第十章 内 分 泌 生 理第一节 概 述一、内分泌器官和内分泌细胞内分泌系统 是由内分泌腺和分散存在于某些器官组织中的内分泌细胞组成的一个体内信息传递系统。这些内分泌腺或内分泌细胞合成和分泌的特殊化学物质，通过血液循环或扩散传递给相应的靶细胞，调节其生理功能的过程，称为 内分泌 (endocrine)。
内分泌腺包括垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、
胰岛、性腺、松果腺和胸腺等。
二、激素
1.激素的发现英国生理学家 Starling于 1902年发现促胰液素后，于 1905年确立的。
巴甫洛夫实验室
（一）激素的概念
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1904
Ivan Petrovvich Pavlov
Russia Military Medical
Academy
1849 - 1936
1894年 Dolinski 1896年 Popielski
酸性物质十二指肠胰液分泌 ↑
神经反射效应切除支配胰腺的双侧迷走神经双侧内脏大神经、损坏延髓脊髓及切除胃幽门后十二指肠和胰腺腺泡之间有神经联系局部短反射
1901年法国 Wertherimer和 Lepaga
盐酸小肠襻内胰液分泌 ↑
神经全部被切除的游离小肠襻小肠的神经难以彻底切除局部短反射
1902— 1905年英由生理学者 Bayliss和 Starling
把狗的一段空肠剪下 (离开狗体 )
刮取肠粘膜弱盐酸浸泡将漂出液中和、过滤肠粘膜提取液胰液分泌 ↑
注入同一条狗的静脉设想小肠粘膜化学物质盐酸刺激血流胰腺 胰液分泌 ↑
神经调节化学物质调节激素
(hormone)
促胰液素
2.激素的概念是专指在生理状态下，由某些组织细胞产生，
弥散进入组织，通过血液循环到达机体的远处组织，
发挥特殊生理作用的一类化学物质。
神经激素 (neurohormone)
局部激素 (local hormone)
外激素 (phermone)
由动物的内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效能的生物活性物质，经组织液或血液传递而发挥其调节作用，这种化学物质称为激素。
(二 )激素的传递方式
1.远距分泌 (telecrine)
大多数激素进入血液，经血液循环到达远距离的靶细胞而发挥生理作用，即传统的内分泌概念。
2.旁分泌 (paracrine)
某些激素进入细胞间液，通过扩散到达邻近的靶细胞起作用。
3.自身分泌 (autocrine)
内分泌细胞分泌的激素在局部扩散，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)
神经细胞分泌的化学信使 (神经递质 )由轴突末梢释放，经突触传递至突触后细胞影响其生理功能。
5.神经内分泌 (neuroendocrine)
神经细胞分泌的化学信使 (激素 )进入血液，
通过血流到达靶细胞起作用。
6.表分泌 (epicrine)
激素还可通过细胞间的微管连接到达另一细胞起调节作用。
(三 )激素的分类按其化学性质可分为含氮激素 (nitrogenous
hormone)和类固醇 (甾体 )激素 (steroid hormone)两大类。
1.含氮激素 含氮激素又可分为以下两类,
(1)肽类和蛋白质激素主要有下丘脑调节肽、腺垂体激素、神经垂体激素、胰岛激素、甲状旁腺激素、降钙素以及胃肠激素等。
(2)胺类激素包括肾上腺素、去甲肾上腺素和甲状腺激素等。
促甲状腺 (激 )素释放激素 促性腺 (激 )素释放激素生长激素释放抑制激素 （ 生长抑素 ） 生长激素释放激素促肾上腺皮质 (激 )素释放激素 促黑 (素细胞 )激素释放因子促黑 (素细胞 )激素释放抑制因子 催乳素释放因子催乳素释放抑制因子 升压素 (抗利尿激素 )
催产素 促肾上腺皮质激素促甲状腺激素 卵泡刺激素 (促卵泡激素 )
黄体生成素 (间质细胞刺激激素 ) 促黑 (素细胞 )激素生长激素 催乳素促脂解素 降钙素甲状旁腺激素 生长介素胰高血糖素 胰岛素胃泌素 促胰液素胆囊收缩素 -促胰酶素 抑制素绒毛膜促性腺激素 内啡肽脑啡肽 神经降压素
P物质 肾素心钠素 (心房钠尿肽 ) 胸腺 (激 )素激肽
1.1.含氮激素 --肽、蛋白质类
