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激素 各种激素的化学本质,主要生理功能以及激素的 作用机理。 一、激素的概念和类别 (一)概念 激素(hormone)是生物体内特殊的腺体或组 织产生的,直接分泌到体液中,通过体液运送到特 定的部位,从而引起特殊激动作用的一群微量的有 机化合物。 (二)类别 动物激素 植物激素 脊椎动物激素 无脊椎动物激素 氨基酸衍生物激素 肽和蛋白质激素 类固醇激素 脂肪酸衍生物激素 甲壳类激素 昆虫激素 激素 二、动物激素 (一)氨基酸衍生物激素 u 甲状腺素 u 肾上腺素 u 5-羟色胺 1、甲状腺素 甲状腺分泌 u 甲状腺素(T4) u 三碘甲腺原氨酸(T3) (1)结构 甲状腺素(3,5,3,5-四碘甲腺原氨酸,简称T4) 。 三碘甲腺原氨酸(3,5,3-三碘甲腺原氨酸,简称T3) (2)生物合成 二分子二碘Tyr作用形成甲状腺素(T4) 一碘TyrTyr +活性碘+活性碘 3,5-二碘Tyr T4脱碘产生T3 一碘Tyr和二碘Tyr连接而成 T3 关于生物合成的二个问题 活性碘: 食物碘 胃肠道 I- H2O2 甲状腺过氧化物酶 活性碘(I2) 还原 碘化反应并不发生在游离Tyr,而是在甲状腺 球蛋白分子中的Tyr残基。 甲状腺素没有特异的靶细胞,它的生理作用 很广泛,几乎遍及全身各组织,它的主要生理功 能有两方面: (3)生理功能 促进体内各物质的代谢,增加代谢率;另外增加耗 氧量和产热量。 维持机体的正常生长发育。 甲状腺素的分泌量维持在一定水平,甲状腺机 能亢进,甲状腺素分泌过多得甲亢。 甲状腺机能减退 发生在幼年得呆小病 发生在成年得粘液性水肿 甲状腺激素的分泌受腺垂体分泌的促甲状腺激素的调节。 还有一种由于食物中长期缺碘引起地方性甲状腺肿 2肾上腺素:由肾上腺髓质分泌 (1)结构 肾上腺素与去甲肾上腺素的结构 (2)生物合成 Tyr 羟化 CO2 羟化 正肾上腺素(去甲肾上腺素) + CH3(由Met供给) 肾上腺素 Tyr羟化酶 (3)生理功能:大同小异 肾上腺素主要促使肝糖原分解,使血糖增加 。 肝糖原 血糖(葡萄糖) 分解 又能促使肌糖原分解,使乳酸增加 。 肌糖原 乳酸 分解 去甲肾上腺素也有上述作用,但作用较弱。 肾上腺素可使血管收缩;并能刺激心脏,使心肌收 缩力增加,心跳加快,所以使血压升高。(对心脏 作用大) 去甲肾上腺素也能使血压升高,但机制不同,去甲 肾上腺素主要使除冠状动脉以外的全身小动脉收缩 ,所以使血压升高(对血管作用大) 总的来讲肾上腺素和去甲肾上腺素使血糖,血压。 3、5-羟色胺:是一种组织激素 功能: (二)肽和蛋白质激素 这类激素包括由垂体(腺垂体、神经垂体),下 丘脑、胰腺、甲状腺、甲状旁腺、胃肠和胸腺等分泌 的激素。 1垂体激素: (1)腺垂体激素:已肯定的有9种 u 生长激素(GH)、催乳激素(LTH) u 促甲状腺素(TSH)、促卵泡激素(FSH)、黄体生成素(LH) u 促肾上腺皮质激素(ACTH) u 脂肪酸释放激素(LPH) u 促黑激素(MSH) u 内啡肽(endophin) 生长激素(GH)和催乳激素(LTH) 化学本质:蛋白质。 v 不同来源的GH,Mr不同,Mr 2万5万,结构差异较 大。如人的GH Mr 21000由191个氨基酸组成,是一条 肽链的蛋白质。牛的GH Mr 46000,由396个氨基酸组成。 v 不同种属来源的GH结构不同,但有一部分序列是相同 的,这相同的序列与生物功能有关。 