生物化學激素第1頁/共40頁二、激素的特性激素在體內(nèi)表現(xiàn)出獨特性質(zhì)，主要包括：合成的可調(diào)控性激素是機體內(nèi)一類非營養(yǎng)性化合物，也是一類非結(jié)構(gòu)性化合物，它們在機體內(nèi)的合成速度及合成量受機體生理狀態(tài)、內(nèi)外環(huán)境因素而調(diào)控。作用的特異性作用的微量性分泌的可調(diào)控性需要中間介質(zhì)參與作用的“快”和“慢”反應脫敏作用第2頁/共40頁三、激素的化學本質(zhì)和分類依據(jù)激素的化學本質(zhì)，可將其分為氨基酸衍生物類、蛋白質(zhì)多肽類、甾體類和脂肪酸衍生物類四大類。氨基酸衍生物類激素，包括甲狀腺分泌的甲狀腺素、腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺髓質(zhì)激素等。蛋白質(zhì)多肽類激素是一大類激素。甾體類激素主要是由性腺、腎上腺皮質(zhì)分泌的。脂肪酸衍生物類激素主要是以前列腺素為代表，含有一個環(huán)戊烷及兩個脂肪酸側(cè)鏈的二十碳脂肪酸。依據(jù)激素的溶解性質(zhì)，將其分為水溶性激素和脂溶性激素兩類。脂溶性激素因為很容易通過生物膜，所以難以儲存，只有在需要的時候才被合成。水溶性激素合成后，包被在有膜的囊胞內(nèi)，因此，在體內(nèi)可以儲存。由于水溶性激素不能通過細胞膜，所以它們必須與細胞膜上的受體結(jié)合后才能發(fā)揮作用。根據(jù)激素作用的距離將其分為內(nèi)分泌激素（endocrinehormones）、旁分泌激素（paracrinehormones）和自分泌激素（autocrinehormones）。內(nèi)分泌激素的作用距離最遠，大多數(shù)激素屬于這一類；旁分泌激素只作用于鄰近的靶細胞；自分泌激素則作用于分泌細胞自身，也就是自身的自我調(diào)節(jié)。第3頁/共40頁第二節(jié)主要激素的化學與生理生化功能一、氨基酸衍生物類:

這類激素由氨基酸衍變而來，包括甲狀腺分泌的甲狀腺素、腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺素、腸道色細胞分泌的5-羥色胺以及松果腺體分泌的松果腺素等。第4頁/共40頁（一）甲狀腺素甲狀腺素為兩種具有生理活性的碘化酪氨酸衍生物：四碘甲腺原氨酸（T4）和三碘甲腺原氨酸（T3）。甲狀腺素有促進物質(zhì)代謝、增加耗氧量及產(chǎn)熱等作用，這些作用與細胞膜上的Na+-K+－ATP酶活性增加有關(guān)。甲狀腺素能促進骨骼鈣化，因此對機體的生長和發(fā)育影響很大。如在幼年，甲狀腺功能低下時，骨骼生長和腦發(fā)育會出現(xiàn)障礙，以致身材矮小，智力低下，稱為"呆小病"第5頁/共40頁（二）腎上腺素腎上腺素是腎上腺髓質(zhì)的主要激素，主要影響糖代謝，且其影響與胰島素有拮抗作用。它可促進肝糖原分解和肌糖原酵解，使血液中乳酸和血糖水平升高，并有增強糖異生的作用腎上腺素的上述生理功能在臨床上表現(xiàn)為使心臟收縮力加強、血壓升高、改善心臟供血，因此是一種作用快而強的強心藥。我國麻黃素（ephedrine）的化學結(jié)構(gòu)和生理作用與腎上腺素相似，在醫(yī)療上可代替腎上腺素。第6頁/共40頁（三）5-羥色胺5-羥色胺廣泛存在于哺乳動物組織中，特別在大腦皮層質(zhì)及神經(jīng)突觸內(nèi)含量很高，是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，可能參與痛覺、睡眠和體溫等生理功能的調(diào)節(jié)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)5-羥色胺含量及功能異?？