人体解剖生理学-内分泌系统.ppt
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1、人体解剖生理学 Human Anatomy and Physiology,内容:概述 下丘脑和垂体 甲状腺与甲状旁腺 胰岛 肾上腺要求:1、掌握生长素、甲状腺激素、肾上腺糖皮质激素、胰岛素等几种主要激素的生物学作用及其分泌调节。2、熟悉激素的概念、分类、作用及其作用机制。3、了解下丘脑与腺垂体的机能联系和下丘脑神经肽的种类与作用。,第十一章 内分泌系统(Endocrine system),第一节 概 述,内分泌系统与神经系统在功能上紧密联系,相互作用,共同实现对机体各器官的调节,维持内环境的相对稳定。机体重要的内分泌腺有脑垂体、甲状腺、甲状旁腺、胰岛、肾上腺和性腺等。现在认为,机体许多器官、组
2、织都有内分泌的功能。,激素(hormone):由内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效能的生物活性物质,经血液或组织液传递,发挥其调节作用。激素的作用(运输)途径:根据激素作用距离的远近分为 远距分泌(telecrine):经血液运输至远距离的靶组织而发挥作用的方式。旁分泌(paracrine):不经血液运输,仅由组织液扩散而作用于临近细胞的方式。神经分泌(neurocrine):激素沿轴突借轴浆流动运送至神经末梢释放而发挥作用的方式。激素作用的特定部位称为靶器官、靶组织、靶细胞。,腺体的分泌物通过导管输送到皮肤表面或脏器管腔,如汗腺、泪腺和各种消化腺,内分泌腺:,腺体没有导管,分泌物直接进入
3、组织液或血液中,如垂体、甲状腺、肾上腺,腺体,外分泌腺:,一、激素的分类 激素的来源、种类繁多,按其化学结构分两类:(一)含氮类激素 1.肽类和蛋白质类激素:2.胺类激素:(二)类固醇(甾体)激素,有肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素、褪黑激素。,主要有下丘脑调节肽、神经垂体激素、腺垂体激素、降钙素、胃肠激素等。,由肾上腺皮质和性腺分泌的激素,如皮质醇、醛固酮、雌激素、孕激素、雄激素等。(胆固醇衍生物-1,25-二羟维生素D3)。,二、激素作用的一般特性 激素的信息传递作用 激素只是将信息传递给靶细胞,调节其固有的生理生化反应。所以将激素称为“第一信使”。,激素在血液中的浓度很低,一般都在ng/
4、100ml甚至pg/100ml数量级。当与受体结合后,在细胞内发生一系列酶促放大作用。,激素的高效能生物放大作用,激素与组织细胞是广泛接触特异作用,关键取决于靶细胞的特异受体。,激素作用的相对特异性,激素间的相互作用 1.协同作用:2.拮抗作用:3.允许作用:,4.竞争作用;化学结构类似的激素能竞争同一受体的结合位点。如:高浓度的孕酮能与醛固酮竞争同一受体,某激素(本身不发挥此作用)为另外激素发挥作用提供了必需的条件的现象称为允许作用。是协同作用的另一种表现形式。如:糖皮质激素对血管平滑肌无收缩作用,但它的存在,儿茶酚胺才能充分发挥对心血管的调节作用。,激素分泌的周期性 激素的分泌具有周期性变
5、化,称为生物节律。是由生物钟决定的。有日节律、月节律、季节律、年节律。如:月经周期中激素分泌的月节律。ACTH分泌的日节律。,ACTH分泌的日节律,三、激素作用的机制:(一)激素的受体 1.受体的分类(1)细胞膜受体:,脂溶性激素与这类受体结合发挥作用。这类受体分:胞浆受体与核受体。当类固醇激素进入细胞后,与胞浆受体结合形成复合物,然后进入核内生物效应。,(2)细胞内受体:,非脂溶性激素与这类受体结合发挥作用。当含氮激素(除甲状腺素外)与膜受体结合后,经G蛋白介导(再经cAMP信号通路、磷脂酰肌醇信号通路)和不经G蛋白介导(经酪氨酸激酶的受体)的模式生物效应。,2.受体的调节 指对受体的数量及
