生物化學課件(華中科大)第八章 激素

第八章激素hormone主要內容1、激素的概念和分類2、含氮激素3、類固醇激素4、前列腺素5、昆蟲激素6、植物激素§1激素的概念和分類一、激素的一般概念P222激素——是生物體內特定細胞產生的對某些靶細胞具有特殊刺激作用的微量物質；在機體的代謝過程或生理過程起調控作用的一類有機物質。如腎上腺素、胰島素、甲狀腺素等。二、激素的特點1.含量少；由生物體某特定組織或細胞產生；2.通過體液的運動被輸送到其他組織中發(fā)揮作用；3.作用很大，效率高，在新陳代謝中起調節(jié)控制作用。在醫(yī)療上，激素也是一類重要藥物。三、激素的分類P222在生物激素中，動物激素最為重要。在植物及昆蟲中也發(fā)現(xiàn)了一些激素，利用這些激素，可以研制一些植物生長調節(jié)劑和殺蟲劑。植物激素主要為植物生長調節(jié)劑。根據(jù)化學結構和組成，脊椎動物激素可以分為三類：〔1〕含氮激素。包括蛋白質激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素等?！?〕類固醇激素。性腺分泌的性激素和腎上腺皮質分泌的腎上腺皮質激素?！?〕脂肪酸衍生物激素〔二十碳四烯酸〕。主要由生殖系統(tǒng)及其它組織分泌產生。四.激素的作用特點P2241〕激素的信息傳遞作用：內分泌系統(tǒng)以化學的形式，靠激素在細胞間進行信息傳遞。2〕激素作用的相對特異性：激素只作用于某些器官、組織、細胞。3〕激素的高效能生物放大作用：含量甚微，作用顯著。4〕激素間的相互作用：參與同一生理調節(jié)時，存在協(xié)同或拮抗作用；另外，有的激素對其它相應的激素有調節(jié)和支持作用。5〕激素在體內壽命極短。五、激素的作用機制P225膜受體通過腺苷酸環(huán)化酶作用途徑：通過激活G蛋白而激活腺苷酸環(huán)化酶產生cAMP。膜受體通過鈣及肌醇三磷酸作用途徑：通過激活G蛋白的一系列作用，使磷脂酰肌醇4、5-二磷酸分解產生肌醇三磷酸，翻開Ca2+通道，釋放的Ca2+與鈣調蛋白結合，激活鈣調蛋白。受體的酪氨酸激酶途徑：受體本身含酪氨酸激酶，使受體本身的酪氨酸殘基磷酸化，并進一步促進酪氨酸激酶的活性。固醇類激素受體調節(jié)基因轉錄速度：激素作用于細胞核中的受體蛋白，形成對轉錄起增強作用的轉錄增強物，是特定基因轉錄增強。相關概念：配體——對受體具有選擇性結合能力的有生物活性的化學信號物質。效應器——配體與受體結合后的特定結構，該結構產生生物效應。沖動劑——與受體結合后可產生生物效應的配體。拮抗劑——與受體結合后并不產生生物效應的配體。局部沖動劑——既有沖動作用又有拮抗作用的配體。反向沖動劑〔負性拮抗劑〕——主要與受體的非活性構象狀態(tài)Ri有親和力，而產生與沖動劑作用相反的效應。膜受體作用機制示意圖細胞內受體作用機制示意圖§2含氮激素

