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1、2018/9/21,1,第十一章 内分泌 (1) Endocrine,2018/9/21,2,第一节 概述 1内分泌(Endocrine)-由细胞分泌，无明显管道排入血液中，通过血液运行特定靶器官，而起效应的一种生理过程。 2内分泌系统(Endocrine system)-由内分泌腺或内分泌细胞组成，是体内信息传递系统。与神经系统密切联系相互配合，共同调节机体各种功能活动，维持内外境的相对稳定。,2018/9/21,3,3网络学说 *功能调节： 神经-内分泌网络系统 神经-内分泌-免疫网络系统 *机体生物信息的传导系统： 神经-血液循环-机体特定组织排列网络,2018/9/21,4,4内分泌及
2、其形式分类 *内分泌腺-垂体、甲状腺、肾上腺、胰岛、性腺、松果体、胸腺等。 *内分泌细胞-消化道粘膜、心、肾、肺、皮肤、胎盘等。中枢神经系统神经细胞。 *激素(Hormone)-内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效能的生物活性物质。,2018/9/21,5,*激素分泌形式的分类： 1)远距分泌(telecrine)-经血液运输至靶组织发挥作用。 2)旁分泌(paracrine)-由组织液扩散作用于邻近细胞。 3)自分泌(autocrine)-在局部扩散又返回作用于该内分泌细胞而发挥反馈作用。 4) 神经分泌(neurocrine)-神经激素沿神经细胞轴突借轴浆流动运送至未稍而释放的方式。 神经激素-
3、神经内分泌细胞分泌的激素。,2018/9/21,6,Fig Type of endocrine excretion,2018/9/21,7,一、激素的分类 1含氮激素 1)肽类和蛋白质激素-下丘脑调节肽，神经垂体激素，腺垂体激素，胰岛素、甲状旁腺激素、降钙素、胃肠激素 2)胺类激素-肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素。 2类固醇(甾体)激素-肾上腺皮质、性激素,2018/9/21,8,二、激素作用的一般特点 （一）信息传递作用 （二）作用的相对特异性 （三）高效能生物放大作用 （四）激素间协同作用和拮抗作用 （五）激素的允许作用,2018/9/21,9,(一)激素的信息传递作用 生物信息传递系统
4、。 1内分泌系统-化学形式，依靠激素在细胞间信息传递，对靶组织生理生化过程加强或减弱。调节功能。 特点：不能增加成分，也不能提供能量。仅把信息传递至靶组织，增强或减弱靶细胞内原有的生理生化过程。 2神经信息-电信号为信息携带者。在神经纤维上传输。在突触或神经-效应器接头处转变为化学信号。,2018/9/21,10,(二)激素作用的相对特异性 *激素对器官组织选择性的作用。 *靶器官、靶腺、靶组织、靶细胞-被激素选择作用的器官、腺体、组织、细胞。与其上面的特异性受体有关。 *受体存在的位置-肽类、蛋白质受体存在于细胞膜上。类固醇激素、甲状腺激素受体位于细胞浆或细胞核内。 *有些激素作用的专一性强
5、，促甲状腺素。有些激素作用较广泛，如生长素。,2018/9/21,11,(三)激素的高效能生物放大作用 激素与受体结合后，在细胞内发生一系列酶促放大作用，逐级放大，形成一个效能极高的生物放大系统。一般血中浓度较微nmol/L,pmol/L。 例如：0.1ug促肾上腺素激素释放激素，可使腺垂体释放1ug促肾上腺皮质激素，后者引起肾上腺皮质分泌40ug糖皮质激素，放大400倍。,2018/9/21,12,(四)激素间的相互作用 协同作用和拮抗作用 生理意义-维持功能活动的相对稳定性。 * 血糖-升高：生长素，肾上腺素，糖皮质激素，胰高血糖素。 降低：胰岛素。 * 相互作用的环节- 1受体水平， 2
