞 ; 促进单核 - 吞噬细胞吞噬和分解嗜酸性粒细胞, 嗜酸性粒细胞 (2) 对循环系统作用 : 糖皮质激素对维持正常血压是必需的 对血管没有直接的收缩效应, 有允许作用 ; 抑制 PG 合成 ; 降低毛细血管通透性 (3) 对神经系统作用 : 提高中枢神经系统的兴奋性 (4) 对消化系统作用 : 增加胃酸和胃蛋白酶分泌 (5) 其他作用 : 促进胎儿肺表面活性物质的合成 ( 二 ) 糖皮质激素分泌的调节 1 下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素(CRH) 的作用各种应激刺激通过多种途径最后汇集到下丘脑 CRH 神经元, 促进 CRH 分泌, 引起下丘脑 - 腺垂体 - 肾上腺皮质轴活动增强, 产生应激反应 ( 图 11-6) 2 腺垂体 ACTH 的作用 ACTH 分泌的呈日节律波动, 午夜最低, 觉醒起床前约 6~8 时分泌高峰, 使糖皮质激素的分泌也出现相应的波动, 这与睡眠中低水平血糖的维持 觉醒后高水平血糖需求相适应 3. 糖皮质激素的负反馈调节当血中糖皮质激素浓度升高时, 可反馈性抑制下丘脑 CRH 神经元和腺垂体 ACTH 神经元, 使 CRH 释放减少,ACTH 合成和释放受到抑制, 这种反馈称为长反馈 ACTH 还可反馈抑制 CRH 神经元, 称为短反馈 由于存在上述的负反馈抑制, 长期大剂量应用糖皮质激素可引起肾上腺皮质萎缩, 功能降低 如突然停药, 可引起糖皮质激素分泌不足, 肾上腺皮质功能减退的危急现象, 甚至危及生命 故停药时, 应逐渐减量, 缓慢停药 二 肾上腺髓质肾上腺髓质组织中含有嗜铬细胞, 分泌肾上腺素和去甲肾上腺素, 它们都是儿茶酚胺激素 肾上腺髓质中肾上腺素与去甲肾上腺素的比例大约为 4:1 ( 一 ) 肾上腺髓质激素的生理作用
当机体内外环境急剧变化时, 交感 - 肾上腺髓质系统活动增强, 肾上腺素和去甲肾上腺素分泌增加, 产生的适应性反应称为应急反应 应急反应 :E 与 NE 分泌 应激反应 : 促肾上腺皮质素和糖皮质激素分泌 ( 二 ) 肾上腺髓质激素分泌的调节 1. 交感神经 : 交感神经兴奋时,E 和 NE 的释放增加 2.ACTH 与糖皮质激素 : 使 E 和 NE 合成和释放增加 3. 自身反馈调节 第五节 胰岛 胰岛细胞主要分泌的激素有 :A 细胞 - 胰高血糖素 ;B 细胞 - 胰岛素 ;D 细胞 - 生长抑素 ;D1 细胞 - 血管活性肠肽 ;PP 细胞 - 胰多肽 一 胰岛素 ( 一 ) 生理作用胰岛素是促进合成代谢 调节血糖稳定的主要激素 使体内唯一降血糖激素 1 对糖代谢的调节: 促进葡萄糖的利用和糖原合成, 抑制糖异生, 降低血糖 胰岛素缺乏, 引起血糖升高, 超过肾糖阈, 出现尿糖, 引起糖尿病 2 对脂肪代谢的调节: 促进脂肪的合成与贮存, 同时抑制脂肪的分解 胰岛素缺乏时, 血脂升高, 生成大量酮体, 可引起酮血症与酸中毒 3 对蛋白质代谢的调节: 促进蛋白质的合成, 抑制蛋白质的分解, 因而有利于生长 与生长素共有协同作用 ( 二 ) 胰岛素分泌的调节 1 血糖作用: 血糖 胰岛素 ( 血糖浓度是调节胰岛素分泌的最重要因素 ) 2 氨基酸和脂肪酸作用: 氨基酸和脂肪酸 胰岛素 3 其他激素的作用:1 促进分泌 : 胃肠激素 生长激素, 皮质醇, 甲状腺素, 胰高血糖素 ;2 抑制分泌 : 生长抑素
4. 神经调节 : 迷走神经兴奋 胰岛素 ; 交感神经兴奋 胰岛素 二 胰高血糖素 ( 一 ) 生理作用 1. 糖代谢 : 糖原分解, 糖异生, 血糖 2. 蛋白质代谢 : 合成 分解 3. 脂肪代谢 : 合成 分解 ( 二 ) 分泌的调节 1. 营养物质的调节 : 血糖和血氨基酸, 胰高血糖素分泌 2. 激素的调节 3. 神经调节第六节其他内分泌腺和激素一 甲状旁腺激素 降钙素和维生素 D3 甲状旁腺分泌的甲状旁腺激素 (PTH) 与甲状腺 C 细胞分泌的降钙素 (CT) 以及 1, 25- 二羟维生素 D3 共同调节钙磷代谢, 控制血浆中钙和磷的水平 ( 一 ) 甲状旁腺激素 1 生理作用升高血钙和降低血磷 (1)PTH 对骨的作用 : 动员骨钙入血, 使血钙 (2)PTH 对肾的作用 : 促进肾小管对钙重吸收, 抑制对磷的重吸收 (3)PTH 对小肠的作用 : 活化维生素 D3, 促进肠道对钙的吸收 2 分泌的调节 (1) 血钙水平 : 血钙,PTH (2) 其他因素 : ( 二 ) 降钙素 1 生理作用降低血钙和血磷 (1)CT 对骨的作用 : 抑制溶骨, 促进成骨, 增加钙磷沉积, 降低血中钙磷水平 (2)CT 对肾的作用 : 抑制肾小管对钙和磷的重吸收 2 分泌调节 (1) 血钙水平 : 血钙,CT 分泌 (2) 其他因素 : ( 三 )1,25-(OH)2-D3 1 生理作用 (1) 对小肠作用 : 促进小肠粘膜上皮细胞对钙和磷的吸收 (2) 对骨作用 : 一方面刺激成骨细胞的活动, 促进骨盐沉积 ; 另一方面, 又能提高破骨细胞的活性, 动员骨钙入血 总的效应是血钙浓度升高
(3) 对肾脏的作用 : 促进肾小管对钙磷的重吸收 2 生成调节 (1) 血钙和血磷水平 : 血钙和血磷浓度降低促进 1,25-(OH)2- D3 生成 (2) 其他因素 :