一、氨基酸衍生物類激素1.甲狀腺激素〔甲狀腺素〕P2271〕分泌部位：甲狀腺分泌2〕種類和結構：有2種，但一般說的甲狀腺素是指T43〕甲狀腺素的生理作用甲狀腺素對動物的作用是多樣而強烈的。它刺激糖、蛋白質、脂肪和鹽的代謝；促進機體生長發(fā)育和組織分化；對中樞神經系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、造血過程、肌肉活動等都有顯著的作用。總的表現(xiàn)是增強機體新陳代謝，引起耗氧量及生熱量的增加，并促進智力與體質的發(fā)育。如果甲狀腺機能亢進，由于促進蛋白質的分解，使得甲亢病人身體消瘦、肌肉萎縮。甲狀腺素能維持骨骼的正常發(fā)育，促進骨的鈣化。胎兒或嬰兒假設甲狀腺機能缺乏時，產生長骨和腦神經發(fā)育障礙，導致身材矮小，智力低下，行動呆笨而緩慢，即‘呆小病’；成年人甲狀腺機能減退時，出現(xiàn)‘黏液性水腫，患者皮膚浮腫，代謝率降低，智力減退，性機能降低。切除甲狀腺的動物逐漸衰弱，最后死去。甲狀腺機能亢進或服用甲狀腺素后，動物眼球突出，心博加快，根底代謝增高，消瘦，神經系統(tǒng)興奮性提高，表現(xiàn)為神經過敏等。膳食中缺少碘時，常有甲狀腺腫大和甲狀腺素分泌缺乏的病癥，服用碘化油、碘化鹽和海帶有預防和治療的作用。4〕甲狀腺素的作用方式一種認為甲狀腺素主要作用在細胞的產能體系，特別是在線粒體中形成ATP的氧化磷酸化過程，這種作用關系到甲狀腺素對根底代謝的生理效應。另一種認為甲狀腺素的主要作用是增強RNA〔包括tRNA、mRNA〕的形成，這可能就是甲狀腺素能促進個體生長發(fā)育及促進總的代謝效應的原因。然而，這兩種理論都還不能完滿地解釋甲狀腺素的全部效應。2、腎上腺素P2301〕分泌部位：腎上腺髓質分泌2〕種類和結構：有2種，結構如下：epinephrinenorepinephrine3〕酪氨酸轉變?yōu)槟I上腺素和去甲腎上腺素的過程4〕腎上腺素生理功能腎上腺素在生理上的作用與交感神經興奮的效果相似，都對心臟、血管起作用，可使血管收縮，心臟活動加強，血壓急劇上升，但它對血管的作用是不持續(xù)的。腎上腺素是促進分解代謝的重要激素。它對糖代謝影響最大，可以加強肝糖原分解，迅速升高血糖。這種作用是機體應付意外情況的一種能力。它還具有促進蛋白質、氨基酸及脂肪分解，升高體溫等作用。由于具有以上作用，臨床上常用作抗休克藥。腎上腺素的作用與交感神經末梢的主要產物-正腎上腺素相比有所不同1〕分泌部位：腸道的腸嗜鉻細胞分泌2〕結構：是色氨酸的衍生物3〕生理作用分泌后直接擴散入血液，也廣泛分布于組織。5-HT能刺激平滑肌、血管、支氣管收縮，增高肺動脈血壓，也可能作為哺乳動物的神經體液傳遞物質，有助于神經的傳導作用。二、多肽及蛋白質激素下丘腦、垂體、胰臟中胰島素α及β細胞，甲狀旁腺以及腸胃粘膜、胎盤、腎臟、胸腺等器官分泌的激素?！惨弧炒贵w分泌的激素〔二〕下丘腦分泌的激素〔三〕胰島分泌的激素〔四〕甲狀旁腺分泌的激素〔一〕垂體分泌的激素生長激素促甲狀腺激素促黃體生成激素促卵泡激素催乳激素促腎上腺皮質激素黃體生成素促黑色細胞素催產素和加壓素1.生長激素〔GH〕人的生長激素191個氨基酸殘基，分子量為21500〔21700〕，pI=4.9生長激素的作用1〕促進生長：促進RNA的生物合成，從而促進蛋白質的合成，促進軟骨和骨骼的生長。2〕生長激素還參與機體的代謝調控：A.減少存儲于脂肪細胞中的大量油脂B.促進細胞內蛋白質分子的聚合C.調控血糖水平方面都起著重要作用2〕生長激素的負作用侏儒癥：發(fā)育時期缺少導致身材矮小，智力正常巨人癥：發(fā)育時期分泌過多導致人高馬大肢端肥大癥：成年人分泌過多導致手指、腳趾肥大垂體性糖尿?。洪L期分泌過多促進腎上腺皮質分泌糖皮質激素所致。2.促甲狀腺激素〔TSH〕牛的促甲狀腺激素已提純，有α、β兩條肽鏈，β鏈有生理功能，其分泌受下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素的調節(jié)促甲狀腺激素的作用：促進甲狀腺的發(fā)育和分泌，影響全身代謝3.促腎上腺皮質激素〔ACTH〕促腎上腺皮質激素由39個AA，牛、羊、豬和人ACTH的1-24個AA相同，25-33不同促腎上腺皮質激素的作用促進腎上腺皮質激素的合成和分泌；促進蛋白質的合成診斷腎上腺皮質的生理狀況；治療痛風、氣喘和皮膚病等4.催乳激素〔LTH〕垂體激素中最先被制成晶體的，單純蛋白質，約200個AA，牛羊催乳素分子量約為26000，pI=5.73生理功能：刺激已發(fā)育完全的乳腺分泌乳汁刺激并維持黃體分泌孕酮促進乳腺中RNA和蛋白質的合成提高乳腺中糖代謝和脂代謝中許多酶的活性黃體生成素〔LH〕和