6、与受体的亲和力的调控和影响。当一激素与受体结合后,可使该受体或另一种受体的亲和力与数量增加上调。当一激素与受体结合后,可使该受体或另一种受体的亲和力与数量减少下调。,长期用异丙肾上腺素治疗支气管哮喘所致的疗效下降,就是因受体的下调所致。糖皮质激素能使血管平滑肌上的受体数量增加,与NE的亲和力增强,属于上调现象。,临床上,,(二)含氮激素作用的机制第二信使学说 1.G蛋白偶联受体介导-cAMP第二信使模式,神经递质、激素等(第一信使),兴奋性G蛋白(GS),激活腺苷酸环化酶(AC),ATP,cAMP(第二信使),细胞内生物效应,结合G蛋白偶联 受体,激活G蛋白(与、亚单位分离),激活cAMP依赖
7、的蛋白激酶A,(二)含氮激素的作用机制第二信使学说 1.G蛋白偶联受体介导-cAMP第二信使模式,神经递质、激素等(第一信使),兴奋性G蛋白(GS),激活腺苷酸环化酶(AC),ATP,cAMP,细胞内生物效应,激活cAMP依赖的蛋白激酶A,结合G蛋白偶联 受体,激活G蛋白(与、亚单位分离),膜外N端:识别、结合第一信使,膜内C端:激活G蛋白,2.G蛋白偶联受体介导-IP3/DG第二信使模式,激素(第一信使),结合G蛋白偶联 受体,兴奋性G蛋白(GS),激活磷脂酶C(PLC),PIP2,(第二信使)IP3 和 DG,激 活蛋白激酶C,内质网释放Ca2+,激活G蛋白(与、亚单位分离),细胞内生物效
8、应,3.酶偶联受体介导-受体酪氨酸激酶信号通路模式,生长因子、胰岛素,与受体酪氨酸激酶结合,细胞内生物效应,膜受体与酶是同一蛋白分子,本身具有酶活性,又称受体酪氨酸激酶。,膜外N端:识别、结合第一信使膜内C端:具有酪氨酸激酶活性,(三)类固醇激素的作用机制 基因表达学说,激素进入细胞膜,与胞浆受体结合H-R复合物,H-R复合物进入核内,H-R复合物与核内受体结合,此复合物结合在染色质的非蛋白质的特异位点上,调控DNA转录过程,细胞内生物效应,H-R复合物,激素,受体,第第二信使,蛋白磷酸化,PK,细胞膜,新蛋白质,S,S,RP,S,RP,Rn,DNAmRNA,G,转录 翻译,cAMPIP3,D
9、G,PKAPKC,Ca2+,Fos,Jun,MYc,类固醇类激素,受体,复习思考题 1.主要内分泌腺体所分泌的激素有哪些?其化学本质是什么?2.简述含氮激素与类固醇激素的作用机制。3.以-肾上腺素受体的信号转导途径为例,说明激素的作用为什么能迅速发生。4.简述激素的作用特征。,第二节下丘脑与垂体的内分泌一、下丘脑的内分泌(一)下丘脑与垂体间 的功能联系:,下丘脑,N垂体,下丘脑垂体束,下丘脑,腺垂体,垂体门脉,(二)下丘脑调节肽 由下丘脑“促垂体区”(视交叉上核、室周核、弓状核、正中隆起等)的神经内分泌小细胞合成与分泌的。,二、腺垂体激素 腺垂体激素有:生长素、催乳素、促黑(色素细胞)激素、促
10、甲状腺素、促肾上腺皮质激素、促性腺激素(卵泡刺激素和黄体生成素)。(一)生长素(growth hormone GH)生长素有较强的种属差异,不同动物的生长素的化学结构、免疫性质等有较大差别。除猴生长素外,其余动物的生长素对人无效。静息状态下,血清中成年男性GH浓度为15g/L(女性略高于男性)。GH的分泌呈脉冲节律性(14h/脉冲),睡眠时分泌明显增加。,1.生长素的作用:(1)促进生长发育:主要促进骨骼和肌肉的生长发育(通过促进蛋白质合成、促进软骨骨化和软骨细胞分裂),但对脑的生长发育无影响。分泌异常所致疾病:幼年时期缺乏侏儒症;幼年时期过多巨人症;成年后过多肢端肥大症。,(2)促进物质代谢
11、:,蛋白质:GH能促进氨基酸进入细胞,并加速DNA和RNA的合成,促进蛋白质的合成。脂肪:GH能促进脂肪分解,增强脂肪酸氧化,减少组织的脂肪量。糖:GH生理量可刺激胰岛素分泌加强糖利用;,1.生长素的作用,2.生长素的作用机制:,生长素(GH),生长素介质(SM)又称为胰岛素样生长因子(IGF-和IGF-),诱导产生,通过酶偶联受体信号介导模式,肝、肾、软骨、骨骼肌等的GH受体,软骨、骨骼肌等细胞上的IGF受体,通过酶偶联受体信号介导模式,促进生长发育、促进物质代谢,3.生长素的分泌调节:,下 丘 脑,GHRH,GHRIH,腺垂体,IGF,GH,甲状腺素雌激素雄激素,血糖降低氨基酸慢波睡眠应激