赡芘c精神病和偏頭痛等多種疾病的發(fā)病有關(guān)。在外周組織，5-羥色胺是一種強血管收縮劑和平滑肌收縮刺激劑。第7頁/共40頁（四）松果腺素松果腺素的明確作用尚待鑒定，但它對中樞神經(jīng)系統(tǒng)和對各種內(nèi)分泌器官（如垂體、性腺、腎上腺等）的分泌作用都有影響。例如，它有抑制垂體釋放促性腺激素的作用。松果腺素的分泌與光刺激有關(guān)，所以有晝夜波動。第8頁/共40頁二、甾體類脊椎動物的甾體類激素包括腎上腺皮質(zhì)激素和性激素兩類。（一）腎上腺皮質(zhì)激素，分為兩類：①糖皮質(zhì)激素：如皮質(zhì)醇、皮質(zhì)酮等，由皮質(zhì)束狀帶分泌。②鹽皮質(zhì)激素：如醛固酮、脫氫皮質(zhì)酮等，由皮質(zhì)環(huán)狀帶分泌。第9頁/共40頁腎上腺糖皮質(zhì)激素的主要作用是使血糖升高，與胰島素有拮抗作用，其中以皮質(zhì)醇的作用最強。腎上腺鹽皮質(zhì)激素可促進Na＋、Cl－的重吸收和K＋、H＋的排出，在維持血漿Na＋、K＋濃度中具有重要作用。第10頁/共40頁（二）性激素性激素包括男性睪丸所分泌的雄性激素與女性卵巢所分泌的雌性激素兩大類，受腦垂體分泌的促性腺激素所控制。此外，有些性激素由腎上腺皮質(zhì)所分泌。性激素的化學本質(zhì)均屬甾體類化合物，由膽固醇經(jīng)孕烯醇酮轉(zhuǎn)化而來。第11頁/共40頁1．雄性激素

雄性激素有睪丸酮、脫氫異雄酮、雄烯二酮、雄酮等。其中睪丸酮的生理活性最強。雄性激素的生理功能主要包括：促進核酸和蛋白質(zhì)合成?？梢源碳ぜt細胞生成。睪丸酮可促進腎遠曲小管重吸收Na＋、Cl－，從而引起水腫，同時尿中K+和無機磷酸鹽減少。由于睪丸酮的作用是多方面的，所以雄性激素制劑除用于雄激素分泌不足的替代療法外，還可用于貧血、營養(yǎng)不良、消耗性疾病、促進骨折傷口愈合等疾病的治療。目前已有人工合成的類似物，如甲基睪丸酮、丙酸睪丸酮等。第12頁/共40頁2．雌性激素雌性激素（estrogen）主要有雌激素和孕激素兩類。卵巢的卵泡和黃體分泌雌激素，常見的有雌二醇(estradiol)、雌酮和雌三醇三種，他們的生理活性相差很大，其中以雌二醇的活性最強，雌性激素能增強核酸及蛋白質(zhì)合成相關(guān)酶系的活性，從而導致性器官及副性器官的生長發(fā)育。孕酮在雌激素作用的基礎上，使子宮膜進一步發(fā)育，以保證受精卵著床，維持妊娠，這與孕酮能促進靶組織中蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。此外，孕酮還有產(chǎn)熱作用，排卵后孕酮分泌增加，可使基礎體溫升高。第13頁/共40頁三、脂肪酸衍生物類脂肪酸衍生物類激素有三類，前列腺素、凝血噁烷與前列環(huán)素、白三烯。他們主要是由20碳四烯酸-花生四烯酸（arachidonicacid，AA）在體內(nèi)經(jīng)兩種代謝途徑產(chǎn)生：一是經(jīng)環(huán)加氧酶的作用生成各種前列腺素，如前列腺素E2、前列腺素F2a、凝血噁烷A2和前列環(huán)素I2；二是經(jīng)脂質(zhì)加氧酶的作用生成白三烯、脂質(zhì)過氧化物等。第14頁/共40頁（一）前列腺素前列腺素（prostaglandins，PGs）是一類具有五元環(huán)20碳的不飽和羥基脂肪酸。根據(jù)環(huán)上取代基和雙鍵位置不同可分為A、B、C、D、E、F、G、H和I等類，每類又根據(jù)側(cè)鏈上雙鍵數(shù)的多少分為三種（雙鍵數(shù)在右下角標出）如PGE1、PGE2、PGE3。