《激素及信号传导》ppt课件

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1、第十章 激素与信号传导 第一节 激素的特点 第二节 激素的功能 第三节 激素的分类 第四节 激素的作用机理 第五节 激素作用的信号调控 第六节 激素分泌的调节 第七节 激素的应用,激素：内分泌细胞合成和分泌，通过血液循环而 使靶细胞产生生理效应的一类活性物质 1905发现了促胰液素 ( secretin )，从而 提出激素及内分泌的概念 ( secretion )。,植物激素 植物生长素： 吲哚乙酸，常用的为合成的衍生物 赤霉素：促发芽、生长、开花、结实。赤霉素衍生 物有 40 多种 细胞分裂素：嘌呤衍生物，促分裂、分化 脱落酸： 植物生长抑制剂，引起器官脱落 乙烯： 促果实早熟 由于植物激素

2、大多不是蛋白质，因此本章主要介绍动物激素,昆虫激素 内激素 返幼激素： 烯类衍生物 蜕皮激素： 固醇类 脑激素： 本质不清 外激素 烯或环氧烷类， 多为挥发性物质,第一节 激素的特点,一、分泌特点 二、激素的高效性 三、分泌速度的不均一性 四、专一性和亲和性 五、激素结合蛋白和受体,一、分泌特点,1. 内分泌（endocrine） 激素从产生细胞合成后， 通过血液运送到靶细胞 而发挥作用 2. 旁分泌（paracrine ） 部分细胞分泌的激素， 通过扩散作用于邻近 其它细胞 3. 自分泌 （autocrine ） 细胞分泌的激素对自身 或同类细胞发生作用,4. 细胞内自分泌（internal

3、 autocrine） 一些激素分子中没有信号肽，在细胞内合成后作用与细胞本身 5. 外激素 从体内分泌或排出的激素（物质），通过空气或水传播到远方，引起同种动物的行为和生理效应,二、激素的高效性,很低浓度即可发挥作用，通常在 10-2-10-6 g/ml 即 可发挥正常生理效应。类固醇激素一般为 10-8 g/ml， PG( 前列腺素 ) 10-9 g/ml，某些激素浓度在低于生物/ 生化检测浓度下也可启动反应的进行。,激素的高效性与信号放大密切相关,三、分泌速度的不均一性,激素水平受分泌和失活速率的控制。有的激素分泌 呈现周期性，昼夜节律性；有的是脉冲分泌。这些因素 在设计分析方法时应充分

4、考虑.,四、专一性和亲和性,激素对靶组织和靶器官具专一性。但有的专一性很 低。如睾酮，除刺激副性器官的发育和维持第二性征 外，还刺激各种组织的生物合成 （如蛋白质的合成）,五、激素受体和结合蛋白,激素活性的发挥需与受体结合，受体分细胞膜受 体和胞内受体 激素活性的保持和灭活速度与激素结合蛋白质相 关，现已发现相当多的激素均有自己的结合蛋白(如E2、 T、GH、IGF、G-CSF、TNF均有自己的结合蛋白)。 受体的数量与进化相关，如人类有384种嗅觉GPCR （感知384种嗅觉分子，而小鼠有1194种）。,受体可分成四大类,-离子通道类受体 -G蛋白偶联的受体（GPCR） -与酶缔合的单跨膜受

5、体 -核受体 另外，还有大量孤儿（主要与视觉、味觉、嗅觉相关）受体（orphan receptor, OR）。,第二节 激素的功能,一、调节体液和物质代谢 二、调节机体与环境的相对平衡 三、调节生长发育、衰老及死亡 四、调节生殖的功能,一、调节体液和物质代谢 1.调节消化道运动和消化腺分泌 如胃泌素，缩胆囊肽（CCK），肠促胰液 肽等，均可控制胃肠运动和唾液腺以外的消化 腺分泌,2. 控制能量产生或贮存,参与物质的贮存、动员、转换和利用。 主要有6种: 胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、生长素、甲状腺素和皮质醇,3. 控制胞外液的组成和容量 主要有七种： 促肾上腺皮质激素、抗利尿素（ADH）、 皮