12、刺激,下丘脑激素:GH、IGF的反馈调节:代谢产物:睡眠:运动、应激、性激素:,cAMP/Ca2+(第二信使),(二)催乳素(prolaction PRL)1.PRL的作用:催乳素的主要作用是促进乳腺生长发育,引起和维持成熟的乳腺泌乳;调节月经周期。对乳腺的作用:青春期乳腺的发育主要依靠雌激素(促进乳腺导管的发育)和孕激素(促进乳腺小叶的发育)的作用。妊娠期乳腺的发育是催乳素、雌激素、孕激素共同作用,但此时雌激素却颉颃催乳素的生乳作用。因此,只有分娩后雌激素催乳素才具有生乳作用。,对性腺的作用:女性:PRL与LH配合,促进黄体形成并维 持孕激素的分泌。高浓度的PRL通过负反馈抑制作用下丘脑Gn
13、RH腺垂体FSH、LH抑制排卵。闭经溢乳综合征是因PRL和雌激素分泌减少所致。男性:PRL能促进前列腺和精囊腺的生长,加强LH促进睾酮的合成。,2.PRL的分泌调节:,下 丘 脑,PRF,PIF,腺垂体,PRL,吸吮乳头应激刺激,下丘脑激素:吸吮乳头反射:应激刺激:,(三)促黑激素(melanophore-stimulating hormone MSH)MSH能促使黑色素细胞合成黑色素。(四)促甲状腺素(thyroid stimulating hormone.TSH)TSH促进甲状腺合成、分泌甲状腺素;促进甲状腺细胞的生长发育,腺体增大。(五)促肾上腺皮质激素(adrenocorticotro
14、pin.ACTH)ACTH促进肾上腺皮质的生长发育,并合成、分泌肾上腺皮质激素。(六)促卵泡激素(FSH)和黄体生成素(LH)见”生殖系统“,(1)腺垂体促激素和外周靶腺激素对下丘脑起反馈作用,调节腺垂体激素的分泌。(2)体内外环境变化(如创伤、大出血、剧烈运动等),可反射性地影响下丘脑的活动,从而影响腺垂体激素的分泌。,下丘脑-腺垂体-靶腺轴,三、神经垂体激素,视上核主要合成抗利尿激素(antidiuretic hormone,ADH);室旁核主要合成催产素(OXT)。,神经垂体不含腺体细胞,不能合成激素;是贮存和释放激素的部位。,视上核、室旁核,ADH、OXT和运载蛋白,下丘脑垂体束,AD
15、H、OXT和运载蛋白,ADH、OXT和运载蛋白,释放,Ca2+,在适宜的刺激作用下,视上核、室旁核N元兴奋,兴奋冲动沿下丘脑-垂体束到达神经垂体中的N末梢。,(一)催产素(oxytocin,OXT)1.OXT的作用:(1)对乳腺的作用:使乳腺泡和导管肌上皮收缩,乳汁排出。OXT还可维持乳腺继续泌乳,不致萎缩。(2)对子宫的作用:对妊娠子宫有强烈收缩作用;对非孕子宫的收缩作用较小,但利于精子的运行。2.OXT的分泌调节:(1)吸吮乳头引起的N-体液反射(射乳反射):(2)分娩时产道压迫引起的N-体液反射:,吸吮乳头产道压迫,下丘脑N垂体,N-体液反射,OXT合成分泌,(二)抗利尿激素(antid
16、iuretic hormone,ADH)1.抗利尿作用:ADH与远曲小管和集合管的V2受体结合,通过cAMP第二信使模式促进水通道由细胞内向细胞膜的转移,促进水的重吸收。2.缩血管作用:ADH大剂量时,与血管平滑肌的V1a受体结合,通过IP3/DG第二信使模式收缩血管.3.释放ACTH作用:下丘脑室旁核还有一些神经内分泌小细胞,其合成ADH的经垂体门脉到达腺垂体,与V1b受体结合,促进ACTH的释放。,复习思考题 1.腺垂体分泌哪些激素?各有何作用?2.哪些下丘脑调节激素影响腺垂体激素的释放?3.神经垂体分泌哪些激素?各有何作用?,第三节甲状腺的内分泌,甲状腺激素主要有:四碘甲腺原氨酸(T4)
17、-又称甲状腺素,三碘甲腺原氨酸(T3),逆三碘甲腺原氨酸(rT3)。在腺体或血液中T4的含量占绝大多数,但T3的活性比T4强约10倍。,一、甲状腺激素的合成与代谢,甲状腺激素合成的原料:碘和酪氨酸,(一)甲状腺激素的合成,甲状腺激素的合成步骤:腺泡聚碘;I-活化;酪氨酸碘化;碘化酪氨酸的偶联(缩合)。,I,1.腺泡摄碘 由肠道吸收的碘,以I-形式存在于血液中,浓度为250g/L(甲状腺内2050倍),约1/3被甲状腺上皮细胞主动转运摄入甲状腺。甲状腺对碘的摄取是依靠腺泡壁上皮细胞膜上的“碘泵”逆着电化学梯度继发性主功转运的。,泵,I-,I-,摄碘,-50mV,“碘泵”的摄碘实际是Na+-K+泵
