動物生理學(xué)_內(nèi)分泌2012.04.16.ppt

第十章內(nèi)分泌生理 第一節(jié)概述 內(nèi)分泌系統(tǒng)是由內(nèi)分泌腺和分散存在于某些器官組織中的內(nèi)分泌細(xì)胞組成的一個體內(nèi)信息傳遞系統(tǒng) 這些內(nèi)分泌腺或內(nèi)分泌系統(tǒng)能夠合成分泌一種特殊的化學(xué)物質(zhì) 通過血液循環(huán)或組織液擴(kuò)散傳遞給相應(yīng)的靶細(xì)胞 調(diào)節(jié)其生理功能 稱為內(nèi)分泌 第十章內(nèi)分泌生理 第一節(jié)概述 一 內(nèi)分泌器官和內(nèi)分泌細(xì)胞 內(nèi)分泌腺是沒有導(dǎo)管的腺體 也叫無管腺 其分泌物由腺細(xì)胞直接分泌入體液 并以體液為媒介在體內(nèi)傳播信息 動物體內(nèi)主要的內(nèi)分泌腺有垂體 甲狀腺 甲狀旁腺 腎上腺 性腺 松果體等 另外分散存在于組織器官中的內(nèi)分泌細(xì)胞也比較廣泛 如消化道粘膜 心 腎 肺 皮膚 胎盤 脂肪等組織均存在各種各樣的內(nèi)分泌細(xì)胞 下丘腦還存在有兼有內(nèi)分泌功能的神經(jīng)細(xì)胞 二 激素 激素的發(fā)現(xiàn) 英國生理學(xué)家starling于1902年發(fā)現(xiàn)促胰液素后 于1905年確立的 thenobelprizeinphysiologyormedicine1904 ivanpetrovvichpavlovrussiamilitarymedicalacademy1849 1936 1894年dolinski 1896年popielski 酸性物質(zhì) 十二指腸 胰液分泌 神經(jīng)反射效應(yīng) 切除支配胰腺的雙側(cè)迷走神經(jīng)雙側(cè)內(nèi)臟大神經(jīng) 損壞延髓脊髓及切除胃幽門后 十二指腸和胰腺腺泡之間有神經(jīng)聯(lián)系 局部短反射 1901年法國wertherimer和lepaga 鹽酸 小腸襻內(nèi) 胰液分泌 神經(jīng)全部被切除的游離小腸襻 小腸的神經(jīng)難以徹底切除 局部短反射 1902 1905年英國生理學(xué)者bayliss和starling 把狗的一段空腸剪下 離開狗體 刮取腸粘膜 弱鹽酸浸泡 將漂出液中和 過濾 腸粘膜提取液 胰液分泌 注入同一條狗的靜脈 設(shè)想 小腸粘膜 化學(xué)物質(zhì) 鹽酸刺激 血流 胰腺 胰液分泌 神經(jīng)調(diào)節(jié) 化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié) 激素 hormone 促胰液素 一 激素的概念 專指在生理狀態(tài)下 由某些組織細(xì)胞產(chǎn)生 彌散進(jìn)入組織 通過血液循環(huán)到達(dá)機(jī)體的遠(yuǎn)處組織 發(fā)揮特殊生理作用的一類化學(xué)物質(zhì) 由動物內(nèi)分泌腺或散在的內(nèi)分泌細(xì)胞所分泌的高效能的生物活性物質(zhì) 經(jīng)組織液或血液傳遞而發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用 這種化學(xué)物質(zhì)就稱為激素 神經(jīng)激素 neurohormone 局部激素 localhormone 外激素 pheromone 二 激素的傳遞方式 1 遠(yuǎn)距分泌 telecrine 大多數(shù)激素進(jìn)入血液 經(jīng)血液循環(huán)到達(dá)遠(yuǎn)距離的靶細(xì)胞而發(fā)揮生理作用 即傳統(tǒng)的內(nèi)分泌概念 2 旁分泌 paracrine 某些激素進(jìn)入組織液或細(xì)胞間液 通過擴(kuò)散到達(dá)鄰近的靶細(xì)胞起作用 3 自身分泌 autocrine 內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素在局部擴(kuò)散 