6、质醇（F）、醛固酮、降钙素、甲状旁 腺素和血管紧张素（肽）,二、调节机体与环境的相对平衡,通过神经体液调节，由一系列激素共同作用，对 外环境变化进行适应性调节。 如来源于松果体的褪黑激素。光-暗周期转变的激 素信号 ,含量白昼低、黑夜高 。 松果体幼年时较大，青春期后逐 渐变小，萎缩，钙盐沉着。,三、调节生长发育、衰老及死亡,生长发育的研究表明，生长期中GH远高于成年，性成熟前后类 固醇激素差异很大，insulin、IGF-1、IGF-II, 某些激素与衰老 和死亡有关。 如核因子 Y（ nuclear factor Y,NF-Y; 也称 CCAAT box binding factor, C

7、BF）使细胞不能进入 S期，从而使细胞衰老。 早老蛋白1（presenilin，PS1）增加tau蛋白的磷酸化，与 阿尔茨海默氏症相关，对记忆的形成也十分重要 。 p16INK4a (也称Inhibitor of CDK4)与干细胞衰老调控密切相关Nature 2006.10.三篇文章）. Bcl-2 （B cell lymphoma/lewkmia-2 ）家族是细胞凋亡的 关键调节因子 。,四、调节生殖功能,如从配子的产生、发育、成熟，妊娠的识别（如滋养层蛋 白：oTP-1、bTP-1、pTP-1）、建立和维持，乃至分娩和泌乳 均在激素的调控下完成，从而保证了物种的繁衍。 如PG、E2、P4

8、 、FSH（卵泡的发育）、LH（卵泡成熟和排 卵），PMSG（pregnant more serum gonadotropin）。,第三节 激素的分类,一、据来源分类 二、据化学本质分类,一、据来源分类,根据合成分泌器官和部位可分为 12 类,1. 下丘脑激素, 丘脑促腺垂体 激素（10 种， 促激素）,丘脑促腺垂体激素(10种) 促肾上腺皮质激素释放激素 （CRH） 促甲状腺激素释放激素 （TRH） 生长激素释放激素 （GHRH） 生长激素抑制激素 （GHIH） 促乳激素释放激素 （PRH） 促乳激素抑制激素 （PIRH） 促黑激素释放激素 （MRH） 促黑激素抑制激素 （MRIH） 促黄体

9、生成激素释放激素 （LHRH） 促黄体生成激素抑制激素 （LHIH） 促卵泡激素释放激素 （FSHRH） LHRH和FSHRH统称为促性腺激素释放激素 （GnRH）,下丘脑激素受神经递质的调控 在中枢神经系统（CNS）中，突触传递最重要的方式是神经化学传递。, 下丘脑-神经垂体激素（垂体后叶 ） 抗利尿素（Antidiuretic Hormone,ADH）、催产素（oxytocin, OT） 神经垂体不含腺体细胞，不能合成激素。所谓的神经垂体激素是指在下丘脑视上核、室旁核产生而贮存于神经垂体的升压素（抗利尿激素）与催产素，在适宜的刺激作用下，这两种激素由神经垂体释放进入血液循环。 下丘脑神经肽

10、 P物质（substance P,SP）、神经降压肽（neurotensin,NT）,2. 腺垂体激素,肽类：促肾上腺激素（Adrinocorticotrphic Hormone，ACTH） 脂肪酸释放激素（lipotrophic hormone，LPH） 促黑激素（-Melanocyte stimulating Hormone ,MSH） 蛋白类:生长激素（Growth Hormone,GH）， 催乳素（prolactin, PRL） 糖蛋白类：促黄体激素（luteinizinghormone, LH） 促卵泡激素（Follicle Stimulating Hormone,FSH）,3.甲状

11、腺素,甲状腺素（Thyrotrophin,T4） 三碘甲状原氨酸(T3） 降钙素（Calcitonin,CT） （核受体，可形成同/异二聚体，与 辅激活蛋白互作调节基因表达）,4. 甲状旁腺素（parathyroid hormone,PTH）,5. 肾上腺素,髓质： 肾上腺素(adrenalin)、去甲肾上腺素（noradrenaline, NAD )、多巴胺（Dopamine），统称儿茶酚激素。 皮质： 糖皮质激素（glucocorticoid） 醛固酮（aldosterone ）,睾丸：睾酮（testosterone,T） 二氢睾酮（Dihydrotestosterone，DHT） 卵巢：