1.2.含氮激素 --胺类激素去甲肾上腺素肾上腺素甲状腺素 (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.类固醇 (甾体 )激素糖皮质激素 (如皮质醇 )
盐皮质激素 (如醛固酮 )
睾酮雌二醇孕酮
1,25-二羟胆钙化醇
(四 )激素的一般特性
1．信息传递作用即激素既不能提供能量，也不能发动新的反应，仅仅起“信使” (messenger)的作用，将生物信息传递给效应细胞，发挥增强或减弱效应细胞内原有的生理生化过程的作用。
其作用主要包括：
① 调节物质代谢，维持代谢的稳态。
② 调节细胞的分裂和分化，保证机体的正常生长、发育和成熟，并影响衰老过程。
③ 影响中枢神经系统和植物性神经系统的发育和功能。
④ 调节生殖器官的发育和成熟，并保证生殖过程正常进行。
⑤ 与神经系统密切配合，使机体更有效地适应内外环境的变化。
2．作用的相对特异性进入体液中的激素只选择地作用于某些器官、组织和细胞，这称为激素作用的特异性。被激素选择作用的器官、
组织和细胞，分别称为靶器官 (target organ)、靶组织
(target tissue)和靶细胞 (target cell)。
3．高效能生物放大作用激素在血液中的浓度都很低，一般在纳摩尔 (nmol/L)，
甚至在皮摩尔 (p mol/L)数量级，但其作用显著。这是由于激素与靶细胞的受体结合后，细胞内发生一系列酶促放大作用，一个接一个，逐级放大效果，形成一个效能极高的生物放大系统。
4．激素间的相互作用当多种激素共同参与某一生理活动的调节时，激素与激素之间往往存在着协同作用或颉颃作用，这对维持其功能活动的相对稳定起着重要作用。
有的激素本身并不能直接对某些器官、组织或细胞产生生理效应，然而在它存在的条件下，可使某一种激素的作用明显增强，即对另一种激素的调节起直接作用，
这种现象称为允许作用。
允许作用 (permissive action)
(五 )激素的合成、分泌、转运和代谢
1．激素的合成肽类和蛋白质激素的合成
① 在细胞核内 DNA中的遗传信息转录到 mRNA
② 在胞浆中通过 mRNA的翻译过程形成多肽激素链前激素原激素原内质网裂解降解脱去无活性的肽段 有活性的激素类固醇激素、胺类激素的合成是依靠细胞浆或分泌小泡内制造的各种专门的酶，通过一系列酶促反应过程以胆固醇、酪氨酸等为原料而合成的。
2．激素的分泌内分泌细胞合成激素后释放到细胞外或血液中的过程，称为分泌 (secretion)。
3．激素的转运激素分泌后经血液循环或体液扩散到靶细胞的过程，称为激素的转运。
4.激素的代谢激素从释放出来直到失活并被消除的过程，称为激素的代谢。代谢的速度通常以半衰期 (half-life
period)，即激素的浓度或活性在血液中减少一半所需要的时间来表示。
三、激素作用的机制
(一 )含氮激素的作用机制 — 第二信使学说
1,第二信使学说的诞生第二信使学说的主要内容
① 激素作为第一信使，首先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（ AC）系统。
③ 在 Mg2+存在的条件下，促使 ATP转变为环一磷酸腺苷 (cAMP),cAMP是第二信使，信息由第一信使传递给第二信使。
④ cAMP使无活性的蛋白激酶 A (PKA)激活。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1971
Earl W,Sutherland,
Jr.美国 Vanderbilt大学 1915年 --1974年
(1).为什么膜受体能识别激素？
激素与受体的结合力 —— 亲和力是可变的。
① 亲和力可随生理条件的变化而发生变化。
② 受体的数量可随生理条件的变化而发生变化。
有些激素（如 TSH,HCG,LH,FSH等）可使其特异性受体数量减少，这种现象称为减衰调节，简称下调（ down regulation）。
有些激素（多在剂量较小时，如 PRL,FSH,血管紧张素等）可使其特异性受体数量增多，这种现象称为上增调节，简称上调（ up regulation）。
(2)激素与受体结合的部分在细胞膜的外表面，而腺苷酸环化酶在膜的内表面，那么，信息是怎样由受体传到腺苷酸环化酶系统的呢？