6、受体后水平(信息传递过程)， 3细胞内酶促反应。,2018/9/21,13,激素的允许作用(permissive action)- 有些激素在存在条件下，可使另一种激素的作用明显增强，即对另一种激素的调节起支持作用，其本身不直接起作用，这种现象称之。 例如：CA须在糖皮质激素存在条件下对心肌血管平滑肌有较好地调节作用。,2018/9/21,14,三、激素作用的机制 内分泌学基础理论研究- * 激素与靶细胞上的受体 结合后，如何把信息传递到细胞内 * 并经过怎样的反应过程，最终产生细胞生物效应 *其作用的机制。,2018/9/21,15,(一)含氮激素作用机制-第二信使学说 1965年Suthe
7、rland提出，内容： 1激素是第一信使，与靶细胞膜上具有立体构型的专一性受体结合； 2激素与受体结合后，激活膜上的腺苷酸环化酶系统； 3在Mg 2+ 存在下，腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC) 促使ATP转化为cAMP-第二信使，做信息传递； 4 cAMP激活蛋白激酶(protein kinase A,PKA)，cAMP与 PKA的调节亚单位结合，导致调节亚单位与催化亚单位脱离，而使PKA激活。催化细胞内多种蛋白质磷酸化，靶细胞各种生理生化反应。,2018/9/21,16,Protein proteinPO4 Bioreaction,磷酸化,pKc,pKr调节,pKc催
8、化,Hor.,receptor,G protein,AC:腺苷酸环化酶,ATP,Mg2+,cAMP,5AMP,PDE磷酸二脂酶,Cell membrane,含氮激素作用机制示意图,激活,pKr,cAMP,PKA,pKr与pKc 分离,2018/9/21,17,其它第二信使的化学物质还有： cGMP，三磷酸肌醇（IP3），二酰甘油（DG），Ca 2+ 等。,2018/9/21,18,研究进展： 细胞信号传导的主要种类： 1生物大分子的结构信号 *蛋白质 *多糖及糖蛋白、糖脂类 *核酸 2物理信号 电场、磁场、光、辐射 3化学信号 *细胞间信号-内分泌激素、神经递质、神经肽、局部化学介导因子、抗体
9、及淋巴因子 *细胞内信号-cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DG、H+、AA -Darnell J et al.Molecular cell biology.1990,2018/9/21,19,环境刺激,胞间信使,激素等,生长 因子,细胞 因子,甾激 素,第一 信使,跨膜 信号 转换,细胞外,受体,酪氨酸 PK,受体,效应器,质膜,细胞质,cAMP,Ca2+,IP3,PKACDPK CaM-PK,DG PKC,MAPK (有丝分裂原PK),JAK,第二 信使,蛋白质 可逆磷 酸化,P.酶蛋白,P.转录 因子,生理功 能调节,酶蛋白,核受体,mRNA,DNA,细胞核,胞质受体(TF),(TF
10、),(光),G蛋白,细胞信号转导 主要途径模式图,2018/9/21,20,1 激素与受体的相互作用,2018/9/21,21,*特性：激素和受体可以 相互诱导改变本身构型以 适应对方的构型。 *激素的膜受体多为糖蛋白- 由细胞膜外区段，质膜部分，细胞膜内区段三部分构成。 外区段的糖基是识别激素并与之结合的部位。,2018/9/21,22,*激素受体相互作用的特点： 1)激素受体结合的亲合力(affinity)- 与激素的生物学作用一致； 随生理条件变化而发生变化； 对临近受体的亲合力有影响。 2) 受体数量的变化 *如：长期使用胰岛素使其受体数量减少，亲和力下降（胰岛素抵抗-糖耐量试验）。