PGE1、PGE2和PGF2α具有收縮平滑肌的作用，能使卵巢黃體分泌孕酮減少，在臨床上已用于引產(chǎn)。PGE1、PGE2能松弛支氣管平滑肌，臨床使用PGE的氣霧劑，既是通過松弛支氣管平滑肌使呼吸道的通氣度增加，哮喘癥狀緩解。PGE和PGA是有效的血管擴張劑，另外還具有利鈉、利尿作用，使血流量減少，其結(jié)果表現(xiàn)為降低血壓。PGs參與血小板的聚集，不同類型PGs的作用不同。阿司匹林和消炎痛抑制血小板Ⅱ相聚集，可能是由于它們能抑制PGG2和PGH2的合成所致。PGs使血管壁和溶酶體膜的通透性增加，進而引起疼痛。非甾體類抗炎藥（如吲哚美辛、氟滅酸、保泰松、阿司匹林等）與甾體抗炎藥的作用，在于減少PGs的生成，故有消炎止痛作用。PGs對免疫系統(tǒng)也有調(diào)節(jié)作用，其作用的主要靶細胞為淋巴細胞。第15頁/共40頁四、蛋白質(zhì)多肽類機體的下丘腦、垂體（前葉、中葉及后葉）、甲狀腺、甲狀旁腺、胰腺、腸、胃粘膜、性腺等合成分泌一大類蛋白質(zhì)多肽類激素，這類激素可以是單純蛋白質(zhì)、多肽，也可是糖蛋白。（一）下丘腦激素下丘腦激素是下丘腦分泌的一組多肽類激素的總稱，已知有十種第16頁/共40頁下丘腦分泌激素的概況名稱代號英文名功用促腎上腺皮質(zhì)素釋放因子CRF(CRH)Corticotrophinreleasingfactor促進促腎上腺皮質(zhì)激素分泌生長激素釋放因子GHRF(GHRH)Growthhormonereleasingfactor促進生長激素分泌生長激素釋放抑制因子GHIF(GHIH)Growthhormonerelease-inhibitingfactor抑制生長激素分泌促黃體釋放因子LRF(LRH)Luteinizinghormonereleasingfactor促進促黃體素分泌促濾泡素釋放因子FSHRF(FSHRH)Folliclestimulatinghormonereleasingfactor促進促濾泡素分泌促黑素釋放抑制因子MRF(MRH)Melanocyte-stimulatinghormonereleasingfactor促進促黑素分泌促黑素釋放因子MRIF(MRIH)Melanocyte-stimulatinghormonerelease-inhibitingfactor抑制促黑素分泌催乳素釋放因子PRF(PRH)Prolactinreleasingfactor促進催乳素分泌催乳素釋放抑制因子PRIF(PRIH)Prolactinrelease-inhibitingfactor抑制催乳素分泌促甲狀腺素釋放因子TRF(TRH)Thyrotropinreleasingfactor促進促甲狀腺素分泌第17頁/共40頁（二）垂體激素垂體在神經(jīng)系統(tǒng)以及下丘腦分泌激素的控制下，分泌多種激素，這些激素又調(diào)控機體各種內(nèi)分泌腺對其相應激素的合成、分泌的活度。垂體分前葉、后葉及中葉三部分，由垂體柄與下丘腦相連。垂體前葉及中葉能自行合成激素，后葉僅貯存并分泌激素，后葉所分泌的激素是由下丘腦合成的，經(jīng)血液輸送到后葉貯存待分泌。第18頁/共40頁垂體分泌激素概況內(nèi)分泌腺激素化學本質(zhì)作用對象生理效應垂體前葉生長激素(GH)蛋白質(zhì)一般組織促RNA及蛋白質(zhì)的生物合成，從而促進軟組織及骨骼組織發(fā)育促甲狀腺素(TSH)糖蛋白甲狀腺刺激甲狀腺分泌甲狀腺激素，促進cAMP的形成促腎上腺皮質(zhì)素(ACTH)三十九肽腎上腺皮質(zhì)刺激腎上腺皮質(zhì)分泌多種類固醇皮質(zhì)激素催乳素(PRL)蛋白質(zhì)乳腺促乳汁分泌，維持黃體功能促性腺素：1．促濾泡素(FSH)2．