（ 3）有些实验中发现,cAMP与生物效应常常不一致，是否还有其他的第二信使呢？
2．第二信使学说的发展 ---G-蛋白的发现
① Sutherland 的进一步工作
② Rodbell的研究工作
③ Gilman的研究工作细胞外细胞内信号 A 信号 B
识别器传感器放大器受体细胞内信号 —— 第二信使设想
Martin Rodbell 的信号传导设想细胞膜
GTP
GDP
白血病细胞 突变白血病细胞 突变白血病细胞+纯化的 G-蛋白
G-蛋白受体 受体 受体放大器 放大器 放大器由脑提取的 G-蛋白
G-蛋白生物学效应 无生物学效应 生物学效应
Gilman 进行的 G-蛋白作用的鉴定
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994
Alfred G,Gilman
美国得克萨斯大学西南医学中心
1941年 --
Martin Rodbell
美国国立环境卫生研究所
1925年 --1998年
3,G蛋白在信息传递中的作用
G蛋白可分为兴奋型
G蛋白 (Gs)和抑制型 G蛋白 (Gi)。 Gs的作用是激活腺苷酸环化酶，从而使
cAMP生成增多； Gi的作用则是抑制腺苷酸环化酶的活性，使 cAMP生成减少。
① 为生理学家在这个领域的研究提供了广泛的前景。
4,G-蛋白的发现具有重要的意义
② G-从外界接受信息，进行调整，集合，放大，再传递到细胞内的功能器上，从而控制最基本的生命过程，
起到信息换能器的作用。
③ 一旦 G-蛋白的结构发生变化，就会导致疾病。例如霍乱引起的一种烈性胃肠道传染病。
④ 一些遗传性内分泌疾病以及肿瘤的发病也与 G-蛋白的结改变有关。
⑤ 一些疾病的共同表现如糖尿病，酒精中毒等，则与 G-蛋白的换能作用出现紊乱有关。
5．三磷酸肌醇和二酰甘油为第二信使的信息传递系统
(二 )类固醇激素作用机制 — 基因表达学说二步作用原理第一步是激素与胞浆受体结合，形成激素 — 胞浆受体复合物。
第二步是与核内受体结合，形成激素 — 核受体复合物，从而激发 DNA的转录过程，生成新的 mRNA,
诱导蛋白质合成，引起相应的生物效应。
四、激素分泌的调控
(一 )神经调节
(二 )体液调节
1．激素的反馈调节
2．代谢物的反馈调节
1,激素的发现和第二信使学说的发展能给我们哪些启示。
2.第二信使学说的主要内容有哪些。
思考题
内分泌腺包括垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、
胰岛、性腺、松果腺和胸腺等。
二、激素
1.激素的发现英国生理学家 Starling于 1902年发现促胰液素后，于 1905年确立的。
巴甫洛夫实验室
（一）激素的概念
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1904
Ivan Petrovvich Pavlov
Russia Military Medical
Academy
1849 - 1936
1894年 Dolinski 1896年 Popielski
酸性物质十二指肠胰液分泌 ↑
神经反射效应切除支配胰腺的双侧迷走神经双侧内脏大神经、损坏延髓脊髓及切除胃幽门后十二指肠和胰腺腺泡之间有神经联系局部短反射
1901年法国 Wertherimer和 Lepaga
盐酸小肠襻内胰液分泌 ↑
神经全部被切除的游离小肠襻小肠的神经难以彻底切除局部短反射
1902— 1905年英由生理学者 Bayliss和 Starling
把狗的一段空肠剪下 (离开狗体 )
刮取肠粘膜弱盐酸浸泡将漂出液中和、过滤肠粘膜提取液胰液分泌 ↑
注入同一条狗的静脉设想小肠粘膜化学物质盐酸刺激血流胰腺 胰液分泌 ↑
神经调节化学物质调节激素
(hormone)
促胰液素
2.激素的概念是专指在生理状态下，由某些组织细胞产生，
弥散进入组织，通过血液循环到达机体的远处组织，
发挥特殊生理作用的一类化学物质。
神经激素 (neurohormone)
局部激素 (local hormone)
外激素 (phermone)
由动物的内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效能的生物活性物质，经组织液或血液传递而发挥其调节作用，这种化学物质称为激素。
(二 )激素的传递方式
1.远距分泌 (telecrine)
