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1、運動的內分泌調節副教授 溫德生12內分泌系統神經系統神經系統（nervous systemnervous system）與內分泌系統與內分泌系統（endocrine systemendocrine system）均以引發運動和管制運動的功均以引發運動和管制運動的功能能，惟兩者之間仍有些差異惟兩者之間仍有些差異神經系統的作用迅速神經系統的作用迅速，但不持久但不持久，且作用範圍較侷限且作用範圍較侷限；內分泌系統的作用緩慢內分泌系統的作用緩慢，但較持久但較持久，且作用範圍較廣且作用範圍較廣泛泛人體的內分泌腺包括腦垂體人體的內分泌腺包括腦垂體、甲狀腺甲狀腺、副甲狀腺副甲狀腺、腎腎上腺上腺、胰臟胰臟、睪
2、丸和卵巢睪丸和卵巢內分泌腺釋出的激素內分泌腺釋出的激素（hormonehormone）經血液運經某些特經血液運經某些特定的目標器官定的目標器官（target organstarget organs），），作用於它們的接受作用於它們的接受器器，因而達成調節的功能因而達成調節的功能3激素的分類激素可因化學結構的不同激素可因化學結構的不同，分為類固醇激素分為類固醇激素（steroid steroid hormoneshormones）和非類固醇激素和非類固醇激素（nonsteroidnonsteroid hormoneshormones）兩種兩種，前者為膽固醇前者為膽固醇（cholesterolch
3、olesterol）的衍的衍生物生物。類固醇激素為脂溶性類固醇激素為脂溶性，易通過細胞膜易通過細胞膜，包括包括：腎上腺皮質分泌的皮質酮腎上腺皮質分泌的皮質酮（cortisolcortisol）和醛脂醇和醛脂醇（aldosteronealdosterone）睪丸分泌的睪丸酮睪丸分泌的睪丸酮（testosteronetestosterone）卵巢分泌的雌二醇卵巢分泌的雌二醇（estrogenestrogen）和黃體酮和黃體酮（progesteroneprogesterone）類固醇激素的接受器位於細胞質或細胞核類固醇激素的接受器位於細胞質或細胞核45激素的分類（續）非類固醇激素為水溶性非類固醇激素
4、為水溶性，不易通過細胞膜不易通過細胞膜，包括包括：甲狀腺分泌的甲狀腺素甲狀腺分泌的甲狀腺素（thyroxinethyroxine）和三碘甲狀腺素和三碘甲狀腺素（triodothyroninetriodothyronine），），以及腎上腺髓質分泌的腎上腺以及腎上腺髓質分泌的腎上腺素素（epinephrineepinephrine），），皆屬於胺基酸皆屬於胺基酸。其餘的激素為胜肽或蛋白質其餘的激素為胜肽或蛋白質非類固醇激素的接受器位於細胞膜非類固醇激素的接受器位於細胞膜6激素的功能激素與接受器相互的關係激素與接受器相互的關係，猶如猶如鑰匙之於鎖鑰匙之於鎖，一旦開啟一旦開啟將能觸動以下的作用將能觸
5、動以下的作用：促進生化反應所需的酶之合成促進生化反應所需的酶之合成促進細胞生長和修補所需的結構性蛋白質之合成促進細胞生長和修補所需的結構性蛋白質之合成促進調節性蛋白質之合成促進調節性蛋白質之合成改變細胞膜對物質的通透性改變細胞膜對物質的通透性刺激細胞的分泌刺激細胞的分泌改變細胞的新陳代謝改變細胞的新陳代謝7激素分泌的調節大多數激素的分泌皆經由負迴饋大多數激素的分泌皆經由負迴饋（negative negative feedbackfeedback）的管制的管制，亦即當調節目的已經達成亦即當調節目的已經達成，它的它的分泌將不再進一步地增加分泌將不再進一步地增加，以維持內在環境的恆定以維持內在環境的
6、恆定（homeostasishomeostasis），）， 例如胰島素例如胰島素（insulininsulin）和血糖的和血糖的關係關係。下調節下調節（down-regulationdown-regulation）：）：當激素的分泌量增加時當激素的分泌量增加時，目標器官將會減少接受器的數目目標器官將會減少接受器的數目，以降低它對激素的以降低它對激素的敏感性敏感性。8與運動有關的激素1. 1.抗利尿激素抗利尿激素（antidiureticantidiuretic hormone, ADH hormone, ADH）：）：為腦垂體後葉所分泌為腦垂體後葉所分泌，其作用為藉增加腎臟集尿管對其作用為藉增