促黃體素(LH)，又稱促間質(zhì)細胞素(ICSH)糖蛋白糖蛋白卵巢睪丸女性：促進濾泡成熟，排卵，分泌雌激素男性：促精子成熟女性：促黃體生成，分泌黃體激素男性：促睪丸間質(zhì)細胞發(fā)育，分泌雌激素中葉促黑素(α-,β-MSH)肽黑素細胞控制黑色素在細胞質(zhì)內(nèi)的分布（促皮膚發(fā)生黑色）后葉催產(chǎn)素肽子宮使子宮收縮加壓素加壓催產(chǎn)素肽肽平滑肌腎血管使毛細血管收縮，增加血壓，促腎小管吸收水分，有抗利尿作用第19頁/共40頁（三）降鈣素降鈣素（calcitonin）是由甲狀腺濾泡旁細胞（又稱C細胞）分泌的一種小分子多肽，分子量約為3500。降鈣素是一種降低血鈣和血磷的激素，它的分泌直接受血鈣濃度的控制，兩者呈正相關(guān)，即高血鈣促進其分泌，低血鈣抑制其分泌。降鈣素一方面可抑制破骨細胞的生成，阻止骨鹽熔解，促進破骨細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒羌毎光}離子沉淀于骨中，并對PTH(甲狀旁腺素)有拮抗作用，因而使血鈣降低第20頁/共40頁（四）甲狀旁腺素甲狀旁腺素（parathormone，PTH）是由甲狀旁腺主細胞合成分泌的一種單純單鏈多肽。甲狀旁腺素是維持機體鈣平衡的重要激素之一，主要功用是調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，使血鈣升高、血磷降低。甲狀旁腺素可促使破骨細胞生長，促進腎遠曲小管對鈣的重吸收以及小腸中鈣的吸收。此外，甲狀旁腺素促進腎中25-羥維生素D3轉(zhuǎn)變成1，25-二羥維生素D3，后者可影響機體鈣磷代謝。第21頁/共40頁（五）胰島素胰島素（insulin）是由胰臟胰島β-細胞所分泌的一種蛋白質(zhì)類激素。它由A、B兩條肽鏈連接組成，A鏈含21個氨基酸殘基，B鏈含30個氨基酸殘基胰島素對機體內(nèi)各種物質(zhì)的代謝具有顯著影響：（1）對糖代謝的影響包括促進葡萄糖通過心肌、骨骼肌和脂肪細胞等細胞膜；促進葡萄糖的氧化作用；促進糖原合成；抑制糖異生作用；（2）對脂肪代謝的影響包括抑制脂肪動員；促進脂肪酸和脂肪的合成；（3）可促進蛋白質(zhì)的合成。第22頁/共40頁（六）胰高血糖素胰高血糖素(glucagon)是胰臟中胰島α-細胞所分泌的一種多肽類激素，是由29個氨基酸殘基組成的單鏈多肽，分子量為3485。胰高血糖素的作用與胰島素的作用相反。對糖代謝的影響主要通過促進糖原分解與糖異生，抑制糖酵解，從而使血糖濃度升高，也可以促進生糖氨基酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖第23頁/共40頁（七）胸腺激素胸腺對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，主要通過胸腺所產(chǎn)生的體液因子－激素來實現(xiàn)。從小牛胸腺中提得具有生物活性的物質(zhì)，大部分屬于蛋白質(zhì)和多肽，約有20種，總稱為胸腺激素（thymosin）。其中，了解最為清晰的2個活性組分為胸腺肽a1（thymosina1）和胸腺生成素（thymopoietin）。胸腺肽a1為胸腺激素中活性最強的單一組分，在胸腺激素中所占比例極微，只有不到0.6%。胸腺激素在免疫系統(tǒng)中的個體發(fā)生、功能表現(xiàn)和衰老過程中起主導作用。主要促使骨髓前體細胞分化成具有免疫能力的淋巴細胞，加強細胞免疫反應系統(tǒng)（如同種異體移植的排斥加速，抗病毒侵染能力提高），恢復胸腺切除動物的免疫能力，增加淋巴細胞的數(shù)量，誘導T細胞抗原的表現(xiàn)，使幼淋巴細胞成熟化，轉(zhuǎn)變?yōu)橛忻庖吖δ艿牧馨图毎?。?4頁/共40頁（八）胃泌素胃泌素（gastrin）又稱促胃液素、促胃酸激素等。