畜禽生理学-内分泌.ppt
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1、第九章 内分泌,要求:激素的概念,激素作用的特征和作用机制 主要内分泌腺的生理功能、调节,第一节 概述,一、内分泌腺和激素(一)内分泌腺有管腺或外分泌腺:凡分泌物从腺体经导管流至皮肤表面或体腔中的腺体,汗腺无管腺或内分泌腺:没有导管的腺体,其分泌物由腺细胞经出胞作用直接渗入血液/组织液/淋巴,传布至局部或全身,细胞之间传递信息通过 神经递质 激素,1、神经递质 在神经元之间,或神经元与效应器之间扩散,主要传递神经冲动(动作电位)分泌量少,于神经末梢处灭活,局部作用,时间短,如DA。不属于激素。2、激素 由分泌腺合成,入血/组织液,作用靶细胞,无管道。在靶细胞或肝脏灭活,可以是长距离,(二)激素
2、(hormone),1、概念经典:由内分泌腺或内分泌细胞分泌的传递调节信息的生物活性物质,经血液循环到靶器官或靶细胞,产生特定的生理功能。修改后:由某些特化的细胞(内分泌细胞,神经细胞等)分泌的化学物质,从一组细胞传递到另一组细胞,或从细胞的一部分传递到同一细胞的另一部分,以发挥调节作用的化学物质。,新定义的特点:强调激素传递信息的作用,较少注重激素的传递方式。含义更广泛,但易与神经递质相混,故一直未得到公认。,2、激素的类型:除经典循环激素外,还有:1)神经激素(neurohormone):神经元分泌或神经末梢释放的特殊化学物质。经体液(非突触间隙)循环全身,对靶组织/靶细胞发挥调节作用。如
3、:下丘脑分泌的生长激素释放激素 神经垂体释放的催产素,2)局部激素(local hormone):由散在的内分泌细胞分泌,通过组织间隙(液)扩散至邻近的靶细胞,调节作用。如:胰岛D细胞分泌生长抑素,以旁分泌方式抑制邻近的A细胞(胰高血糖素)、B细胞(胰岛素)的作用。前列腺素:局部激素,3)性外激素(pheromone):指某一个体释放到外界的特殊化学物质,通过远距离传布(空气、水体等),为同种动物的另一个体所感受,使之产生相应的特殊反应(如性行为等)。,3、激素分泌的方式,(1)远距分泌(telecrine):经血液运输至远处的靶组织发挥作用,经典激素,远距离分泌,3、激素分泌的方式,(2)旁
4、分泌(paracrine):仅通过组织液扩散至邻近靶细胞,传递局部信息。多数,旁分泌,自分泌,(3)自分泌(autocrine):指内分泌细胞分泌激素通过局部扩散又返回到该内分泌细胞,反馈作用。少量激素,(4)神经分泌(neurosecretion):某些神经细胞,即可传导神经兴奋,又有内分泌功能,把神经冲动转变为由激素中介的化学信息,称为神经内分泌,简称神经分泌。,神经分泌,人与硬骨鱼的内分泌系统比较鱼类没有甲状旁腺,肾上腺皮质和髓质是分开的,鱼类特有斯氏小体和尾下垂体,附 脊椎动物内分泌系统的起源与进化,最原始的内分泌调节作用是由神经内分泌细胞产生的神经分泌物质完成的,特点:分泌物存在时间
5、较长,扩散远,作用范围大无脊椎动物的内分泌主要是神经分泌作用。(如珊瑚、水母等腔肠动物),非神经分泌和源于非神经组织的内分泌腺体较高等的无脊椎动物(昆虫的脑激素、蜕皮激素和保幼激素共同控制变态)、软体动物和节肢动物(甲壳类触须部有产生蜕皮素的蜕皮腺)、脊椎动物,脊椎动物内分泌系统的起源:神经系统、消化系统、生肾组织1)神经系统低等脊椎动物,圆口类:神经分泌细胞广泛分布在脑和脊髓。高等脊椎动物:神经分泌细胞主要集中在:松果体由间脑的上丘脑区发展而来 下丘脑区出现内分泌核团视上核,室旁核,弓状核,腹内侧核,视交叉上核等。尾下垂体鱼类特有,由脊髓末端的神经分泌细胞逐渐集中而成,2)消化系统:如腺垂体
6、和胃肠道的内分泌细胞 等均由消化道的前端发育而来甲状腺源于原始脊索动物前端滤食器官的粘液性细胞,可粘住随水流进口腔的食物,并一起进入消化管后部,参与消化和代谢,促进碘与酪氨酸结合,由此合成甲状腺素,并发展出甲状腺。胰岛及消化道内分泌细胞源于内胚层。七鳃鳗幼体的胰岛于前肠粘膜下层,部分硬骨鱼和蛇则位于胆囊附近,大部分脊椎动物位于胰腺内。,鳃后体和甲状旁腺源于鳃囊,与胸腺均由内胚层的咽上皮形成。甲状旁腺:鱼类没有,两栖类以上才有,可能与陆生动物钙盐的贮存需要有关。鳃后体:源于最后一对鳃囊,除圆口类所有的脊椎动物都有,一般位于心脏附近,但哺乳动物中进入甲状腺内,成为甲状腺的滤泡旁细胞。,圆口类脊椎动
