激素重点化学本质激素的作用机理常见激素的功能课件.ppt
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- 激素 重点 化学 本质 作用 机理 常见 功能 课件
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1、第七章第七章 激激 素素重点:化学本质、激素的作用机理、常见激素的功能。第1页,共93页。第一节第一节 概概 论论第2页,共93页。一、一、激素的概念激素的概念早期概念:由生物体内特殊组织或腺体产生,通过体液到达靶器官,并产生特异激动效应的一群微量有机化合物。现在概念:机体内一部分细胞产生,通过扩散、体液运送至另一部分细胞,并起代谢调节控制作用的一类微量化学信息分子。广义概念:多细胞生物体内,协调不同细胞活动的化学信使。它使高等生物体的细胞、组织和器官,既分工又协作。第3页,共93页。二、激素的分泌特点二、激素的分泌特点 (1)内分泌:内分泌细胞分泌激素,进入血液循环,转运至靶细胞,产生激动效
2、应。(2)旁分泌:部分细胞分泌激素,通过扩散,作用于邻近的细胞。(3)自分泌:细胞分泌的激素对自身或同类细胞发挥作用。(4)外激素:从体内分泌,排出体外,通过空气、水等传插,引起同种生物产生生理效应。第4页,共93页。三、人体的内分泌组织及其分泌的激素三、人体的内分泌组织及其分泌的激素P551 图17-1P551 表17-1第5页,共93页。(一)、(一)、下丘脑分泌的激素下丘脑分泌的激素共十种,多肽,促激素释放/抑制因子,控制垂体前叶激素的分泌下丘脑激素由下丘脑的某些神经细胞分泌,而这些细胞的分泌功能则由神经作用通过神经介质来调节。丘脑下部的神经细胞分泌的肽类激素,经垂体门静脉系统,到达腺垂
3、体,促进或抑制腺垂体某些激素的释放,并通过垂体间接控制其它外周内分泌腺的分泌。第6页,共93页。1、促肾上腺皮质激素释放因子(促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)促进垂体前叶释放促肾上腺皮质激素(ACTH)2、促甲状腺激素释放因子(促甲状腺激素释放因子(TRF)由焦谷组脯组成的三肽激素。功能:促进促甲状腺激素(TSH)的分泌。3、生长激素释放因子(生长激素释放因子(GRF)4、生长激素释放抑制因子(生长激素释放抑制因子(GRIF)能抑制生长激素的分泌,且抑制胰高血糖素分泌,促进胰岛素分泌。5、促黄体生成激素释放因子(、促黄体生成激素释放因子(LRF)卵巢分泌的雌性激素(孕酮、雌二醇)对LRF的分
4、泌有负反馈抑制作用。第7页,共93页。6、促卵泡激素释放因子(促卵泡激素释放因子(FRF)7、催乳激素释放因子(催乳激素释放因子(PRF)8、催乳激素释放抑制因子(催乳激素释放抑制因子(PRIF)9、促黑色细胞激素释放因子(促黑色细胞激素释放因子(MRF)10、促黑色细胞激素释放抑制因子(、促黑色细胞激素释放抑制因子(MRIF)第8页,共93页。(二)、(二)、垂体分泌的激素(垂体分泌的激素(10种)种)1、垂体前叶激素垂体前叶激素(蛋白质)(蛋白质)、生长激素(生长激素(GH)功能:刺激骨骼生长,促进粘多糖及胶原的合成,影响蛋白质、糖、脂代谢,最终影响体重的增长。、促甲状腺激素(促甲状腺激素
