激素作用機(jī)制

1、第18章 物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)及激素的作用機(jī)制,第一節(jié)    激素的概念,什么是激素？信息？信號(hào)？激素是生物體內(nèi)特定組織或腺體產(chǎn)生的的對(duì)某些靶細(xì)胞具有特殊刺激作用的微量物質(zhì)。在機(jī)體的代謝過程或生理過程起調(diào)控作用。,1，含量少；在生物體某特定組織細(xì)胞產(chǎn)生；2，通過體液的移動(dòng)被輸送到其他組織中發(fā)揮作用；3，作用很大，效率高，在新陳代謝中起調(diào)節(jié)控制作用。在醫(yī)療上，激素也是一類重要藥物。,激素具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

2、,一．激素的分泌激素在生命活動(dòng)中起著重要的作用，它使高等生物機(jī)體的細(xì)胞及組織器官既分工又合作，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。激素的分泌量隨內(nèi)外環(huán)境的改變而增減，正常情況下，各種激素的作用是相互平衡的。若破壞這一平衡，就會(huì)擾亂代謝影響發(fā)育和健康。,激素的分類（1）含氮激素 （蛋白質(zhì)激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素）多數(shù)激素（2）類固醇激素 性腺和腎上腺皮質(zhì)分泌的激素（3）脂肪酸衍生物激素 （二十碳四烯酸） 前列腺素

3、等 在生物激素中，動(dòng)物激素最為重要。植物激素主要為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。,二、激素的化學(xué)本質(zhì),第二節(jié)、激素的合成與分泌,合成途徑：1）由激素的結(jié)構(gòu)基因通過轉(zhuǎn)錄與翻譯形成2）由其他物質(zhì)，通過胞內(nèi)存在的酶系催化合成,一、多肽、蛋白質(zhì)激素合成后存儲(chǔ)于分泌囊中 通常合成的是較大的Pr.——前體多肽激素分子又稱“激素原”or“原激素”。在需要時(shí)進(jìn)行水解、加工、折疊形成正常的激素。,二、甲狀腺 腎上腺激素是氨基酸衍生物,1．甲狀腺激素由

4、甲狀腺球蛋白中Tyr殘基的碘化、連接而成2．腎上腺激素腎上腺素 正腎上腺素由Tyr 多巴 腎上腺素,多巴 腎上腺素,,,三、固醇類激素源自膽固醇,類固醇激素是一類脂溶性激素，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上都是環(huán)戊烷多氫菲衍生物。脊椎動(dòng)物的類固醇激素可分為腎上腺皮質(zhì)激素和性激素兩類。,四、脂肪族激素——前列腺素前列腺素—前列腺烷酸：含有一個(gè)環(huán)戊烷的二十碳脂肪酸，由△8，11，14-二十碳三烯酸或花生四烯

5、酸衍生出來(lái)。,含氮激素,第三節(jié)．重要激素舉例,1．腎上腺激素（AA衍生物） 腎上腺素具有與交感神經(jīng)興奮相似的作用，使血管收縮，心臟活動(dòng)加強(qiáng)，血壓升高，臨床上被用來(lái)作為升壓藥物，起抗休克作用。 腎上腺素主要是調(diào)節(jié)糖代謝, 它能夠促進(jìn)肝糖原和肌糖原的分解，促進(jìn)蛋白質(zhì)、氨基酸及脂肪酸分解。,我國(guó)的中藥麻黃堿（麻黃素）結(jié)構(gòu)與功能都與腎上腺素相似。,含氮激素,2．甲狀腺素（T3）(T4),甲狀腺所分泌的激素主要是甲狀腺素和少量的三碘甲狀腺