卵泡刺激素〔FSH〕二者合稱為促性腺激素，都是糖蛋白，都有2條亞基〔α和β〕組成，β亞基表現(xiàn)生理功能。黃體生成素功能：雌性：促使卵泡發(fā)育成黃體；促進膽甾醇轉變成孕酮并分泌，阻止排卵，抑制動情。雄性：刺激睪丸間質細胞發(fā)育，導致雄性激素的分泌，所以也稱做促間質細胞激素。促卵泡激素的功能雌性：促進卵巢發(fā)育；促進卵泡組織成熟，準備產生卵子，促進分泌雌性二酮雄性：刺激睪丸發(fā)育；促進精子的生成和釋放6.脂肪酸釋放激素〔LPH〕β-脂肪酸釋放激素〔β-LPH，lipopin)由91個AA組成；γ-脂肪酸釋放激素〔γ-LPH〕由58個AA組成。2者氨基酸順序已清楚，它們可以促進脂肪水解。7.促黑色細胞素〔MSH〕α-MSH的氨基酸順序與促腎上腺皮質激素的1~13氨基酸完全相同；α、β-MSH二者也有一段相同的氨基酸殘基。垂體中葉分泌，有α、β-MSH兩種促黑色細胞素的功能促進皮膚中黑色素細胞產生黑色素控制黑色素在細胞中的分布人患阿狄森氏病〔一種慢性腎上腺皮質機能減退癥〕時，MSH及ACTH的分泌都過多，結果使皮膚中色素沉著。MSH調節(jié)魚類、兩棲類、爬蟲類動物表皮細胞色素的增加和減少。8.腦肽(P233)9.催產素和加壓素垂體后葉分泌催產素：使平滑肌收縮，催產，促使乳腺排乳加壓素：使小動脈收縮，提高血壓，減少排尿〔抗利尿激素〕〔二〕下丘腦分泌的激素下丘腦所分泌的激素主要包括一些釋放激素〔或釋放因子〕和釋放抑制激素。下丘腦激素經垂體門靜脈到達腦垂體，并作用于垂體細胞，起調控作用。促甲狀腺素釋放激素〔TRH〕 促腎上腺皮質激素釋放激素〔CRH〕 促卵泡素釋放激素〔FRH〕促黃體生成素釋放激素〔LRH〕 生長素釋放激素〔GRH〕、生長素釋放抑制激素〔GRIH〕促黑色細胞激素釋放激素〔MRH〕 促黑色細胞激素抑制釋放激素〔MRIH〕催乳素釋放激素〔PRH〕、催乳素釋放抑制激素〔PRIH〕以上各激素詳見P234表7-41、促甲狀腺激素釋放激素〔TRH〕2、生長素釋放激素〔GRH〕和生長素釋放抑制激素〔GRIH〕GRH結構：10肽；GRH功能：促進生長素的釋放GRIH結構：14肽；GRIH功能：抑制生長素的釋放；抑制甲狀腺素、胰島素和胰高血糖素的分泌3、促性腺激素釋放激素〔GnRH〕結構：10肽功能：調節(jié)促性腺激素分泌，但對FSH作用弱，對LH作用強，故又稱黃體生成素釋放激素〔LRH〕4、促黑激素釋放激素(MRH)、