又返回作用于該內(nèi)分泌細(xì)胞而發(fā)揮反饋?zhàn)饔?4 神經(jīng)分泌 neurocrine 神經(jīng)細(xì)胞分泌的化學(xué)信使 神經(jīng)遞質(zhì) 由軸突末梢釋放 經(jīng)突觸傳遞至突觸后細(xì)胞 影響其生理功能 5 表分泌 epicrine 激素還可通過細(xì)胞間的微管連接到達(dá)另一細(xì)胞起調(diào)節(jié)作用 三 激素的分類 按其化學(xué)性質(zhì)可分為含氮激素 nitrogenoushormone 和類固醇 甾體 激素 steroidhormone 兩類 1 含氮激素含氮激素又可分為以下兩類 1 肽類和蛋白質(zhì)激素 主要有下丘腦調(diào)節(jié)肽 腺垂體激素 神經(jīng)垂體激素 胰島激素 甲狀旁腺激素 降鈣素以及胃腸激素等 2 胺類激素 包括腎上腺素 去甲腎上腺素和甲狀腺激素等 促甲狀腺 激 素釋放激素促性腺 激 素釋放激素生長激素釋放抑制激素 生長抑素 生長激素釋放激素促腎上腺皮質(zhì) 激 素釋放激素促黑 素細(xì)胞 激素釋放因子促黑 素細(xì)胞 激素釋放抑制因子催乳素釋放因子催乳素釋放抑制因子升壓素 抗利尿激素 催產(chǎn)素促腎上腺皮質(zhì)激素促甲狀腺激素卵泡刺激素 促卵泡激素 黃體生成素 間質(zhì)細(xì)胞刺激激素 促黑 素細(xì)胞 激素生長激素催乳素促脂解素降鈣素甲狀旁腺激素生長介素胰高血糖素胰島素胃泌素促胰液素膽囊收縮素 促胰酶素抑制素絨毛膜促性腺激素內(nèi)啡肽腦啡肽神經(jīng)降壓素p物質(zhì)腎素心鈉素 心房鈉尿肽 胸腺 激 素激肽 1 1 含氮激素 肽 蛋白質(zhì)類 1 2 含氮激素 胺類激素 去甲腎上腺素腎上腺素甲狀腺素 四碘甲腺原氨酸 三碘甲腺原氨酸逆 三碘甲腺原氨酸褪黑 激 素 2 類固醇 甾體 激素 糖皮質(zhì)激素 如皮質(zhì)醇 鹽皮質(zhì)激素 如醛固酮 睪酮雌二醇孕酮1 25 二羥膽鈣化醇 四 激素的一般特性 1 信息傳遞作用 激素既不能提供能量也不能發(fā)動新的反應(yīng) 僅僅起 信使 的作用 將生物信息傳遞給效應(yīng)細(xì)胞 發(fā)揮增強(qiáng)或減弱效應(yīng)細(xì)胞內(nèi)原有的生理生化過程的作用 其作用主要包括 調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝 維持代謝的穩(wěn)態(tài) 調(diào)節(jié)細(xì)胞的分裂和分化 保證機(jī)體的正常生長 發(fā)育和成熟 并影響衰老過程 影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)和植物性神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能 調(diào)節(jié)生殖器官的發(fā)育和成熟 并保證生殖過程正常進(jìn)行 與神經(jīng)系統(tǒng)密切配合 使機(jī)體更有效地適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的變化 2 作用的相對特異性 進(jìn)入體液中的激素只選擇地作用于某些器官 組織和細(xì)胞 這樣一種現(xiàn)象稱為激素作用的特異性 被激素選擇作用的器官 組織和細(xì)胞 分別稱為靶器官 靶組織和靶細(xì)胞 激素作用的特異性與靶細(xì)胞膜上存在的能與該激素發(fā)生特異性結(jié)合的受體有關(guān) 3 高效能生物放大作用 激素在血液中的濃度通常都很低 一般在納摩爾 nmol l 甚至在皮摩爾 pmol l 數(shù)量級 但其作用顯著 這是由于激素與靶細(xì)胞的受體結(jié)合后 細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列酶促放大作用 一個接一個 逐級放大效果 