7、物最原始的一个纲,分为个目,代表盲鳗和七鳃鳗,腺垂体由消化道前部形成,胚胎时口腔顶部的上皮向上生成拉克氏囊,同时间脑底部向下生长出神经组织,二者紧密接触,囊上皮继续生长形成腺垂体,向下生长的神经组织则形成神经垂体,腺垂体和神经垂体共同构成脑垂体。,3)嗜铬组织与生肾组织:嗜铬组织(在哺乳动物中为肾上腺髓质细胞)和交感神经节细胞均来自神经嵴,均具有嗜铬盐的反应,即含有儿茶酚胺类物质-Ad和NE。因此嗜铬组织(肾上腺髓质细胞)可以看成是交感 神经的外周神经节,所以肾上腺的髓质直接受交感神经节前纤维的控制。,生肾组织位于肾脏和性腺之间,发育形成肾间组织(哺乳类为肾上腺皮质)性腺由生肾组织和体腔的一部
8、分中胚层组织发展形成,位于体腔内侧的生殖嵴形成性腺。,肾上腺:由嗜铬组织和肾间组织组成。板鳃类肾上腺皮质和髓质完全分开,硬骨鱼类二者有一定的联系。有些鱼类和两栖类:嗜铬组织排列于肾间组织中,形成肾上腺复合体。爬行类以上的动物形成一对肾上腺,位于肾的上方。鸟类和爬行类中嗜铬组织分散在肾上腺皮质内部哺乳类的嗜铬组织位于肾上腺的中心并与肾上腺皮质结合紧密。,4、激素的生理作用,1)调节机体的新陈代谢和消化过程。如GH,Ad、糖皮质激素、胰高血糖素和胰岛素参与糖代谢的调节;胃泌素等对消化管运动和消化腺分泌的调节。2)调节细胞外液的容量和成分,维持内环境理化性质的相对稳定(内环境稳态)。如ADH,ALD
9、对水盐代谢的调节。,3)调节和控制机体的生长发育和生殖机能 例如:GH,T3/T4和性激素等。4)增强机体对有害刺激的抵抗和适应能力 如,交感-肾上腺髓质系统在应急(emergency)下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质系统在应激(stress)中所发挥的作用。,(三)激素的化学组成,A、含氮类激素 肽类/蛋白类激素(Protein or peptide):蛋白前体 ACTH,GtH,PHT,TSH,Insulin,Glucagon,IGFs 氨基酸衍生物(Amino Acid derivatives):酪氨酸合成儿茶酚胺类(Ad、NE)和T3/T4;色氨酸合成褪黑素B、类胆固醇类激素(Cholest
10、erol derivatives):以胆固醇为前体,经羟基化、甲基化或去甲基化形成 考的松,ALD、VD3(光化学反应)、性激素C、脂肪酸衍生物(Fatty acid derivatives):前列腺素类、视黄酸,三、激素作用的特点,(1)激素的调节作用(regulation)和允许作用(permissive action):糖皮质激素的允许作用:最明显,对心肌和血管平滑肌无收缩作用,但须存在,儿茶酚胺才能缩血管、强心儿茶酚胺:含有儿茶酚和胺基的神经类物质,包括多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素,均由酪氨酸合成。,(2)激素的信息传递和信息放大作用激素在血中的浓度nmol-pmol/L,很低但作用
11、显著酶促的逐级放大:1个胰高血糖素1份AC cAMP-蛋白激酶系统 10000个磷酸化酶1mg T4/T3 体热增约4200KJ1 TRH 106 TSH 0.1g CRH 1gACTH 40g糖皮质激素,(3)激素的协同作用和拮抗作用 协同作用:指不同激素对同一生理效应都发挥作用,相互增强。如甲状腺激素和生长激素都对生长发育有促进作用,二者共同促进正常生长和发育拮抗作用:胰岛素和胰高血糖素(4)激素作用的特异性和高效性,靶器官/靶细胞:每种激素作用的特定器官或器官内的某类细胞,称为靶器官(target organ)或靶细胞(target cell)。受体:靶细胞具有与激素相结合的特异性受体(
12、receptor),受体与相应激素结合后产生生理效应。,四、激素作用的机制,1、蛋白质、肽类及胺类激素的作用机制(第二信使学说),肽类激素较大,不能入细胞膜。激素+受体G蛋白 AC cAMP增加 蛋白激酶系统 放大作用 相应的生物学效应激素为第一信使,cAMP为第二信使。,2、类固醇类激素作用的机理(基因表达学说),分子量较小,且是脂溶性,可穿过细胞膜进入细胞内与胞质受体结合形成复合物,穿过核膜,进入核内启动基因的转录,使新的蛋白质合成,出现相应的生物学效应,1.The hormone diffused through the cell membrane and enters the cyto