7、加腎臟集尿管對水分的通透性水分的通透性（重吸收重吸收 ）來保留體內的水分來保留體內的水分避免運動時過度流汗導致的脫水避免運動時過度流汗導致的脫水當血液中的電解質當血液中的電解質（主要為主要為NaNa+ +）濃度增加濃度增加，將刺激將刺激下視丘的滲透壓接受器下視丘的滲透壓接受器（osmoreceptorsosmoreceptors），），間接地間接地促進促進ADHADH的分泌的分泌。9與運動有關的激素（續）2. 2.生長激素生長激素（growth hormone, GHgrowth hormone, GH）：）：為腦垂體前葉所分泌為腦垂體前葉所分泌，其作用為藉促進胺基酸之運送其作用為藉促進胺基酸
8、之運送至肌肉細胞至肌肉細胞，來增加其生長發育來增加其生長發育。藉提升脂解酶的活性藉提升脂解酶的活性，增進脂肪的代謝增進脂肪的代謝。有氧運動可增加有氧運動可增加GHGH的分泌的分泌，且與運動強度有關且與運動強度有關。10與運動有關的激素（續）3. 3.甲狀腺激素甲狀腺激素（thyroid hormones, THthyroid hormones, TH）：）：包括甲狀腺素包括甲狀腺素（thyroxinethyroxine, T4, T4）和三碘甲狀腺素和三碘甲狀腺素（triiodothyroninetriiodothyronine, T3, T3），），可增加人體的基礎代謝率可增加人體的基礎代謝
9、率達達6060100100。其他的功能包括其他的功能包括：蛋白質的同化作用蛋白質的同化作用 ，細胞粒腺體細胞粒腺體的數目和大小的數目和大小 ，血糖血糖（葡萄糖葡萄糖）的攝取的攝取 ，醣解和醣醣解和醣原新生原新生 ，脂肪酸的游離脂肪酸的游離 運動時運動時，腦垂體前葉將釋出甲狀腺素刺激素腦垂體前葉將釋出甲狀腺素刺激素（thyroid-stimulating hormone, TSHthyroid-stimulating hormone, TSH），），藉以增加藉以增加THTH的分泌的分泌。11與運動有關的激素（續）4. 4.副甲狀腺素副甲狀腺素（parathyroid hormone, PTHpa
10、rathyroid hormone, PTH）：）：長期運動的結果可藉由長期運動的結果可藉由PTHPTH的作用的作用，增加小腸對增加小腸對CaCa+2+2的吸收的吸收，減少腎臟對減少腎臟對CaCa+2+2的排泄的排泄，以及刺激蝕以及刺激蝕骨細胞骨細胞（osteoclastosteoclast）。）。以上的過程均有利於骨骼的重塑以上的過程均有利於骨骼的重塑（remodelingremodeling）12與運動有關的激素（續）5. 5.礦物皮質固酮礦物皮質固酮（mineralocorticoidsmineralocorticoids）：）：為腎上腺皮質所分泌為腎上腺皮質所分泌，其中最重要者為醛固酮
11、其中最重要者為醛固酮（aldosteronealdosterone），），其作用為維持細胞外液的電解質之其作用為維持細胞外液的電解質之平衡平衡（NaNa+ +和和K K+ +）。）。作用機制為腎臟對作用機制為腎臟對NaNa+ +和水的重吸收和水的重吸收 ，腎臟對腎臟對K K+ +的排的排泄泄 。當血液的容積減少當血液的容積減少（如出汗如出汗），），將會利用刺激醛固酮將會利用刺激醛固酮的分泌的分泌。13與運動有關的激素（續）6. 6.醣皮質固酮醣皮質固酮（glucocorticoidsglucocorticoids）：）：為腎上腺皮質所分泌為腎上腺皮質所分泌，其中最重要者為氫皮質酮其中最重要者為
12、氫皮質酮（hydrocortisonehydrocortisone），），其作用為醣原新生作用其作用為醣原新生作用 ，促進促進脂肪酸的游離脂肪酸的游離 ，蛋白質的異化作用蛋白質的異化作用（釋出胺基酸釋出胺基酸） ，腎上腺素引起的血管收縮腎上腺素引起的血管收縮 。分泌過量將抑制骨骼的形成分泌過量將抑制骨骼的形成（造骨細胞造骨細胞 ）和導致肌和導致肌肉無力肉無力。14與運動有關的激素（續）7. 7.兒茶酚胺兒茶酚胺（catecholaminescatecholamines）：）：為腎上腺髓質所分泌為腎上腺髓質所分泌，包括腎上腺素包括腎上腺素（epinephrineepinephrine）和和正腎上