6、原氨酸。T4促進(jìn)機(jī)體新陳代謝，并促進(jìn)智力與體質(zhì)的發(fā)育。T3甲狀腺亢進(jìn)、基礎(chǔ)代謝增高，消瘦。,甲狀腺是體內(nèi)吸收碘能力最強(qiáng)的組織，能將體內(nèi)70-80%的碘富集在其中。,含氮激素,幼年動(dòng)物若甲狀腺機(jī)能減退或切除甲狀腺時(shí)，將引起發(fā)育遲緩，身材矮小，行動(dòng)呆笨而緩慢；成年動(dòng)物甲狀腺機(jī)能減退時(shí)，出現(xiàn)厚皮病，心博減慢，基礎(chǔ)代謝降低，性機(jī)能低下。甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)，動(dòng)物眼球突出，心跳加快，基礎(chǔ)代謝增高，消瘦，神經(jīng)系統(tǒng)興奮性提高，表現(xiàn)為神經(jīng)過敏等.,含氮

7、激素,3、胰島素,胰島素主要是促進(jìn)細(xì)胞攝取葡萄糖；促進(jìn)肝糖原和肌糖原的合成；抑制肝糖原的分解。促進(jìn)糖代謝。 正常情況下，飯后血糖上升、胰島素的分泌也升高，血糖過低時(shí)，腎上腺素，胰高血糖素分泌增高。胰島素的生理功能與腎上腺素的作用相反。,含氮激素,胰高血糖素是胰島α細(xì)胞分泌的，含29AA，促進(jìn)肝糖原的分解。通過cAMP 磷酸化酶a(活化),4、胰高血糖素,含氮激素,,甲狀旁腺素、降鈣素,兩者作用相反，共同調(diào)節(jié)鈣磷代謝，作用于骨

8、基質(zhì)及腎臟1，25－二羥VitD3; 促進(jìn)小腸對(duì)鈣離子的吸收。,含氮激素,二、腎上腺皮質(zhì)激素（固醇類）,腎上腺皮質(zhì)激素由腎上腺皮質(zhì)分泌產(chǎn)生。目前從腎上腺皮質(zhì)提取液中分離的類固醇化合物有30余種1）糖皮質(zhì)激素：抑制糖氧化，pr轉(zhuǎn)化為糖，升高血糖，并能利尿， 大劑量的糖皮質(zhì)激素還有減輕炎癥等作用，如皮質(zhì)醇，可的松。,消炎痛,celecoxib,固醇類激素,鹽皮質(zhì)激素：主要生理功能是促進(jìn)體內(nèi)保留鈉及排出鉀，調(diào)節(jié)水、鹽代謝。 腎

9、上腺皮質(zhì)激素分泌失常，將引起糖代謝及無(wú)機(jī)鹽代謝紊亂而出現(xiàn)病癥。,2）鹽皮質(zhì)激素,固醇類激素,性激素,雌性性激素； 雌二醇，孕酮雄性性激素； 睪酮 雄酮促進(jìn)性器官發(fā)育,,,固醇類激素,六、脂肪酸衍生物激素,前列腺素（簡(jiǎn)稱PG）是一類具有生理活性物質(zhì)的總稱，前列腺素是人體中分布最廣，效應(yīng)最大的生物活性物質(zhì)之一?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)有幾十種。主要有E、F、A、B等四類。前列腺素化學(xué)結(jié)構(gòu)上微小的差異，引起的生理效應(yīng)卻區(qū)別很大。前列腺素對(duì)

10、全身各個(gè)系統(tǒng)，如生殖、心血管、呼吸、消化及神經(jīng)系統(tǒng)等均有作用。前列腺素在機(jī)體中能調(diào)節(jié)某些激素起作用。如對(duì)胰高血糖素和腎上腺素的作用。,? 前列腺素,脂肪酸激素,前列腺素的基本結(jié)構(gòu)為含有一個(gè)環(huán)戊烷和兩個(gè)脂肪側(cè)鏈的二十碳脂肪酸。,脂肪酸激素,前列腺素功能,不同結(jié)構(gòu)的前列腺素，其功能也不相同，說明前列腺素具有復(fù)雜的生理功能。已經(jīng)證明，前列腺素對(duì)生殖、心血管、呼吸、消化和神經(jīng)系統(tǒng)等都有顯著影響作用。例如，能使子宮及輸卵管收縮，使血管擴(kuò)張或收