大多数激素进入血液，经血液循环到达远距离的靶细胞而发挥生理作用，即传统的内分泌概念。
2.旁分泌 (paracrine)
某些激素进入细胞间液，通过扩散到达邻近的靶细胞起作用。
3.自身分泌 (autocrine)
内分泌细胞分泌的激素在局部扩散，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)
神经细胞分泌的化学信使 (神经递质 )由轴突末梢释放，经突触传递至突触后细胞影响其生理功能。
5.神经内分泌 (neuroendocrine)
神经细胞分泌的化学信使 (激素 )进入血液，
通过血流到达靶细胞起作用。
6.表分泌 (epicrine)
激素还可通过细胞间的微管连接到达另一细胞起调节作用。
(三 )激素的分类按其化学性质可分为含氮激素 (nitrogenous
hormone)和类固醇 (甾体 )激素 (steroid hormone)两大类。
1.含氮激素 含氮激素又可分为以下两类,
(1)肽类和蛋白质激素主要有下丘脑调节肽、腺垂体激素、神经垂体激素、胰岛激素、甲状旁腺激素、降钙素以及胃肠激素等。
(2)胺类激素包括肾上腺素、去甲肾上腺素和甲状腺激素等。
促甲状腺 (激 )素释放激素 促性腺 (激 )素释放激素生长激素释放抑制激素 （ 生长抑素 ） 生长激素释放激素促肾上腺皮质 (激 )素释放激素 促黑 (素细胞 )激素释放因子促黑 (素细胞 )激素释放抑制因子 催乳素释放因子催乳素释放抑制因子 升压素 (抗利尿激素 )
催产素 促肾上腺皮质激素促甲状腺激素 卵泡刺激素 (促卵泡激素 )
黄体生成素 (间质细胞刺激激素 ) 促黑 (素细胞 )激素生长激素 催乳素促脂解素 降钙素甲状旁腺激素 生长介素胰高血糖素 胰岛素胃泌素 促胰液素胆囊收缩素 -促胰酶素 抑制素绒毛膜促性腺激素 内啡肽脑啡肽 神经降压素
P物质 肾素心钠素 (心房钠尿肽 ) 胸腺 (激 )素激肽
1.1.含氮激素 --肽、蛋白质类
1.2.含氮激素 --胺类激素去甲肾上腺素肾上腺素甲状腺素 (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.类固醇 (甾体 )激素糖皮质激素 (如皮质醇 )
盐皮质激素 (如醛固酮 )
睾酮雌二醇孕酮
1,25-二羟胆钙化醇
(四 )激素的一般特性
1．信息传递作用即激素既不能提供能量，也不能发动新的反应，仅仅起“信使” (messenger)的作用，将生物信息传递给效应细胞，发挥增强或减弱效应细胞内原有的生理生化过程的作用。
其作用主要包括：
① 调节物质代谢，维持代谢的稳态。
② 调节细胞的分裂和分化，保证机体的正常生长、发育和成熟，并影响衰老过程。
③ 影响中枢神经系统和植物性神经系统的发育和功能。
④ 调节生殖器官的发育和成熟，并保证生殖过程正常进行。
⑤ 与神经系统密切配合，使机体更有效地适应内外环境的变化。
2．作用的相对特异性进入体液中的激素只选择地作用于某些器官、组织和细胞，这称为激素作用的特异性。被激素选择作用的器官、
组织和细胞，分别称为靶器官 (target organ)、靶组织
(target tissue)和靶细胞 (target cell)。
3．高效能生物放大作用激素在血液中的浓度都很低，一般在纳摩尔 (nmol/L)，
甚至在皮摩尔 (p mol/L)数量级，但其作用显著。这是由于激素与靶细胞的受体结合后，细胞内发生一系列酶促放大作用，一个接一个，逐级放大效果，形成一个效能极高的生物放大系统。
4．激素间的相互作用当多种激素共同参与某一生理活动的调节时，激素与激素之间往往存在着协同作用或颉颃作用，这对维持其功能活动的相对稳定起着重要作用。
有的激素本身并不能直接对某些器官、组织或细胞产生生理效应，然而在它存在的条件下，可使某一种激素的作用明显增强，即对另一种激素的调节起直接作用，
这种现象称为允许作用。
允许作用 (permissive action)
(五 )激素的合成、分泌、转运和代谢
1．激素的合成肽类和蛋白质激素的合成
① 在细胞核内 DNA中的遗传信息转录到 mRNA
② 在胞浆中通过 mRNA的翻译过程形成多肽激素链前激素原激素原内质网裂解降解脱去无活性的肽段 有活性的激素类固醇激素、胺类激素的合成是依靠细胞浆或分泌小泡内制造的各种专门的酶，通过一系列酶促反应过程以胆固醇、酪氨酸等为原料而合成的。