形成一個效能極高的生物放大系統(tǒng) 0 1ug的促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素可使腺垂體釋放1ug促腎上腺皮質(zhì)激素 后者在引起腎上腺皮質(zhì)分泌40ug的糖皮質(zhì)激素 最終可產(chǎn)生約6000ug糖原儲備的細(xì)胞效應(yīng) 4 激素間的相互作用 當(dāng)多種激素共同參與某一生理活動的調(diào)節(jié)時 激素與激素之間往往存在著協(xié)同作用或頡頏作用 這對維持其功能活動的相對穩(wěn)定起著重要作用 協(xié)同作用 生長素 血糖 糖皮質(zhì)激素頡頏作用 胰島素 血糖 胰高血糖素 有的激素本身并不能直接對某些器官 組織或細(xì)胞產(chǎn)生生理效應(yīng) 然而由于它的存在 可使某一種激素的作用明顯增強(qiáng) 即對另一種激素的調(diào)節(jié)起支持作用 這種現(xiàn)象稱為允許作用 允許作用 permissiveaction 五 激素的合成 分泌 轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝 1 激素的合成 肽類和蛋白質(zhì)激素的合成 在細(xì)胞核內(nèi)dna中的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到mrna 在胞漿中通過mrna的翻譯過程形成多肽激素鏈 前激素原 激素原 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)裂解 降解 脫去無活性的肽段 有活性的激素 類固醇激素 胺類激素的合成 是依靠細(xì)胞漿或分泌小泡內(nèi)制造的各種專門的酶 通過一系列酶促反應(yīng)過程以膽固醇 酪氨酸等為原料而合成的 2 激素的分泌 內(nèi)分泌細(xì)胞合成激素后釋放到細(xì)胞外或血液中的過程 稱為激素的分泌 含氮類激素胞吐作用 類固醇激素單純擴(kuò)散 激素分泌后經(jīng)過血液循環(huán)或體液擴(kuò)散到靶細(xì)胞的過程 稱為激素的轉(zhuǎn)運(yùn) 4 激素的代謝 3 激素的轉(zhuǎn)運(yùn) 激素從釋放出來直到失活并被消除的過程 稱為激素的代謝 代謝的速度通常以半衰期表示 即激素的濃度或活性在血液中減少一半所需要的時間來表示 4 激素的代謝 激素的受體 receptor 靶細(xì)胞上能識別并專一性結(jié)合某種激素 繼而引起各種生物效應(yīng)的功能蛋白質(zhì) 它是細(xì)胞接受激素信息的裝置 1 細(xì)胞膜受體2 細(xì)胞內(nèi)受體 三 激素作用的機(jī)制 當(dāng)激素與受體結(jié)合時 可使其特異性受體或鄰近受體的親和力與數(shù)量增加稱為增量調(diào)節(jié)或上調(diào) 減少稱為減量調(diào)節(jié)或下調(diào) 胞漿受體和核受體 第二信使學(xué)說的主要內(nèi)容 激素作為第一信使 首先與靶細(xì)胞膜上具有立體構(gòu)型的專一性受體結(jié)合 激素與受體結(jié)合后 激活膜上的腺苷酸環(huán)化酶 ac 系統(tǒng) 在mg2 存在的條件下 促使atp轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)一磷酸腺苷 camp camp是第二信使 信息由第一信使傳遞給第二信使 camp使無活性的蛋白激酶a pka 激活 1 含氮激素的作用機(jī)制 第二信使學(xué)說 三 激素作用的機(jī)理 組織液 靶細(xì)胞內(nèi) 細(xì)胞膜 c m 蛋白激酶 蛋白質(zhì)磷酸化 改變細(xì)胞內(nèi)固有的生理生化反應(yīng) 第二信使學(xué)說 1 激素與受體結(jié)合的部分在細(xì)胞膜的外表面 而腺苷酸環(huán)化酶則在膜的內(nèi)表面 那么 信息是怎樣由受體傳遞到腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)中的呢 