促黑激素釋放抑制激素(MRIH)結構：MRH為5肽；MRIH有2種，分別是3肽和5肽，3肽作用強。功能：共同調節(jié)促黑激素的釋放〔三〕胰島分泌的激素P229胰島是胰臟的內分泌組織。人的胰島主要由

、

和

三種細胞組成。

-細胞分泌胰高血糖素，

-細胞分泌胰島素1、胰島素

P229胰島素是由胰腺中胰島的β-細胞分泌的一種含有51個氨基酸殘基，由兩條多肽鏈組成的蛋白質激素。胰島素的生理功能：促進細胞攝取葡萄糖；促進肝糖原和肌糖原的合成；抑制肝糖原的分解。另外還有促蛋白質及脂質的合成。胰島素具有抑制細胞內腺苷酸環(huán)化酶活性作用，使cAMP產生顯著減少，導致糖原分解速度減慢。胰島素的生理功能與腎上腺素的作用相反。2、胰高血糖素

P230胰高血糖素為胰島的α-細胞分泌的多肽激素，由29個氨基酸組成，人和豬的胰高血糖素的氨基酸序列完全一樣，其結構如下：His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asp-Thr胰高血糖素功能：促進肝糖原分解，使血糖升高，與腎上腺素作用相似。作用原理：激活肝細胞中的腺苷酸環(huán)化酶，使cAMP濃度升高，提高磷酸化酶活性，促進肝糖原分解〔四〕甲狀旁腺分泌的激素P2292種：甲狀旁腺素〔PTH〕〔P230〕和降鈣素〔CT〕〔P229〕，都是多肽激素。牛的PTH含84個氨基酸殘基，分子量9500；CT含32〔也有說36〕個氨基酸殘基，分子量3600〔也有說3800〕二者的生理作用相反，PTH可以促進骨骼脫鈣，升高血鈣、抑制腎小管重吸收磷酸離子；而CT那么可以降低血鈣，因此都是調節(jié)鈣磷代謝的激素。如果甲狀旁腺機能亢進，發(fā)生脫鈣性骨炎及骨質疏松癥§3類固醇激素類固醇激素是一類脂溶性激素，它們在結構上都是環(huán)戊烷多氫菲衍生物。脊椎動物的類固醇激素可分為腎上腺皮質激素和性激素兩類。一、腎上腺皮質激素腎上腺皮質激素由腎上腺皮質〔占腎上腺全重的2/3〕分泌產生。已發(fā)現(xiàn)的腎上腺皮質類固醇化合物有三、四十種，有生物活性的有7種。按功能可分為2類：糖皮質激素鹽皮質激素糖皮質激素糖皮質激素糖皮質激素鹽皮質激素鹽皮質激素鹽皮質激素糖皮質激素〔一〕糖皮質激素4種：皮質酮、11-脫氫皮質酮、17-羥皮質酮〔氫化可的松〕和17-羥-11-脫氫皮質酮〔可的松〕。由腎上腺皮質的束壯帶分泌。生理功能：能促進肝內糖原異生作用，即由糖以外的物質〔蛋白質、脂肪〕轉化為糖原，使肝內糖原的儲存量增加；同時還可抑制組織對葡萄糖的攝取，使血糖升高；并且能利尿，故糖尿病人慎用。大劑量的糖皮質激素還有減輕炎癥及過敏反響的功能而作為藥物。3種：11-脫氧皮質酮、17-羥-11-脫氧皮質酮、醛皮質酮〔醛固酮〕。生理功能：促使體內保存鈉離子及排出過多的鉀離子，調節(jié)水鹽代謝。其中醛皮質酮對水鹽代謝的調節(jié)作用比脫氧皮質酮大30-120倍。腎上腺皮質部機能減退或病變，將引起糖代謝及無機鹽代謝紊亂而出現(xiàn)阿狄森病。腎上腺皮質機能亢進的病人，其臨床病癥與前者相反，且常導致身體肥胖。對青少年病人可引起性早熟?！捕雏}皮質激素二、性激素