5、(TSH)功能:促进甲状腺的发育及分泌。、促肾上腺皮质激素(促肾上腺皮质激素(ACTH)促进体内储存的胆甾醇在肾上腺皮质中转化成肾上腺皮质酮,并刺激肾上腺分泌激素。第9页,共93页。、催乳激素(催乳激素(LTH)刺激乳腺分泌乳汁,刺激并维持黄体分泌孕酮。LTH大大促进乳腺中RNA及蛋白质的合成,还使乳腺中许多参与糖代谢、脂代谢的酶活力增大。、促黄体生成激素(促黄体生成激素(LH)促进卵泡发育成黄体,促进胆甾醇转变成孕酮并分泌孕酮,阻止排卵,抑制动情。、促卵泡激素(促卵泡激素(FSH)促使卵巢(精巢)发育,促进卵泡(或精子)的生成和释放。、脂肪酸释放激素(、脂肪酸释放激素(LPH)水解脂类第10
6、页,共93页。2、垂体后叶激素(由下丘脑合成,贮存在神经垂、垂体后叶激素(由下丘脑合成,贮存在神经垂体中)体中)、催产素催产素 结构:P115 图3-32 功能:使多种平滑肌收缩(特别是子宫收缩)。孕酮可抑制催产素的作用。、加压素(抗利尿素)加压素(抗利尿素)功能:使小动脉收缩,增高血压,并可减少排尿,调节水代谢。3、垂体中叶激素、垂体中叶激素、促黑色细胞激素(、促黑色细胞激素(MSH)刺激黑色素的扩散和生物合成第11页,共93页。(三)、(三)、腺体分泌的激素(外周内分泌腺)腺体分泌的激素(外周内分泌腺)1.甲状腺、甲状旁腺2.肾上腺(髓质)3.胰岛4.肾上腺(皮质)糖皮质、盐皮质 第12页
7、,共93页。三、三、激素的主要生理功能激素的主要生理功能 自学自学(一)、调节体液和物质代谢(一)、调节体液和物质代谢调节细胞内外物质的动态平衡,维持细胞内环境的相对稳定。1、调节消化道运动和消化腺分泌:、调节消化道运动和消化腺分泌:胃秘素,缩胆胰肽(CKK,肠促胰液肽)等,均可控制胃肠运动和唾液腺以外的消化腺的分泌。2、控制能量产生和贮存、控制能量产生和贮存参与物质的贮存、动员、转换和利用:6种胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、生长激素、甲状腺素和皮质醇。3、控制胞外液的组成和容量、控制胞外液的组成和容量7种:促肾上腺皮质激素、抗利尿素(ADH)、皮质醇(F)、醛固酮、降钙素、甲状旁腺激素、血管
8、紧张素。第13页,共93页。(二)、调节机体与环境的相对平衡(二)、调节机体与环境的相对平衡由一系列激素共同作用,如应急反应。(三)、调节生长发育、衰老和死亡(三)、调节生长发育、衰老和死亡(四)、调节生殖(四)、调节生殖第14页,共93页。四、四、激素的化学本质激素的化学本质P551表17-1含氮激素P553、表17-2固醇类激素 第15页,共93页。1、含氮激素含氮激素(1)胺类激素:儿茶酚(肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺)(2)a.a衍生物类激素:甲状腺素(T4)、三碘甲状腺原氨酸(T3)(3)肽类激素:抗利尿素、促黑色细胞素(MSH)(4)蛋白质类激素:生长激素、胰岛素、促卵泡激素(F
9、SH)、黄体生成素(LH)第16页,共93页。垂体和下丘脑分泌的激素都是含氮激素(蛋白类、多肽类)甲状腺、甲状旁腺、肾上腺髓质、胰岛、肠黏膜、胃黏膜等分泌的激素也是含氮激素。含氮激素一般与细胞膜膜受体结合,诱导生成第二信使,将信号转导入细胞内。第17页,共93页。2、甾体激素(甾醇类激素)甾体激素(甾醇类激素)甾体激素包括肾上腺皮质、性腺、胎盘等分泌的激素。甾体激素一般直接通过细胞膜进入细胞,与细胞质内受体结合,然后进入细胞核发挥作用。第18页,共93页。3、脂肪族激素(脂肪酸衍生物激素)脂肪族激素(脂肪酸衍生物激素)主要是前列腺素(PG)第19页,共93页。五、激素结合蛋白和激素受体五、激素
