2009-7-26 1
第十一章 内分泌
(1)
Endocrine
医学全在线 www.med126.com
2009-7-26 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。
2009-7-26 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
2009-7-26 4
4内分泌及其形式分类
*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。
2009-7-26 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 ---神经内分泌细胞分泌的激素。
2009-7-26 6
Fig Type of endocrine excretion
2009-7-26 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
2009-7-26 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
2009-7-26 9
(一 )激素的信息传递作用生物信息传递系统。
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。
2009-7-26 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，促甲状腺素。
有些激素作用较 广泛,如生长素。
2009-7-26 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。
2009-7-26 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受体后水平 (信息传递过程 )，
3细胞内酶促反应。
2009-7-26 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。
2009-7-26 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 。
2009-7-26 15
(一 )含氮激素作用机制 ---第二信使学说
1965年 Sutherland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。
2009-7-26 16
Protein protein～ PO4 Bioreaction
磷酸化
pKc
pKr调节
pKc催化
Hor.
receptorG protein
AC:腺苷酸环化酶
ATP
Mg2++
cAMP
5‘AMP
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
2009-7-26 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。
2009-7-26 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
2009-7-26 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
PKA
CDPK
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)
(光 )
G蛋白细胞信号转导主要途径模式图
2009-7-26 20
1 激素与受体的相互作用医学全在线 www.med126.com
2009-7-26 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。
2009-7-26 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）。
*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 。
2009-7-26 23
2 G蛋白在信息的传递作用
2009-7-26 24
*G蛋白 ---鸟苷酸结合蛋 (guanine nucleotide-
binding regulation protein).
*G蛋白结构 ---由 α,β,γ三个亚单位组成。
其中 α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。
2009-7-26 25
βγ
α
腺苷酸环化酶 (AC)
第二信使前体
(ATP)
第二信使
(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
2009-7-26 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
2009-7-26 27
*这一过程 中，磷脂酶 C(phosphoinositol-
specific phospholipase C,PLC)起重要作用
*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
2009-7-26 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
2009-7-26 29
(二 )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
2009-7-26 30
Fig Chemical structure of steroid hormone
2009-7-26 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
2009-7-26 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
* 新 mRNA生成
* 诱导蛋白质合成
* 生物效应产生
2009-7-26 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转录增强结构域医学全在线 www.med126.com
2009-7-26 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。
2009-7-26 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
2009-7-26 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、
结构域激素
第十一章 内分泌
(1)
Endocrine
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2009-7-26 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。
2009-7-26 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
2009-7-26 4
4内分泌及其形式分类
*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。
2009-7-26 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 ---神经内分泌细胞分泌的激素。
2009-7-26 6
Fig Type of endocrine excretion
2009-7-26 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
2009-7-26 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
2009-7-26 9
(一 )激素的信息传递作用生物信息传递系统。
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。
2009-7-26 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，促甲状腺素。
有些激素作用较 广泛,如生长素。
2009-7-26 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。
2009-7-26 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受体后水平 (信息传递过程 )，
3细胞内酶促反应。
2009-7-26 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。
2009-7-26 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 。
2009-7-26 15
(一 )含氮激素作用机制 ---第二信使学说
1965年 Sutherland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。
2009-7-26 16
Protein protein～ PO4 Bioreaction
磷酸化
pKc
pKr调节
pKc催化
Hor.
receptorG protein
AC:腺苷酸环化酶
ATP
Mg2++
cAMP
5‘AMP
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
2009-7-26 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。
2009-7-26 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
2009-7-26 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
PKA
CDPK
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)
(光 )
G蛋白细胞信号转导主要途径模式图
2009-7-26 20
1 激素与受体的相互作用医学全在线 www.med126.com
2009-7-26 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。
2009-7-26 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）。
*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 。
2009-7-26 23
2 G蛋白在信息的传递作用
2009-7-26 24
*G蛋白 ---鸟苷酸结合蛋 (guanine nucleotide-
binding regulation protein).
*G蛋白结构 ---由 α,β,γ三个亚单位组成。
其中 α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。
2009-7-26 25
βγ
α
腺苷酸环化酶 (AC)
第二信使前体
(ATP)
第二信使
(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
2009-7-26 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
2009-7-26 27
*这一过程 中，磷脂酶 C(phosphoinositol-
specific phospholipase C,PLC)起重要作用
*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
2009-7-26 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
2009-7-26 29
(二 )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
2009-7-26 30
Fig Chemical structure of steroid hormone
2009-7-26 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
2009-7-26 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
* 新 mRNA生成
* 诱导蛋白质合成
* 生物效应产生
2009-7-26 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转录增强结构域医学全在线 www.med126.com
2009-7-26 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。
2009-7-26 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
2009-7-26 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、
结构域激素