生长激素: 催乳激素(LTH): v 催乳激素中有一段氨基酸序列与生长激素相似 v 一条肽链的蛋白质,人的LTH约由200个氨基酸组成。 GH的生理功能: 功能很广泛,可直接作用于全身的组织细胞 , 主要功能是促进骨和软骨的生长,此外促进 RNA的合成,从而促进蛋白质的合成。 功能: LTH的生理功能:刺激乳腺分泌乳汁,还能刺激黄体分泌孕酮。 化学本质: v 都是糖蛋白。 v 都由两条多肽链组成,分别称为链,链 (每条多肽链都含有糖)。比较短的一条是链, 较长的一条是链。也称亚基,亚基。 v 这三种激素链结构很相似,不同的在链。 推测不同激素特有的生理活性是由链决定的。 促甲状腺素(TSH) 促卵泡激素(FSH) 黄体生成素(LH) 促激素、促性腺激素 : 促激素 结构总结: v 糖蛋白,-,-链两条多肽链组成。-链结构 相似,-链结构不同,不同的生理活性是由- 链决定。 v 推测这三种激素有一个共同的祖先,即从同一个 前体分子来的。 促甲状腺激素:靶腺是甲状腺,促使甲状腺发育以及 分泌甲状腺激素,从而影响全身代谢 。 功能: 促卵泡激素和黄体生成素作用的靶是卵巢、睾丸 。 雄性:刺激睾丸发育,产生精子。 雌性:促卵泡成熟、排卵和分泌雌激素。 促卵泡激素: 黄体生成素:又称促间质细胞激素 雄性:刺激睾丸间质细胞发育,分泌雄性激素。 雌性:刺激卵巢间质细胞排卵,生成黄体和分 泌黄体激素。 促肾上腺皮质激素(ACTH) ACTH是39个氨基酸组成的多肽,有种属差异。 生理功能: 促使肾上腺皮质发育和促使肾上腺皮质分泌激素 。 脂肪酸释放激素(lipotropic hormones,LPH) -脂肪酸释放激素(-LPH):由91个氨基酸组成的蛋白质 -脂肪酸释放激素(-LPH):由58个氨基酸组成的蛋白质 功能:促使脂肪水解,释放出脂肪酸。 ACTH族激素和-LPH族激素很可能来源于同一个前体 (ACTH-LPH前体)。 促黑激素(MSH) 结构: vMSH有-MSH和-MSH,均为肽类化合物。 v-MSH是13肽,没有种属差异。 v-MSH有种属差异,人的-MSH是22肽,牛、羊 的-MSH是18肽。 功能:促使皮肤黑色细胞分泌黑色素,使皮肤 颜色加深。 将ACTH、 -MSH和-MSH这三者的结构比较 内啡肽(endophin) 从垂体分离出的一族具有吗啡功能的小肽,有、 、-三种,-内啡肽为16肽,-内啡肽为32肽,- 内啡肽为17肽。 功能:镇痛 (2)神经垂体激素:催产素、升压素(加压素) 过去认为催产素和升压素是神经垂体产生的,实际 上并不是神经垂体产生的,而是下丘脑神经细胞分泌的 ,然后顺着神经纤维运送到神经垂体,并贮存在那里, 在受到适当刺激时再分泌入血液。所以神经垂体实际上 是贮存和释放这二种激素的器官。 结构: 催产素(oxytocin)和升压素(也称加压素vasopressin )是含S-S键的9肽。 催产素无种属差异,升压素有种属差异。 这两种激素肽链骨架相似,都为含二硫键的二十 元环,差别在第3位和第8位氨基酸不相同。 催产素:使子宫平滑肌收缩,用于催产,还可使 乳腺平滑肌收缩,排出乳汁。 功能: 升压素:使毛细血管收缩,增加血压;并有减少 排尿的作用,即抗利尿作用,所以升压 素也称抗利尿激素。 催产素和升压素由于它们结构十分相似,很可能 有一个共同的祖先。它们的祖先很可能是vasotocin升 压催产素。 总结:垂体很小,但分泌的激素很多,这些激素 的分泌受下丘脑的控制。 