11、縮，可抑制胃酸分泌等。人體前列腺素的產(chǎn)生和分泌異常是導(dǎo)致許多疾病的重要原因。,脂肪酸激素,相互關(guān)系糖、脂類、蛋白質(zhì)、核酸代謝,糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系脂類代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系（有限）糖代謝與脂類代謝的相互關(guān)系核酸代謝與糖、脂及蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系,糖與蛋白質(zhì)代謝,脂類與糖代謝,AA，糖，脂肪代謝的關(guān)系,磷酸甘油脂肪酸,脂肪,,,,磷酸丙糖,脂類與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系（有限）,氨基酸與糖、脂代謝,,糖、脂、核酸與蛋白

12、質(zhì)代謝,ATP是通用的能量載體,ATP是通用的能量載體,代謝調(diào)控,復(fù)雜的物質(zhì)代謝總是彼此配合，保持高度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，是因?yàn)闄C(jī)體內(nèi)存在一個(gè)完善的自我調(diào)控系統(tǒng)。單細(xì)胞生物： 細(xì)胞或酶水平的調(diào)控復(fù)雜的高等生物：細(xì)胞水平的調(diào)控 體液（激素）水平的調(diào)控 神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控,一、神經(jīng)系統(tǒng)（整體水平）的調(diào)控,神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)具有整體性，協(xié)調(diào)全部代謝，而且作用非常快。神經(jīng)系

13、統(tǒng)的調(diào)節(jié)既能直接影響代謝活動(dòng)，又能影響激素分泌來(lái)間接控制新陳代謝。,代謝調(diào)控,二、體液（激素）水平的調(diào)控,激素由細(xì)胞分泌出來(lái)，由體液運(yùn)往各靶器官和靶細(xì)胞起作用。高等動(dòng)物的激素分三類；含氮類激素、類固醇激素、脂肪酸衍生物激素。作用機(jī)制： 含氮類激素的作用機(jī)制——第二信使學(xué)說 類固醇激素的作用機(jī)制——調(diào)節(jié)基因表達(dá),代謝調(diào)控,三、細(xì)胞或酶水平的調(diào)控,細(xì)胞內(nèi)的調(diào)控主要是通過酶來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以又稱酶水平的調(diào)控或分子水平的

14、調(diào)控。一般代謝體系的調(diào)節(jié)是通過某些關(guān)鍵酶—限速酶的調(diào)節(jié)達(dá)到的。不管是激素調(diào)節(jié)，還是神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)最終都要體現(xiàn)到細(xì)胞水平——酶水平的調(diào)節(jié)上。,代謝調(diào)控,三、細(xì)胞或酶水平的調(diào)控,1、區(qū)域定位的調(diào)節(jié)——不同酶分布于細(xì)胞的不同部位酶分布的分隔性決定了細(xì)胞內(nèi)不同部位（細(xì)胞器）進(jìn)行著不同的代謝，這種隔離分布為細(xì)胞或酶水平代謝調(diào)節(jié)創(chuàng)造了有利條件，使某些調(diào)節(jié)因素可以專一地影響某一細(xì)胞部分的酶活性，而不影響其他部分的酶活。,代謝調(diào)控,三、細(xì)胞或酶水平

15、的調(diào)控,1、區(qū)域定位的調(diào)節(jié)——不同酶分布于細(xì)胞的不同部位細(xì)胞漿：EMP HMS 脂肪酸合成線粒體：TCA β－氧化 氧化磷酸化細(xì)胞核：核酸生物合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：蛋白生物合成溶酶體：水解酶,代謝調(diào)控,三、細(xì)胞或酶水平的調(diào)控,酶水平的調(diào)節(jié)方式：酶活力的調(diào)節(jié)（快） 酶量的調(diào)節(jié)（緩）2、酶活力的調(diào)節(jié)——變構(gòu) 酶活力的調(diào)節(jié)有產(chǎn)物（最終）的調(diào)節(jié)