2 有些實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn) camp與生物效應(yīng)常常不一致 是否還有其他的第二信使呢 g蛋白可分為興奮型g蛋白 gs 和抑制型g蛋白 gi gs的作用是激活腺苷酸環(huán)化酶 從而使camp生成增多 gi的作用則是抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性 使camp生成減少 組織液 靶細(xì)胞內(nèi) 細(xì)胞膜 c m 蛋白激酶 蛋白質(zhì)磷酸化 改變細(xì)胞內(nèi)固有的生理生化反應(yīng) r h ac gdp gtp 腺苷酸環(huán)化酶 ac atp camp 2 三磷酸肌醇和二酰甘油為第二信使的信息傳遞系統(tǒng) 二 類固醇激素作用機(jī)制 基因表達(dá)學(xué)說 二步作用原理 第一步是激素與胞漿受體結(jié)合 形成激素 胞漿受體復(fù)合物 第二步是與核內(nèi)受體結(jié)合 形成激素 核受體復(fù)合物 從而激發(fā)dna的轉(zhuǎn)錄過程 生成新的mrna 誘導(dǎo)蛋白質(zhì)合成 引起相應(yīng)的生物效應(yīng) 甲狀腺激素是一種胺類激素 它除了與靶細(xì)胞膜上的受體結(jié)合外 也可以進(jìn)入細(xì)胞核與核受體結(jié)合 然后通過基因表達(dá) 促進(jìn)或抑制細(xì)胞的代謝 類固醇激素還可直接作用于細(xì)胞膜的類脂成分 引起細(xì)胞膜的通透性變化等 因此 含氮激素可作用于轉(zhuǎn)錄與翻譯階段而影響蛋白質(zhì)的合成 反過來 類固醇激素也可以作用于細(xì)胞膜引起基因表達(dá)學(xué)說難以解釋的某些現(xiàn)象 三 激素作用的其他方式 四 激素分泌的調(diào)控 二 神經(jīng)調(diào)節(jié) 三 體液調(diào)節(jié) 1 激素的反饋調(diào)節(jié) 一 節(jié)律性分泌 2 代謝物的反饋調(diào)節(jié) 四 激素分泌的調(diào)控 二 神經(jīng)調(diào)節(jié) 三 體液調(diào)節(jié) 1 激素的反饋調(diào)節(jié)當(dāng)一種激素分泌后 經(jīng)體液作用于靶細(xì)胞引起特異的生理效應(yīng)時 幾乎同時反饋控制該激素的分泌 引起激素分泌減少的稱負(fù)反饋 引起分泌增加的稱為正反饋 以負(fù)反饋為多見 根據(jù)反饋路線長短 有長反饋 短反饋和超短反饋三種 垂體門脈系統(tǒng)血中下丘腦調(diào)節(jié)肽濃度對下丘腦自身的反饋控制為超短反饋 垂體促激素對下丘腦調(diào)節(jié)肽的反饋控制為短反饋 而靶腺激素對下丘腦調(diào)節(jié)肽和垂體促激素的反饋控制為長反饋 一 節(jié)律性分泌 四 激素分泌的調(diào)控 二 神經(jīng)調(diào)節(jié) 三 體液調(diào)節(jié) 1 激素的反饋調(diào)節(jié) 2 代謝物的反饋調(diào)節(jié) 有些激素引起體內(nèi)代謝發(fā)生變化 而血中代謝產(chǎn)物的濃度對該激素的分泌也有負(fù)反饋或正反饋影響 以維持該激素的正常分泌和血中代謝物質(zhì)濃度的相對穩(wěn)定 一 節(jié)律性分泌 第二節(jié)下丘腦的內(nèi)分泌功能 下丘腦位于丘腦的腹側(cè) 由前至后分為視前區(qū) 結(jié)節(jié)區(qū)和乳頭區(qū) 這些區(qū)內(nèi)存在一些特殊的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞群 兼有神經(jīng)元和腺細(xì)胞的功能 它們可將大腦或中樞神經(jīng)系統(tǒng)其他部位傳來的神經(jīng)信息 轉(zhuǎn)變?yōu)榧に氐男畔?