2．激素的分泌内分泌细胞合成激素后释放到细胞外或血液中的过程，称为分泌 (secretion)。
3．激素的转运激素分泌后经血液循环或体液扩散到靶细胞的过程，称为激素的转运。
4.激素的代谢激素从释放出来直到失活并被消除的过程，称为激素的代谢。代谢的速度通常以半衰期 (half-life
period)，即激素的浓度或活性在血液中减少一半所需要的时间来表示。
三、激素作用的机制
(一 )含氮激素的作用机制 — 第二信使学说
1,第二信使学说的诞生第二信使学说的主要内容
① 激素作为第一信使，首先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（ AC）系统。
③ 在 Mg2+存在的条件下，促使 ATP转变为环一磷酸腺苷 (cAMP),cAMP是第二信使，信息由第一信使传递给第二信使。
④ cAMP使无活性的蛋白激酶 A (PKA)激活。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1971
Earl W,Sutherland,
Jr.美国 Vanderbilt大学 1915年 --1974年
(1).为什么膜受体能识别激素？
激素与受体的结合力 —— 亲和力是可变的。
① 亲和力可随生理条件的变化而发生变化。
② 受体的数量可随生理条件的变化而发生变化。
有些激素（如 TSH,HCG,LH,FSH等）可使其特异性受体数量减少，这种现象称为减衰调节，简称下调（ down regulation）。
有些激素（多在剂量较小时，如 PRL,FSH,血管紧张素等）可使其特异性受体数量增多，这种现象称为上增调节，简称上调（ up regulation）。
(2)激素与受体结合的部分在细胞膜的外表面，而腺苷酸环化酶在膜的内表面，那么，信息是怎样由受体传到腺苷酸环化酶系统的呢？
（ 3）有些实验中发现,cAMP与生物效应常常不一致，是否还有其他的第二信使呢？
2．第二信使学说的发展 ---G-蛋白的发现
① Sutherland 的进一步工作
② Rodbell的研究工作
③ Gilman的研究工作细胞外细胞内信号 A 信号 B
识别器传感器放大器受体细胞内信号 —— 第二信使设想
Martin Rodbell 的信号传导设想细胞膜
GTP
GDP
白血病细胞 突变白血病细胞 突变白血病细胞+纯化的 G-蛋白
G-蛋白受体 受体 受体放大器 放大器 放大器由脑提取的 G-蛋白
G-蛋白生物学效应 无生物学效应 生物学效应
Gilman 进行的 G-蛋白作用的鉴定
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994
Alfred G,Gilman
美国得克萨斯大学西南医学中心
1941年 --
Martin Rodbell
美国国立环境卫生研究所
1925年 --1998年
3,G蛋白在信息传递中的作用
G蛋白可分为兴奋型
G蛋白 (Gs)和抑制型 G蛋白 (Gi)。 Gs的作用是激活腺苷酸环化酶，从而使
cAMP生成增多； Gi的作用则是抑制腺苷酸环化酶的活性，使 cAMP生成减少。
① 为生理学家在这个领域的研究提供了广泛的前景。
4,G-蛋白的发现具有重要的意义
② G-从外界接受信息，进行调整，集合，放大，再传递到细胞内的功能器上，从而控制最基本的生命过程，
起到信息换能器的作用。
③ 一旦 G-蛋白的结构发生变化，就会导致疾病。例如霍乱引起的一种烈性胃肠道传染病。
④ 一些遗传性内分泌疾病以及肿瘤的发病也与 G-蛋白的结改变有关。
⑤ 一些疾病的共同表现如糖尿病，酒精中毒等，则与 G-蛋白的换能作用出现紊乱有关。
5．三磷酸肌醇和二酰甘油为第二信使的信息传递系统
(二 )类固醇激素作用机制 — 基因表达学说二步作用原理第一步是激素与胞浆受体结合，形成激素 — 胞浆受体复合物。
第二步是与核内受体结合，形成激素 — 核受体复合物，从而激发 DNA的转录过程，生成新的 mRNA,
诱导蛋白质合成，引起相应的生物效应。
四、激素分泌的调控
(一 )神经调节
(二 )体液调节
1．激素的反馈调节
2．代谢物的反馈调节
1,激素的发现和第二信使学说的发展能给我们哪些启示。
2.第二信使学说的主要内容有哪些。
思考题