P231性激素屬于類固醇類激素，可分為雄性激素和雌性激素兩類。它們與動物的性別及第二性征的發(fā)育有關。性激素的分泌受垂體的促性腺激素〔LH和FSH〕調節(jié)?！惨弧承邸残浴臣に豍231主要由睪丸的間質細胞分泌，但腎上腺皮質及卵巢也分泌少量的雄性激素。種類：睪酮、雄酮、雄烯二酮、脫氫異雄酮，其中只有睪酮是睪丸分泌的，它的生理成效最大，其它是睪酮的降解產物。腎上腺皮質分泌的是腎上腺雄酮。生理功能：刺激男性性器官發(fā)育，促精子生成，促進男性的第二性征〔人長胡須、公雞長冠、公羊長角〕。促進蛋白質的生物合成。在性成熟以后，能刺沖動物發(fā)情，并維持雄性特征。在畜牧業(yè)中，普遍采用甲基睪酮作為天然的代用品，以治療雄畜性機能缺乏等疾病。閹割公畜的睪丸，去除雄激素的分泌，可顯著地減慢代謝氧化過程，沉著體脂，到達育肥的目的?！捕炒啤残浴臣に豍232主要由卵巢產生，但人類的胎盤、腎上腺皮質甚至睪丸也產生少量雌激素。種類：卵泡激素——雌素酮、雌素二醇〔又稱求偶素、動情素〕、雌素三醇黃體激素——黃體酮〔又稱孕酮〕雌二醇雌三醇雌酮①卵泡〔激〕素結構：生理功能：促進雌性動物性器官生長、發(fā)育，排卵，使動物動情、發(fā)生性欲。雌二醇活性最高雌二醇雌酮雌三醇孕酮②黃體激素(孕酮)結構：〔三〕兩類性激素的相互關系兩類性激素雖然在機體中的作用不同，但結構相似。二者可以互變，機體內轉變后由尿排出。不管雄性還是雌性動物，體內都存在一定比例的雄性和雌性激素，它們存在著一種平衡，雄性動物中的平衡偏向于雄激素，所以在雄性動物的尿中排出較多的雌激素；反之亦然。三、腎上腺皮質與性激素的關聯(lián)1.除睪丸、卵巢產生性激素以外，腎上腺皮質也產生性激素。在人體及脊椎動物性別上發(fā)生的反?，F(xiàn)象〔如：男人女性化、女人男性化〕都與腎上腺皮質功能紊亂有關。青年女性如腎上腺皮質功能亢進，產生過多雄激素，其生理、形態(tài)即會出現(xiàn)男性第二性征：如長胡須和生殖器官變態(tài)等。同理，青年男性如腎上腺皮質功能紊亂產生過量雌激素，其生理、形態(tài)即會出現(xiàn)女性特征。正常情況下，腎上腺皮質不會產生過量的性激素。2.腎上腺皮質之所以產生性激素，是因為腎上腺皮質激素和男女性激素都同是由膽固醇衍變而來的。在人體及高等動物體內，經特殊酶類催化，膽固醇可以轉變?yōu)槟I上腺皮質激素和性激素。3.雌激素、雄激素、腎上腺皮質激素的化學結構均極相似，僅分子中某些局部〔雙鍵、化學基團〕略有不同，但生理作用差異極大，說明激素分子結構與其生理功能有密切關系?！?前列腺素(prostaglandin,PG)一、分泌部位和化學結構：分泌部位：精囊產生化學結構：脂肪酸衍生物激素〔前列腺烷酸〕前列腺烷酸前列腺素(簡稱PG)。所有的PG在C-13和C-14之間有1個反式雙鍵，C-15有1個羥基根據(jù)分子中五元脂環(huán)上取代基(主要是羥基及氧)的不同將PG分為A、B、C、D、E、F等類型，用PGA、PGB……PGF表示。分子中側鏈的雙鍵數(shù)那么標在右下角。再根據(jù)脂環(huán)上9位的立體情況在命名時在數(shù)字后加α、β。例如：PGF2αPGEPGFα

（天然的）PGFβ（化學合成）PGAPGB前列腺素的不同類型二、前列腺素的生理功能§5激素作用的機理一、激素分泌的調節(jié)1.上級內分泌對下級內分泌腺的調節(jié)以及神經系統(tǒng)與內分泌的關系2.負反響作用3.酶的分步剪裁調控4多元調控