12、雌激素（estrogen,E2） 黄体：孕酮（estradiol,P4）,6. 性腺激素,7. 胎盘激素,绒毛膜促性腺激素（Human Chorionic Gonadotropin，HCG） 胎盘促乳素（placenta lactogen，PL） 孕酮（P4）,8. 胰岛激素,-细胞：胰高血糖素 -细胞：胰岛素 -细胞：促生长激素 抑制素,9. 胸腺激素,胸腺（thymus）是重要的淋巴器官，造血器官 。 与免疫紧密相关，分泌胸腺激素及激素类物质。 胸腺素 F5 ：12 种主要成分、20 多种次要成分 胸腺素 a1 ：从 F5 中分离到 胸腺素3、4、7 ：从 F5 中分离到 胸腺生成素 I，

13、：Goldstein 1975 年分离。 血清胸腺因子：具胸腺素活性，首先从猪血清中分离。 泛素(Ubiquitin):Goldstein从胸腺得到，但分布广泛。 胸腺体液因子（THF） 胸腺降钙因子 T1，T2,10. 前列腺素（prostaglandin , PG）,前列烷酸的衍生物，脂肪酸激素，可分若干型，其中 PGA、 PGB、PGE、PGF、PGI 最重要。 溶黄体作用（如PGF2），心血管收缩与休克，血小板、呼 吸、胃肠系统、神经系统、皮肤炎症 以及与癌、内分泌代谢等 均有作用。,11. 消化道激素,胃泌素 促胰液素 缩胆囊肽（CCK） 抑胃多肽（GIP）,12. 外激素,皮肤、唾

14、液、排泄物等传播， 如昆虫性诱素,二、据化学本质分类,1. 含 N 激素（蛋白、多肽、氨基酸衍生物） 2. 类固醇激素 （如性激素） 3. 脂肪酸类激素（前列腺素）,1.含N激素,胺类: 儿茶酚、肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺 氨基酸衍生物: 甲状腺素 (T4)、三碘甲状腺氨基 酸 (T3) 肽类：抗利尿素(ADH)、催产素(OT)、促黑素(MSH) 蛋白类: 胰岛素、GH、PL、ACTH、CRH、CCK等 糖蛋白类：FSH、LH、HCG、TSH、PMSG,2. 类固醇激素,E2、P4、T、F（肾上腺皮质激素）,3. 脂肪酸类激素,前列腺素（PG）分八类，还有很多亚类。,第四节、激素受体作用机

15、理,激素循环于血液中，尽管可以与任何细胞接触，但 它只能被靶细胞捕获，这是因为靶组织有识别不同激素 的受体。激素受体可分为胞内受体和细胞膜受体。 通常类固醇受体在细胞质中，甲状腺素受体在细胞 核内，而肽类、蛋白类和氨基酸衍生物激素的受体在细 胞膜上。,一、细胞内受体（即核受体） 类固醇类激素为脂溶性的小分子化合物，能穿过细胞膜。故 类固醇激素受体在细胞内均一分布。 这类受体多为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与DNA 的顺式作用元件结合，调节基因转录。配体包括：类固醇激素、 甲状腺素和维甲酸等。 给鼠注射生理剂量的H3雌二醇，该激素选择性地浓积在生殖 器官中。因为靶组织中含有与激素亲和力很

16、高的受体(kd=10-9 10-10 Mol/L)。,核受体的基本功能区,除孕酮外，其它类固醇激素的受体都是均一的亚基，而孕酮 受体则由两个不同亚基等量组合成多聚体。 如鸡输卵管孕酮受体为6S和8S两种，A亚基分子量79,000， B亚基为108,000。A亚基与裸DNA结合，B亚基与染色质的非组 蛋白结合。单独A亚基可促进转录，而浓度需比二聚体高10-15 倍，B亚基不能单独促进转录。 每个细胞有类固醇受体1.5-2万个，只需1000-3000个受体复 合物与DNA结合便可出现生理效应，受体可以再循环。,二、细胞膜受体,特点： 与类固醇激素不同，含N激素基本不 进入细胞，通过细胞膜受体作用，激素 与受体的结合是特异的、可逆的，37 即可达到结合稳态. 生理效应相似的激素，可以作用于同一膜受体。（如胰岛素和 IGF、LH