18、活动提供能量完成的,是继发性主功转运。CIO4-、SCN-能与I-竞争转运。,I-i,I-o,2050倍,2.I-的活化 I-活化部位在腺泡上皮细胞与腺泡腔的交界处。I-的活化是酪氨酸碘化的先决条件。如果先天缺乏过氧化酶,I-不能活化甲状腺激素合成障碍甲状腺肿。,I-,I或I2,过氧化酶,+,TG-酪氨酸-H,3.酪氨酸碘化 腺泡腔内贮存着由腺泡上皮细胞核糖体合成的甲状腺球蛋白(TG)。酪氨酸碘化部位在腺泡上皮细胞与腺泡腔的交界处。,TG-酪氨酸-I(MIT),过氧化酶,TG-酪氨酸-I2(DIT),+,活化,碘化,4.碘化酪氨酸的偶联(缩合)甲状腺激素,TG-酪氨酸-I(MIT),+,TG-
19、酪氨酸-I2(DIT),过氧化酶,偶联(缩合),DIT+DIT(T4),DIT+MIT(T3),DIT+MIT(rT3),DIT,MIT,酪氨酸,G,T,甲状腺激素的合成与释放:,DIT+DIT(T4),DIT+MIT(T3),DIT+MIT(rT3),DIT,MIT,酪氨酸,G,T,I-,泵,摄碘,I-,I或I2,腺泡上皮细胞,TPO,TG-酪氨酸-H,TPO,+,TG-酪氨酸-I(MIT),TG-酪氨酸-I2(DIT),+,活化,碘化,TPO,缩合,贮存,胞饮,释放,血液,腺泡腔,蛋白水解酶,DIT+DIT(T4),DIT+MIT(T3),DIT+MIT(rT3),MIT,DIT,脱碘酶,
20、溶酶体,(二)甲状腺激素的贮存、释放、运输和代谢 1.贮存 合成后的T3、T4仍然结合在TG分子上,贮存于腺泡腔内。贮量较大(贮量T4T3),可供机体利用23月之久;故使用抗甲状腺药物时,用药时间较长才能奏效。2.释放,当甲状腺受到TSH刺激后,腺泡细胞将腺泡腔内的TG胞饮摄入细胞内,TG与溶酶体融合,在溶酶体蛋白水解酶的作用下,分离出T3和T4,释放入血,MIT和DIT在脱碘酶作用下而脱碘,脱下的碘供重新合成甲状腺素。,3.运输 T3、T4释放入血后,以结合状态(与3种血浆蛋白结合)和游离状态二种形式运输。T4主要以结合型存在(占99以上),T3主要以游离型存在。只有游离型才有生物活性,T3
21、的生物活性比T4约大5倍。结合型与游离型可以互相转换,使游离型的T4与T3在血中保持一定浓度。正常成人血清中T4浓度为51142nmol/L,T3浓度为1.23.4nmol/L。,4.代谢 T3的半衰期为1.5天,T4的半衰期为7天。T3与T4的20在肝脏、80在靶组织中被脱碘酶脱碘降解。T4脱碘T3(45)和rT3(55);T3和rT3脱碘MIT、DIT和不含碘的甲状腺原氨酸。妊娠、饥饿、应激、代谢紊乱、肝病、肾衰等均会使T4脱碘rT3(rT3生物活性低,其产热效能仅占T4的5%)而影响T4在组织中的生物作用。,二、甲状腺激素的生理作用甲状腺激素的作用特点为:广泛、缓慢而持久。主要作用是:促
22、进代谢产热、促进生长发育、促进神经系统兴奋性、促进心血管活动。(一)对代谢的影响 1.能量代谢 T3与T4最显著的作用是加速机体绝大多数细胞的能量代谢,使机体耗氧量和产热量增加,基础代谢率(BMR)升高。其产热作用主要与Na+-K+-ATP酶活性有关;其次与促进脂肪酸氧化产生大量热能有关。甲亢:怕热易出汗,BMR超过正常值50100;甲减:喜热恶寒,BMR正常值3045。,2.蛋白质、脂肪和糖代谢(1)蛋白质代谢 T3与T4生理剂量能促进蛋白质的合成;大剂量时则促进蛋白质的分解。甲亢:消瘦无力,尿氮、尿钙增加,呈负氮平衡;甲减:因蛋白质合成减少,肌缩无力,细胞间的粘液蛋白增多,出现粘液性水肿。
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