13、腺素正腎上腺素（norepinephrinenorepinephrine），前者佔前者佔8080，後者佔後者佔2020，均與打或跑反應均與打或跑反應（fight-or-flight responsefight-or-flight response）有關有關。它們的作用猶如刺激交感神經的結果它們的作用猶如刺激交感神經的結果，包括心跳率包括心跳率 ，心肌收縮力心肌收縮力 ，代謝率代謝率 ，肌肉中的肝醣分解肌肉中的肝醣分解 ，骨骼肌骨骼肌血流量血流量 （重新分佈重新分佈），），脂肪分解脂肪分解 ，呼吸率呼吸率 。當運動強度超過最大耗氧量的當運動強度超過最大耗氧量的5050，血中正腎上腺素的血中正腎上
14、腺素的濃度首先升高濃度首先升高，俟強度續增至最大耗氧量的俟強度續增至最大耗氧量的60607070，血中腎上腺素的濃度亦升高血中腎上腺素的濃度亦升高。運動停止後運動停止後，血中正腎上腺素濃度的降低較腎上腺素為血中正腎上腺素濃度的降低較腎上腺素為慢慢。15與運動有關的激素（續）8. 8.胰島素胰島素（insulininsulin）：）：為胰臟蘭氏小島為胰臟蘭氏小島（islets of islets of LangerhansLangerhans）的的 細胞所分細胞所分泌泌，其作用主要為降低血糖的濃度其作用主要為降低血糖的濃度。作用機制為血糖作用機制為血糖（葡萄糖葡萄糖）進入肌肉細胞進入肌肉細胞 ，
15、肝醣合肝醣合成成 ，醣原新生作用醣原新生作用 。當耐力性運動超過當耐力性運動超過3030分鐘分鐘，胰島素的分泌量將降低胰島素的分泌量將降低，此乃胰島素接受器此乃胰島素接受器（insulin receptorinsulin receptor）的敏感性增加的敏感性增加所致所致。16與運動有關的激素（續）9. 9.升糖激素升糖激素（glucagonglucagon）：）：為胰臟蘭氏小島的為胰臟蘭氏小島的 細胞所分泌細胞所分泌，其作用為升高血糖其作用為升高血糖的濃度的濃度。當血糖濃度降低至正常值以下當血糖濃度降低至正常值以下（8080120120毫克毫克100100毫升血液毫升血液），），將刺激升糖激
16、素的釋放將刺激升糖激素的釋放；但受過運動訓但受過運動訓練者的反應較緩慢練者的反應較緩慢。作用機制為肝醣分解作用機制為肝醣分解 ，醣原新生醣原新生 。17與運動有關的激素（續）10.10.睪丸固酮睪丸固酮（testosteronetestosterone）：）：為睪丸中的萊氏細胞所分泌為睪丸中的萊氏細胞所分泌，促進蛋白質的同化作用促進蛋白質的同化作用 ，骨骼肌的成長骨骼肌的成長 。促進骨骺板閉合促進骨骺板閉合，限制骨骼的生長限制骨骼的生長。為重量訓練所致的肌肉肥大為重量訓練所致的肌肉肥大（hypertrophyhypertrophy）之必需之必需物質物質，人工合成的睪丸固酮常為運動員所濫用人工合
17、成的睪丸固酮常為運動員所濫用。18運動時的能量代謝持續性的運動必須藉醣類持續性的運動必須藉醣類（初期初期）和脂肪和脂肪（中期以後中期以後）的代謝來維持肌肉中的代謝來維持肌肉中ATPATP的蘊含量的蘊含量，激素調節之目的激素調節之目的為確保血中葡萄糖和脂肪酸的供應不虞匱乏為確保血中葡萄糖和脂肪酸的供應不虞匱乏。活動的肌肉必須依賴肝醣分解和糖原新生來獲得充足活動的肌肉必須依賴肝醣分解和糖原新生來獲得充足的血糖的血糖，此過程需要升糖激素此過程需要升糖激素、腎上腺素腎上腺素、正腎上腺正腎上腺素素、和醣皮質固酮等四種激素參與調節和醣皮質固酮等四種激素參與調節。此外此外，活動肌肉的葡萄糖攝取活動肌肉的葡萄