起著換能神經(jīng)元的作用 從而以下丘腦為樞紐 把神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)緊密聯(lián)系起來 一 下丘腦的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞 下丘腦的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞能分泌神經(jīng)肽或肽類激素 所以又稱為肽能神經(jīng)元 下丘腦的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞可分為大細(xì)胞和小細(xì)胞兩種 大細(xì)胞主要分布在下丘腦視前區(qū)的視上核和室旁核 它們的軸突構(gòu)成下丘腦 垂體束 軸突末梢大部分終止于神經(jīng)垂體內(nèi) 小部分終止于正中隆起 小細(xì)胞分散存在于下丘腦底部視前區(qū)的室旁核 視上核 結(jié)節(jié)區(qū)的弓狀核 腹內(nèi)側(cè)核內(nèi) 它們的軸突主要組成結(jié)節(jié) 垂體束 終止于正中隆起和漏斗柄 這些細(xì)胞釋放的激素都作用于腺垂體 引起 或抑制 腺垂體激素的分泌 故將這些細(xì)胞所在的區(qū)域稱為下丘腦促垂體區(qū) 二 下丘腦與垂體的功能聯(lián)系 下丘腦與垂體之間的功能聯(lián)系有兩種方式 一是通過垂體門脈 即下丘腦促垂體區(qū)神經(jīng)元的軸突末梢 在正中隆起或垂體柄部與垂體門脈的初級毛細(xì)血管網(wǎng)相接 神經(jīng)分泌物從這里釋放進(jìn)入血液 再沿門脈血管到達(dá)腺垂體 形成次級毛細(xì)血管網(wǎng) 與腺垂體細(xì)胞相接 另一種聯(lián)系方式是直接的神經(jīng)聯(lián)系 即通過下丘腦 垂體束 下丘腦的神經(jīng)分泌物沿軸突的軸漿流動運(yùn)送到神經(jīng)垂體 所以 下丘腦與垂體一起組成下丘腦 垂體功能單位 下丘腦通過垂體門脈系統(tǒng)和下丘腦 垂體束兩種方式聯(lián)系 與垂體一起構(gòu)成了下丘腦 垂體功能單位 三 下丘腦分泌的激素 因子 及其生理作用 下丘腦促垂體區(qū)肽能神經(jīng)元分泌的肽類激素 主要作用是調(diào)節(jié)腺垂體的活動 因此稱為下丘腦調(diào)節(jié)肽 hypothalamusregulatorypeptide hrp 促甲狀腺 激 素釋放激素促性腺 激 素釋放激素生長激素釋放抑制激素 生長抑素 生長激素釋放激素促腎上腺皮質(zhì) 激 素釋放激素促黑 素細(xì)胞 激素釋放因子促黑 素細(xì)胞 激素釋放抑制因子催乳素釋放因子催乳素釋放抑制因子 一 促甲狀腺激素釋放激素 促甲狀腺激素釋放激素 thyrotropin releasinghormone trh 是由谷氨酸 組氨酸和脯氨酸結(jié)合而成的3肽 分布于下丘腦中間基底部trh的主要生理作用 促進(jìn)腺垂體的促甲狀腺激素細(xì)胞合成和分泌促甲狀腺激素 從而促進(jìn)甲狀腺激素的合成和釋放 還輕度刺激腺垂體分泌催乳素和生長激素 二 促性腺激素釋放激素 促性腺激素釋放激素 gonadotropin releasinghormone gnrh 是10肽激素 分布于下丘腦的弓狀核 內(nèi)側(cè)視前區(qū)和室旁核生理作用 促進(jìn)腺垂體的促性腺細(xì)胞合成和釋放卵泡刺激素 fsh 和黃體生成素 lh 兩種促性腺激素 但對黃體生成素的刺激作用較強(qiáng) 三 生長激素釋放激素 生長激素釋放激素 growthhormonereleasinghormone ghrh 是多肽激素 現(xiàn)已得到由44 40與37個氨基酸組成的3種ghrh 主要集中于下丘腦弓狀核生理作用 促進(jìn)腺垂體生長激素細(xì)胞合成和分泌生長激素 gh 四 生長抑素 生長抑素 生長激素釋放抑制激素 growthhormonerelease inhibitinghormone gih 或somatostatin ss 