2、下丘脑激素 下丘脑 释放因子/抑制因子 腺垂体 神经垂体 促激素 腺体 激素 靶细胞 催产素 升压素 下丘脑至少分泌10种激素,这10种激素的化学本质 都属肽类,而且是Mr较小的多肽。 促黑激素释放抑制因子 促黑激素释放因子 促肾上腺皮质激素释放因子 黄体生成素释放因子 促卵泡激素释放因子 促甲状腺激素释放因子 催乳激素释放抑制因子催乳激素释放因子 生长激素释放抑制因子(somatostatin) 生长激素释放因子 释放抑制因子 (RIF)释放因子 (RF) 多肽激素的特征: 许多激素的第一个氨基酸往往是焦谷氨酸,C端 为酰胺。即没有游离的氨基端和羧基端,这样可 防止氨肽酶、羧肽酶的降解。 多肽激素的原始祖先数目是有限的,即许多激素 来源于同一前体,从同一祖先来。 3脑肽 1975年有人从猪脑中分离出两种具有吗啡活性的肽: Leu-脑啡肽: H3+N-Tyr-Gly-Gly-phe-Leu-COO- 功能:镇痛 Met-脑啡肽: H3+N-Tyr-Gly-Gly-phe-Met-COO- 褪黑激素(melatonin): 松果体分泌 结构:N-乙酰-5-甲氧色胺 功能: 4胰岛素和胰高血糖素 (1)胰岛素(insulin) 结构: 功能: 促进糖原的生物合成以及葡萄糖的氧化,降 低血糖。 促进蛋白质及脂类的合成代谢。 糖原葡萄糖CO2 + H2O Insulin (2)胰高血糖素(glucagon) 结构:29肽 功能:在许多方面与胰岛素相反。 主要促使肝糖原分解,使血糖 促使脂肪分解。 哪些激素与维持血糖的水平有关? 5甲状旁腺激素和降钙素 (1)甲状旁腺激素(PTH) 结构:蛋白质激素,有种属差异。 功能:靶器官是骨和肾脏 血钙,血磷。 (2)降钙素(CT) 结构:由32个氨基酸组成的多肽 功能:靶也是骨和肾脏 血钙 血磷 v 甲状旁腺激素:血钙,血磷。 v 降血钙素:血钙,血磷。 v 1,25-二羟胆钙化醇:血钙,血磷。 其它的肽和蛋白质激素: 肠胃道激素 绒毛膜促性腺激素: HCG用于检测受孕 胸腺素:控制幼儿T淋巴细胞的发育 (三)类固醇激素 1肾上腺皮质激素 由肾上腺皮质分泌,主要有7种,它们是环戊烷 多氢菲的衍生物。 皮质激素一般结构式 (1)糖皮质激素 包括皮质酮、皮质醇和可的松 这类激素对糖代谢影响很大,而对水盐代谢影 响很小,所以称糖皮质激素。 主要功能:调节糖代谢,抑制糖的氧化,促使蛋白 质转化为糖,升高血糖。另外可减轻过 敏反应,减轻炎症。 (2)盐皮质激素 包括醛固酮、脱氧皮质醇、脱氧皮质酮、脱氢 皮质酮,其中以醛固酮的生理效应最强。 这类激素对水、盐代谢影响较大,对糖和蛋白质 代谢影响较小。 主要生理功能:促使体内保留钠,排出钾(保钠排 钾),调节水盐代谢。 2性激素类: 卵泡激素 黄体激素 主要由卵巢产生,但人类的胎盘、肾上腺皮质甚至 睾丸也产生少量雌激素。 (1)雌(性)激素 卵泡(激)素:雌二醇,雌三醇、雌酮,可看 作雌烃的衍生物。 雌二醇雌三醇雌酮 生理功能:促进女性器官发育、排卵。 雌二醇活性最高 雌二醇雌酮雌三醇 黄体激素:主要为孕酮 生理功能:促进子宫和乳腺发育,抑制排卵,抑 制动情,对全身代谢也有显著影响。 孕酮 (2)雄(性)激素 主要由睾丸的间质细胞分泌,但肾上腺皮质及卵巢也 分泌少量的雄性激素。 雄性激素:睾酮、雄酮、雄烯二酮,可看作雄烃的衍生物
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