18、糖攝取，尚需胰島素的調節尚需胰島素的調節，使血糖易於運送到肌肉細胞中進行醣解反應使血糖易於運送到肌肉細胞中進行醣解反應。19運動時的能量代謝（續）在持續運動的中期在持續運動的中期，醣類逐漸耗盡醣類逐漸耗盡，必須開始動用脂必須開始動用脂肪為能量的來源肪為能量的來源，亦即當血糖降低或肌肉中的肝醣減亦即當血糖降低或肌肉中的肝醣減少少，激素的作用將加速脂肪的分解和激素的作用將加速脂肪的分解和 - -氧化反應氧化反應（脂脂肪酸轉變為乙醯輔酶肪酸轉變為乙醯輔酶A A）。）。三酸甘油脂三酸甘油脂（triglyceridestriglycerides）之被脂解酶之被脂解酶（lipaselipase）水水解為游
19、離脂肪酸和甘油解為游離脂肪酸和甘油，此過程需要腎上腺素此過程需要腎上腺素、正腎正腎上腺素上腺素、醣皮質固酮醣皮質固酮、和生長激素等四種激素的調節和生長激素等四種激素的調節。醣皮質固酮對脂肪代謝的作用最快醣皮質固酮對脂肪代謝的作用最快，但十分短暫但十分短暫；之之後由其他的三種激素共同參與調節後由其他的三種激素共同參與調節。20滲透與過濾滲透滲透（osmosisosmosis）：）：溶液中的水分子自高濃度處通過半通溶液中的水分子自高濃度處通過半通透膜透膜（例如細胞膜例如細胞膜），），向低濃度處移動向低濃度處移動；但在此情況下但在此情況下，溶質無法通過溶質無法通過。過濾過濾（filtrationfi
20、ltration）：）：溶液中的水分子在半通透膜的兩側溶液中的水分子在半通透膜的兩側，自高壓區向低壓區移動自高壓區向低壓區移動。運動時運動時，肌肉的收縮時壓迫動脈血管肌肉的收縮時壓迫動脈血管，使血壓增加使血壓增加，故有故有利於水分自血管向外移動利於水分自血管向外移動；肌肉因堆積代謝產物肌肉因堆積代謝產物，形成水形成水分的濃度差分的濃度差，故有利於水分自細胞間質移向肌肉細胞故有利於水分自細胞間質移向肌肉細胞。212223運動時電解質和水分的調節電解質電解質（electrolyteselectrolytes）指溶於血漿的各種陽離子指溶於血漿的各種陽離子（如如NaNa+ +，K K+ +，CaCa+
21、2+2）和陰離子和陰離子（如如ClCl- -，HCOHCO3 3- -，POPO4 4-3-3等等），），為細胞的為細胞的MgMg+2+2等等）正常功能所必需者正常功能所必需者。運動時水分的平衡對維持心臟血管和體溫調節正常功運動時水分的平衡對維持心臟血管和體溫調節正常功能十分重要能十分重要。此一時期有些水分將因血壓此一時期有些水分將因血壓 和肌肉細和肌肉細胞滲透壓胞滲透壓 ，自血液中轉移到肌肉細胞中自血液中轉移到肌肉細胞中，再加上出再加上出汗汗，使得血液的容積減少使得血液的容積減少，導致血壓降低導致血壓降低。此時此時，負責水分和電解質調節的激素為抗利尿激素負責水分和電解質調節的激素為抗利尿激素
22、（ADHADH）和醛固酮和醛固酮，其目標器官為腎臟其目標器官為腎臟。24當流經腎臟的血液容積降低當流經腎臟的血液容積降低，將刺激腎素將刺激腎素（reninrenin）的的分泌分泌，此種酶先將血漿中的血管收縮素原此種酶先將血漿中的血管收縮素原（angiotensinogenangiotensinogen）轉變為活化型的血管收縮素轉變為活化型的血管收縮素（angiotensinangiotensin）血管收縮素的功能有二血管收縮素的功能有二，其一為收縮小動脈其一為收縮小動脈，恢復動恢復動脈系統的血壓脈系統的血壓，另一為刺激腎上腺皮質分泌留鹽激素另一為刺激腎上腺皮質分泌留鹽激素，將作用於腎臟的遠側腎
23、小管將作用於腎臟的遠側腎小管，促進促進NaNa+ +的重吸收的重吸收；由由於水分為被動吸收於水分為被動吸收，故可使血液和容積恢復故可使血液和容積恢復。運動時電解質和水分的調節（續）25當運動時的血液容積減少當運動時的血液容積減少，將因增加血液的濃度而將因增加血液的濃度而剌激下視丘的滲透壓接受器剌激下視丘的滲透壓接受器（osmoreceptorsosmoreceptors），），並促使腦垂體後葉釋出抗利尿激素並促使腦垂體後葉釋出抗利尿激素（ADHADH）。）。ADHADH將會促進遠側腎小管和集尿管將會促進遠側腎小管和集尿管（主要作用部位主要作用部位）對水分的重吸收對水分的重吸收，因而恢復血液的容積因而恢復血液的容積。以上兩種調節機制皆會減少尿液的形成以上兩種調節機制皆會減少尿液的形成運動時電解質和水分的調節（續）2627