13、plasm to the cell.2.The hormone combines with the receptor in the nucleus(or in the cytoplasm).3.The receptor with the hormone bound to and interacts with DNA and increases the synthesis of specific mRNA molecules.,4.The mRNA molecules pass from the nucleus to the cytoplasm.5.In the cytoplasm of the
14、 cell,mRNA molecules combine with ribosome.New protein molecules,which produces the response of the cell to the hormone,are synthesized.,激素的作用机制新进展,Coris:发现了磷酸化酶的可逆磷酸化(无活性的磷酸化酶b/有活性的磷酸化酶a之间的互变)获1951年诺贝尔奖Sutherland:分离和确定了腺苷酸环化酶和磷酸二酯酶(cAMP合成与分解的两个关键酶)提出了激素作用的第二信使学说 获1971年诺贝尔生理医学奖Krebs&Fisher:60年代末发现蛋白
15、激酶A(PKA)(依赖cAMP,刺激多种底物蛋白的磷酸化)阐明了PKA启动的磷酸化和去磷酸化途径 获1992年诺贝尔生理医学奖,细胞中的第二信使,学说E.W.萨瑟兰于1965年提出。第二信使种类很少,但能转递多种信息,故信号通路有通用性。第二信使:cAMP,cGMP、Ca2+、三磷酸肌醇(IP3)、甘油二酯(DG)。cAMP、cGMP和Ca2+广泛分布于各组织细胞及体液中,IP3和DG是细胞膜内磷酯酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)的成分。cAMP特点:传递不同的细胞外信息。如GHRH促GH;ADH-cAMP促肾脏重吸收水。介导不同激素发挥相似的作用。如AD胰高血糖素,By cAMP促糖原分解
16、,抑制糖原合成。介导一种激素发挥几种作用。如ACTH增加cAMP,促类固醇激素合成、促脂肪分解。cAMP还使信息放大。如cAMP介导的下丘脑垂体甲状腺系统,经3级反应,信息放大近1000万倍。Ca2+:细胞浆;亚细胞结构(内质网、线粒体)中,细胞内Ca2+库。胞浆Ca2+为10-7mol/L,细胞外液和细胞器(内质网、线粒体)内高达10-3mol/L。cGMP:不很清楚,常与磷酸肌醇通路同时活化。如暗时视网膜胞内高水平的cGMP升高,使Na+泵开放,心钠素-cGMP,松弛血管调血压。,第二信使作用方式:直接作用。如Ca2+/肌钙蛋白-肌收缩间接作用。为主,Ca2+活化蛋白激酶,诱导蛋白磷酸化。
17、由第二信使介导的细胞内信号通路,有两种:(1)cAMP-PKA通路。发现最早。激素+受体-G-蛋白-腺苷环化酶-cAMP,cAMP刺激A-激酶,A-激酶将蛋白磷酸化,-细胞效应(在胞浆内进行)。如AD作用脂肪细胞,使脂肪酶磷酸化,促进脂肪分解(2)Ca2+-PKC通路:激素+膜受体-G-蛋白-PIP2磷酸二酯酶(PDE),将PIP2裂解为IP3和DG。IP3是水溶性,进入胞浆后引起胞浆内质网的Ca2+释出,与钙调素结合,激活蛋白激酶。DG仍留在膜内,将C-激酶活化。IP3和DG组成这一通路的两个分支,最后都引起有关蛋白质的磷酸化,导致细胞的应答。cAMP、cGMP、IP3和DG的测定:放免,胞
18、外Ca2+用火焰光度法及电位法测定,胞内Ca2+用荧光法,与膜受体结合 G蛋白偶联 发挥生物效应,(肽类激素、生物胺、前列腺素),与膜受体结合 受体自身磷酸化 发挥生物学效应(酪氨酸激酶)(生长因子家族、Insulin,IGFs),与核受体结合 与DNA特异序列结合 功能蛋白转录(甾体类激素),激素作用机制的新进展,(五)激素分泌的调节,(1)受神经系统的直接支配 例如神经垂体、肾上腺髓质和甲状腺等。(2)受神经系统的间接控制 如甲状腺激素,肾上腺皮质激素和性激素等的 分泌受腺垂体促激素的调节,而后者又受下丘脑相应释放激素和释放抑制激素的控制。,(3)受血液中代谢产物浓度的调节 如:血糖 胰岛
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- 畜禽 生理学 内分泌
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