是由116個氨基酸的大分子肽裂解而來的14肽 生理作用 抑制腺垂體生長激素的基礎(chǔ)分泌 也抑制腺垂體對多種刺激所引起的生長激素分泌反應(yīng) 包括運(yùn)動 進(jìn)食 應(yīng)激 低血糖等 五 促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素 促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素 corticotropin releasinghormone crh 為41肽 生理作用 促進(jìn)腺垂體合成與釋放促腎上腺皮質(zhì)激素 acth 六 其它的下丘腦調(diào)節(jié)肽 催乳素釋放因子 prolactinreleasingfactor prf 促使催乳素分泌 催乳素釋放抑制因子 prolactinrelease inhibitingfactor pif 抑制催乳素分泌 促黑素細(xì)胞激素釋放因子 melanophore stimulatinghormonereleasingfactor mrf 促進(jìn)促黑激素的釋放 促黑素細(xì)胞激素釋放抑制因子 melanophore stimulatinghormonerelease inhibitingfactor mif 抑制促黑激素的釋放 四 下丘腦調(diào)節(jié)肽分泌的調(diào)節(jié) 一方面 下丘腦促垂體區(qū)細(xì)胞的分泌作用受到腦內(nèi)其它部位 主要是中腦 邊緣系統(tǒng)和大腦皮質(zhì) 傳來的神經(jīng)纖維所釋放的神經(jīng)遞質(zhì)如腦啡肽 內(nèi)啡肽和p物質(zhì)等肽類物質(zhì) 以及多巴胺 5 羥色胺和去甲腎上腺素等單胺物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用 另一方面 下丘腦調(diào)節(jié)肽的分泌受體液中激素和代謝物濃度的反饋調(diào)節(jié)作用 特別是靶腺激素的反饋調(diào)控 第三節(jié)垂體 一 腺垂體 腺垂體是體內(nèi)最重要的內(nèi)分泌腺 它由不同的腺細(xì)胞分泌七種激素 gh tsh acth lh msh fsh prl 腺垂體 一 腺垂體激素的生物學(xué)作用 1 生長激素 gh 具有種屬特異性的單鏈蛋白質(zhì)激素 介導(dǎo)產(chǎn)生多種生物效應(yīng) 包括調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄 代謝物轉(zhuǎn)運(yùn) 胞膜鈣離子通道等 改變細(xì)胞的生長和代謝活動 生理作用 促進(jìn)物質(zhì)代謝與生長發(fā)育1 促進(jìn)生長發(fā)育 主要是促進(jìn)骨 軟骨 肌肉以及其他組織細(xì)胞分裂增殖 促進(jìn)蛋白質(zhì)合成 使細(xì)胞的體積和數(shù)量增加 生長激素缺乏所致 侏儒癥 侏儒癥 巨人癥 肢端肥大癥 9歲 33歲 16歲 52歲 一 腺垂體激素的生物學(xué)作用 1 生長激素 gh 生理作用 1 促進(jìn)生長發(fā)育2 調(diào)節(jié)代謝 1 蛋白質(zhì)合成增強(qiáng) 2 脂肪分解增強(qiáng) 3 升高血糖 2 促甲狀腺激素 tsh 促進(jìn)甲狀腺細(xì)胞增生及其活動 促使甲狀腺激素的合成和釋放 3 促腎上腺皮質(zhì)激素 acth 促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)的發(fā)育以及糖皮質(zhì)激素的合成和釋放 在應(yīng)激時 acth分泌增加 4 促性腺激素 gonadotropichormone ganadotropin gth 可分為卵泡刺激素 fsh 和黃體生長素 lh 兩種 1 fsh對雌性動物來說 在lh的協(xié)同作用下 fsh可促進(jìn)卵巢卵泡細(xì)胞增殖和卵泡生長 并引起卵泡液分泌 對于雄性動物來