10、结合蛋白和激素受体激素是通过其专一性的受体发挥功能的,激素循环于血液中,只能被靶细胞中的受体捕获。激素受体分细胞膜受体和细胞内受体,通常,固醇类激素的受体在细胞质中,甲状腺素的受体在细胞核中,而肽类、蛋白质和神经递质类激素的受体在细胞膜上。有些激素还具有自己的激素结合蛋白,激素活性的保持和灭活速度与激素结合蛋白有关。第20页,共93页。六、六、激素的作用特点激素的作用特点1.信号传递作用2.级联放大作用极微量的激素可以产生强烈的生理效应。在体内的水平一般在10-7-10-12mol/L(10-910-15 mol/L)3.相对特异性激素对靶细胞具有专一性。第21页,共93页。4.作用的时效性有
11、些激素到达靶细胞后几秒钟内达到最大生理效应;有些需几小时至几天才达到最大生理效应。激素的作用只能是短暂的,过量或持续刺激对机体不利,也容易导致激素对抗。激素水平受分泌与失活速率的控制。有的激素分泌呈周期性和昼夜节律性,有的是脉冲分泌。机体终止激素作用的方式有灭活、隔离、再循环,灭活主要是通过内化作用(internalization):激素受体复合物被胞吞摄入细胞,形成小泡,小泡与融酶体融合而被分解。5.激素间的相互作用 几种激素之间有时相互协同,有时相互抑制,达到平衡。第22页,共93页。第二节第二节 激素的合成与分泌激素的合成与分泌P554 自学自学重点:甲状腺素、(去甲)肾上腺素重点:甲状
12、腺素、(去甲)肾上腺素第23页,共93页。第三节、重要激素举例第三节、重要激素举例P558 选学选学第24页,共93页。第四节第四节 激素的作用机理激素的作用机理第25页,共93页。一、一、激素是通过受体起作用的激素是通过受体起作用的1、受体及其特点受体及其特点受体:受体:细胞中能识别特异配体(神经递质、激素、细胞因子)并与其结合,从而引起各种生物效应的分子,均称为受体。受体的化学本质是蛋白质,在细胞表面的受体大多为糖蛋白。第26页,共93页。受体的数目变异很大,2-10万个/cell,一般数百至数千个。激素生物效应的强弱通常与受体结合的激素的量成正比。1-5%的受体与激素结合就可以出现生理效
13、应,20-25%结合就可以达到最大生理效应。细胞膜受体的数目受激素浓度和细胞代谢的影响,使受体数目增加的称为增加调节(up regulation),使受体数目下降的称为 下降调节(down regulation),第27页,共93页。细胞膜受体间可以产生“协同效应”:既部分受体与激素结合后可影响临近 受体与激素的亲和力。使亲和力上升的称为“正协同效应”,使亲和力下降的称为“负协同效应”。当细胞膜受体数目下降,或激素亲和力下降,就会发生对内、外源激素不敏感和最大生理效应值下降的现象,称为激素耐受或激素对抗(适应,失敏感作用,adaptation,desensitization)。第28页,共93
14、页。2、激素与受体结合的特点(细胞因子)激素与受体结合的特点(细胞因子)高亲和力 Kd在10-910-11 mol/L 浓度很低也能与受体结合,引起生物效应。高特异性有相应受体的靶细胞,才对激素起反应。没有相应受体的细胞,同样也接触激素,但不会引起反应。HRRHKd 第29页,共93页。激素与受体结合是非共价的、可逆的当激素与受体分离后,激素的信使作用即中止HRRHKd=常数当H时则HR第30页,共93页。3、受体的结构与功能受体的结构与功能激素与受体结合,是信息传递至细胞的第一步。随后,由受体构象的变化引起一系列信息传递过程。结合域,决定其结合配体的特异性。功能域,参与转导信息 第31页,共