16、 其他代謝物調(diào)節(jié)3、酶量的調(diào)節(jié)——酶合成的調(diào)節(jié) 酶量的調(diào)節(jié)主要體現(xiàn)在基因表達(dá)的調(diào)節(jié) 如誘導(dǎo)和阻遏的調(diào)節(jié),代謝調(diào)控,第四節(jié)．激素作用機(jī)制,激素；低濃度、短壽命，但有很高的組織特異性和效應(yīng)特異性。 激素受體：靶細(xì)胞上和激素特異結(jié)合的物質(zhì)。 細(xì)胞膜受體根據(jù)激素受體存在部位

17、 細(xì)胞內(nèi)受體,,一、膜受體—cAMP作用途徑,激素與膜受體結(jié)合后，首先活化G蛋白 ，Gα將信息傳給腺苷酸環(huán)化酶 活化的腺苷酸環(huán)化酶催化ATP形成cAMP。作為第二信使的cAMP先激活細(xì)胞內(nèi)的蛋白激酶，再誘發(fā)各種相關(guān)反應(yīng)。在此cAMP起著信息的傳遞和放大作用。激素的這種作用方式稱第二信使學(xué)說。,,膜受體—cAMP作用途徑,酶分子中存在著一些可以與其他分子發(fā)生某種程度的結(jié)合的部位，從而引起酶分子空間構(gòu)象的變化，對(duì)酶起激活或抑

18、制作用。,調(diào)控部位 Regulatory site,級(jí)聯(lián)放大作用,如腎上腺素10-8-10-10 mol/L 肝細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)cAMP最高濃度可達(dá)10-6 mol/L 引起了強(qiáng)烈的效應(yīng)，能產(chǎn)生5mmol/L葡萄糖。整個(gè)過程（幾秒鐘）的信號(hào)逐級(jí)放大了約幾萬(wàn)倍，這種作用稱級(jí)聯(lián)放大作用。,蛋白激酶,磷酸化酶激酶,磷酸化酶,二、鈣及肌醇三磷酸作用途徑,胞內(nèi)信使；是磷酯酰肌醇4,5－二磷酸（PIP2）的兩個(gè)酶解產(chǎn)物：肌醇1,4,5－三磷酸（IP

19、3）和二酰基甘油（DAG） 膜受體——磷酯酰肌醇級(jí)聯(lián)反應(yīng) 膜受體——Ca2+作用方式,,鈣及肌醇三磷酸作用途徑,激素與膜受體結(jié)合后，活化G蛋白，G蛋白開啟磷酸肌醇酶（磷脂酶C），磷脂酶C催化PIP2生成IP3和DAG。DAG Ca2+ 活化蛋白激酶C,產(chǎn)生級(jí)聯(lián)放大作用IP3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體，打開Ca2+通道，胞質(zhì)Ca2+上升，啟動(dòng)鈣調(diào)蛋白（M） 激活蛋白激酶，產(chǎn)生級(jí)聯(lián)放大作用。,,,,,鈣及肌醇三磷酸作用

20、途徑,PIP2,DAG,IP3,三、受體酪氨酸酶途徑,激素結(jié)合到實(shí)質(zhì)為酪氨酸激酶的受體上，產(chǎn)生自身磷酸化激活作用。酪氨酸激酶再產(chǎn)生級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)。如；胰島素，表皮生長(zhǎng)因子EGF也起類似作用，但胰島素也能通過cAMP級(jí)聯(lián)反應(yīng)起作用，可能兼有不只一種作用方式。,受體酪氨酸酶途徑,四、固醇類激素受體調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄速度,固醇類激素作用慢；幾小時(shí)甚至幾天先進(jìn)入細(xì)胞→作用于細(xì)胞核，受體是結(jié)合在DNA上的某些蛋白質(zhì)，一旦激素與其結(jié)合后，受體轉(zhuǎn)變成一種