11、*受体数量减少-下调(减衰调节) 受体数量增多-上调(上增调节)。 *受体的合成与降解处于动态平衡，以调节靶细胞对激素的敏感性与反应强度。,2018/9/21,23,2 G蛋白在信息的传递作用,2018/9/21,24,*G蛋白-鸟苷酸结合蛋(guanine nucleotide-binding regulation protein). *G蛋白结构-由、三个亚单位组成。其中为受体结合位点(鸟苷酸)。 *G蛋白分类- 兴奋型G蛋白(GS)-激活AC，cAMP增多。 抑制型G蛋白(GI)-抑制AC，cAMP减少。,2018/9/21,25,腺苷酸环化酶(AC),第二信使前体 (ATP),第二信使
12、 (cAMP),蛋白激酶(PKA) 及其它 蛋白质磷酸化 生理生化反应,G-protein,1,2,3,GTP,Receptor protein,hormone,GDP失活,水解,G蛋白及其作用示意图,2018/9/21,26,3 三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)为第二信使信息 的传递系统 *含氮 激素以cAMP为第二信使传递系统 *某些含氮激素则以IP3，DG第二信使传 递系统 *细胞膜磷脂酰肌醇转变为IP3和DG， *胞浆Ca2+升高,2018/9/21,27,*这一过程 中，磷脂酶C(phosphoinositol-specific phospholipase C,PLC)起重要作
13、用 *磷脂酰肌醇(PI)磷酸化生成磷脂酰二磷肌醇(PIP2)，在PLC作用下，后者生成IP3和DG *IP3引起内质网内的Ca2+大量释放，后者与Ca-M结合，激活PKC *DG在Ca2+存在下，特异性激活PKC,2018/9/21,28,hormone,receptor,G-protein,磷脂酶C(PLC),磷脂酰二磷肌醇(PIP2),二酰甘油(DG)+三磷酸肌醇(IP3),PKC,蛋白质磷酸化 生理生化反应,Ca2+,Ca2+*CaM,Ca2+,花生四烯酸AA,PG,cGMP,PKG,内质网,+,+,磷脂酰肌醇信息传递系统示意图,Cell membrane,2018/9/21,29,(二
14、)类固醇激素作用机制-基因表达学说 特点： 1 分子量小(MW300) 2 脂溶性 3 可透过细胞膜进入细胞内 4 两步骤影响基因表达而发挥作用,2018/9/21,30,Fig Chemical structure of steroid hormone,2018/9/21,31,第一步 激素与胞浆受 体结合-激素胞浆受体复合物 类固醇激素受体特点： * 存在于胞浆内 * 为蛋白质 * 与激素结合专一性强，亲和性大 * 与受体结合后，受体蛋白构型变化，使激素胞浆受体复合物获得进入核内的能力,2018/9/21,32,第二步 与核内受体结合-激素核受体复合物 生理作用： * 激发DNA转录过程
15、* 新mRNA生成 * 诱导蛋白质合成 * 生物效应产生,2018/9/21,33,核受体的三个功能结构域： 1激素结合结构域； 2 DNA结合结构域； 3转录增强结构域,2018/9/21,34,*激素与核受体结合，受体分子构象改变 *DNA结合结构域和转录增强结构域暴露， *受体与DNA结合，增强转录 *DNA结合结构域有一特异序列氨基酸片断，介导激素受体复合物与染色质中特定的部位相结合-核定位信号。,2018/9/21,35,激素,特异mRNA,新合成蛋白质,受体,染色质非组蛋白 (核内受体),DNA,细胞膜,核模,核,特异序列氨 基酸片断- 核定位信号,核糖体,类固醇类激素作用途径示意图,2018/9/21,36,含氮激素,第二信使,cAMP,IP3-DG,AC (腺苷酸环化酶),PLC (磷脂酶C),蛋白激酶C,磷酸化反应 -生物效应,Ca2+,类固醇激素,激素-胞浆受体复合物,激素-核受体复合物,激发DNA转录,新MRNA生成,蛋白质合成 -生物效应,激素结合、 DNA结合、 转录增强、 结构域,