由胃竇和十二指腸前端G-細胞所分泌。至今已分離到三種類型的胃泌素：即G-34胃泌素、G-17胃泌素、G-14胃泌素。在組織中以17肽的G-17胃泌素占優(yōu)勢，但在進食后，血液中34肽的G-34胃泌素占優(yōu)勢。胃泌素幾乎對整個胃腸道均有作用，它可促進胃腸道的分泌功能；促進胃排空；促進胰島素和降鈣素的釋放。胃泌素還能刺激胃泌酸腺區(qū)黏膜和十二指腸黏膜的DNA、RNA和蛋白質(zhì)合成，從而促進其生長。第25頁/共40頁（九）胰泌素胰泌素（secretin）又稱促胰液素、腸促胰液肽。它由十二指腸和空腸前端的粘膜內(nèi)分泌細胞產(chǎn)生，是由27個氨基酸殘基組成的強堿性單鏈多肽。胰泌素分子在體液的中性條件下，牢固地結(jié)合于細胞的其他蛋白質(zhì)上，只有在強酸性條件下，才能使他們釋放到血液中。胰泌素能夠刺激胰腺和膽道分泌碳酸氫鹽與水分，使胰液總量增加，并可中和十二指腸內(nèi)的胃酸，后者是保證腸道消化酶活力所必需。因此，如果胰泌素分泌不足，不能刺激胰腺分泌大量的碳酸氫鹽，也就不足以中和進入十二指腸的胃酸，形成潰瘍。故部分十二指腸潰瘍病人，胰液素分泌量少于正常。此外，胰泌素可抑制胃、腸平滑肌收縮，因而它可能作為腸蠕動的抑制劑。第26頁/共40頁第三節(jié)激素作用機制與受體一、受體的分類（一）細胞膜受體蛋白多肽類激素，水溶性激素，前列腺素等親水性激素，由于不能透過靶細胞膜進入胞內(nèi)，因此，此類激素的受體定位于靶細胞膜上，通過第二信使發(fā)揮作用。目前，已發(fā)現(xiàn)的第二信使有：cAMP，cGMP，IP3，Ca2+，DAG（二酰甘油），神經(jīng)酰胺（ceramide），花生四烯酸和NO等。第27頁/共40頁根據(jù)其作用模式的不同，細胞膜受體可以進一步分為兩類：第一類為與G蛋白偶聯(lián)的受體（Gprotein-linkedreceptors），這類受體作用模式是與G蛋白緊密偶聯(lián)；第二類為酶偶聯(lián)受體，是指那些受體自身具有酶活性，或者自身沒有酶活性，但與酶分子結(jié)合并將其激活的一類受體，主要包括胰島素和大多數(shù)生長因子的受體第28頁/共40頁（二）細胞內(nèi)受體甾體類激素調(diào)節(jié)許多與發(fā)育有關(guān)的生理過程，分子量一般在30左右，又是疏水性分子，可以靠簡單擴散進入靶細胞內(nèi)與胞內(nèi)受體結(jié)合后引起其構(gòu)象變化，增加與DNA的親和力，最終調(diào)節(jié)特定基因轉(zhuǎn)錄的活性，這是甾體類激素作用最基本的特點。這類受體最后都進入細胞核，而且作用位點都是在細胞核染色體上的DNA分子，所以這類受體又稱為核受體。第29頁/共40頁二、細胞膜受體作用機制（一）膜受體-G蛋白偶聯(lián)的信號轉(zhuǎn)導途徑1．G蛋白偶聯(lián)受體這類受體將激素的作用信號傳到靶細胞內(nèi)時，需要一種稱作G蛋白的參與，才能激活靶細胞中效應器。G蛋白偶聯(lián)受體（guaninenucleotide-bindingproteincoupledreceptors,

GPCRs）是中心疏水區(qū)域具有7次跨膜結(jié)構(gòu)域的單鏈多肽，在靶細胞膜外域，GPCR的N-端是其與激素結(jié)合的區(qū)域；在靶細胞膜內(nèi)側(cè)，C-端則是與G蛋白的三聚體相結(jié)合的區(qū)域。第30頁/共40頁2．G蛋白

G蛋白也稱為鳥苷酸結(jié)合蛋白，它在靶細胞信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)中的功能是作為一個中間介質(zhì)，在受體和效應器之間傳遞信息，激活效應器。