15、93页。4、受体的类型、受体的类型细胞膜受体细胞内受体第32页,共93页。受体受体离子通道型离子通道型结构特点:受体由数个亚基组成,每个亚基均有胞外、胞内和跨膜三个结构域,亚基的某些区段共同构成离子通道。信息传递:结合域与配体(激素)结合后,受体变构,使通道开放或关闭,引起或切断离子的跨膜流动,从而传递信号。相关激素:Glu、-氨基丁酸(GABA)、Gly等神经元的乙酰胆碱受体,由5个亚基在细胞膜内呈五边形排列,围成离子通道壁。当它与乙酰胆碱结合时,膜通道开放,膜外阳离子(Na+为主)内流,引起突触后膜电位变化。第33页,共93页。受体受体G蛋白蛋白效应蛋白型效应蛋白型结构特点:受体有胞外、跨
16、膜和胞内三个结构域,其中跨膜结构域多由七个跨膜区段组成。信息传递:信息物质与细胞膜受体结合,受体变构,通过G蛋白激活相应的效应蛋白(如AC、GC、PLC等)。效应蛋白被激活后,可催化生成一些小分子化学物质(如cAMP、cGMP、Ca2+等,第二信使,胞内信使),后者引起细胞产生相应的生物效应(级联效应)。G蛋白:是一大类具有信号传递功能的GTP结合蛋白,一般定位于 胞浆侧,在联系细胞膜受体与效应蛋白质中起重要作用。第34页,共93页。受体受体酪氨酸蛋白激酶型(酪氨酸蛋白激酶型(TPK)结构特点:跨膜糖蛋白,胞外部分构成结合域以结合配体,中间有20多个疏水aa,构成单跨膜区,胞内结构域具有酪氨酸
17、蛋白激酶活性并有较多的可以被磷酸化的酪氨酸残基。相关激素:胰岛素及一些细胞生长因子(表皮生长因子,EGF;血小板源生长因子,PDGF;集落刺激因子I,CSF-I)信息传递:激素与受体结合后,受体首先自身磷酸化,然后进一步磷酸化其它效应蛋白。第35页,共93页。受体受体转录因子型转录因子型结构特点:位于细胞内,DNA结合蛋白。信息传递:激素直接进入细胞内并与细胞内受体结合,活化的激素受体复合物转移入核内,与所调控基因的特定部位结合,然后启动转录。相关激素:类固醇激素及甲状腺激素。甲状腺激素可能直接与核中的受体结合,该受体是一种与双链DNA高度亲合的蛋白质。第36页,共93页。二、二、激素的作用机
18、理激素的作用机理、固醇类激素及甲状腺素:细胞内受体途径、固醇类激素及甲状腺素:细胞内受体途径、含氮激素及前列腺素:细胞膜受体途径、含氮激素及前列腺素:细胞膜受体途径激素作为第一信使与细胞膜受体结合,通过G蛋白的结构变化或受体自身激酶活性的改变而引起 膜内侧效应蛋白的活化。第37页,共93页。激动剂受体活化G蛋白腺苷酸环化酶(AC)鸟苷酸环化酶(GC)磷脂酶C(PLC)ATPcAMPGTPcGMP蛋白激酶(PKA、PKG、PKC)PIP2(磷脂酰肌醇二磷酸)DAGIP3胞内Ca2+释放蛋白磷酸化酶活化生理生化反应Ca2+/CaM依赖型蛋白激酶(CDPK)第38页,共93页。(一)(一)cAMP蛋
19、白激酶蛋白激酶A途径途径大部分含氮激素通过cAMP而起作用。第39页,共93页。P424 图8-1 激素通过cAMP起作用的示意图第40页,共93页。含氮激素与受体结合,引发结合在受体上的G蛋白生成Gs蛋白GTP,Gs蛋白活化膜上的腺苷酸环化酶,腺苷酸环化酶催化ATP转化成cAMP。cAMP自由扩散到整个细胞,激活依赖cAMP的蛋白激酶(蛋白激酶A、PKA),蛋白激酶A催化一些蛋白质的Ser、Thr的羟基磷酸化,从而改变这些酶的活性,调节代谢。激素被称为第一信使。cAMP被称为第二信使。P572 图17-18 激素通过cAMP起作用的示意图第41页,共93页。PKA的靶酶:酶 活性改变 代谢调
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