G蛋白是一種由α、β和γ亞基所組成的異源三聚體復合物。在非活性形式時，G蛋白的α亞基與GDP結(jié)合而形成了異源三聚體；在活性形式時，G蛋白的α亞基與GTP結(jié)合（或者說α亞基結(jié)合的GDP被GTP所替代）而解離成β、γ二聚體和α亞基-GTP。α亞基-GTP從G蛋白三聚體中解離出來，自由的α亞基-GTP繼而激活了效應器，再由效應器產(chǎn)生第二信使或其他效應。第31頁/共40頁3．效應器及下游效應分子（1）腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)1）G蛋白激活腺苷酸環(huán)化酶與cAMP的產(chǎn)生2）依賴cAMP的蛋白激酶：cAMP的生物學作用主要通過依賴于cAMP蛋白激酶（也稱蛋白激酶A，ProteinKinaseA，PKA）來實現(xiàn)。第32頁/共40頁（2）肌醇-磷脂系統(tǒng)有相當多的激素，如血管緊張素Ⅱ、腎上腺素、促胃泌素釋放肽、促性腺激素釋放激素、后葉加壓素、抗利尿激素等，通過并應用磷脂酰肌醇代謝所產(chǎn)生的甘油二酯（diacylglyocerol，DAG）和肌醇三磷酸(inositoltriphosphate，IP3)作為第二信使進行信號傳導第33頁/共40頁1）G蛋白激活磷脂酶C-β與甘油二酯和肌醇三磷酸當激素與膜受體結(jié)合導致膜受體變構(gòu)后，受體的膜內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)域征集并激活了G蛋白（G蛋白家族的GP），通過G蛋白解離下來的GTP-α亞基，與膜結(jié)合的磷脂酶C-β（phospholipaseC-β,PLC-β）結(jié)合而使其活化，PLC-β進而將細胞膜上的磷脂酰肌醇-4，5二磷酸（phosphatidylinositoldiphosphate，PIP2）分解成肌醇三磷酸和甘油二酯。這兩種第二信使能夠產(chǎn)生不同的生物學效應。第34頁/共40頁2）甘油二酯與肌醇三磷酸的作用

IP3可促使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的Ca2+釋放到胞質(zhì)Ca2+與鈣調(diào)蛋白（calmodulin,CaM）結(jié)合，形成活化態(tài)的Ca2+-CaM復合物，然后可通過兩種方式發(fā)揮作用：一方面，直接與靶酶結(jié)合，使其活化而調(diào)節(jié)其活性，如磷酸二酯酶、Ca2+-ATP酶等；另一方面，通過活化依賴于Ca2+-CaM復合物的蛋白激酶，使靶蛋白或靶酶磷酸化，間接影響其活性。DAG和磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine,PS）一起，參與Ca2+對蛋白激酶C（proteinkinaseC，PKC）的調(diào)控第35頁/共40頁（二）通過相關(guān)蛋白激酶的信號轉(zhuǎn)導途徑1．受體酪氨酸蛋白激酶系統(tǒng)受體與激素的結(jié)合，可激活受體胞內(nèi)側(cè)的酪氨酸蛋白激酶（proteintyrosinekinase，PTK），PTK可使底物蛋白質(zhì)分子中酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，進而調(diào)控靶細胞生物學效應。PTK底物蛋白分子可以具有酶活性，也可以不具有酶活性第36頁/共40頁2．受體絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶系統(tǒng)