內(nèi)分泌調(diào)節(jié)軸講稿課件

2023/7/20內(nèi)分泌調(diào)節(jié)軸講稿一、下丘腦—垂體—甲狀腺軸TRH（促甲狀腺激素釋放激素，thyrotropin-releasinghormone)：結(jié)構：由谷氨酸—組氨酸—脯氨酸構成的三肽；生理作用：促進腺垂體合成和分泌促甲狀腺激素TSH，從而促進甲狀腺激素的合成與釋放；促進腺垂體分泌催乳素和生長激素；對胃液分泌與胃運動有抑制作用；TSH（促甲狀腺素）TSH（thyroidstimulatinghormone,thyrotropin)是腺垂體分泌的一種糖蛋白，分子量25000Da；其分子結(jié)構中含有一個a鏈和一個?鏈，其中a鏈與FSH、LH的a鏈完全相同，?鏈的結(jié)構差異較大，并決定其特殊的生理作用；生理作用：促進甲狀腺細胞增生；促進甲狀腺激素的合成與分泌；促進脂肪組織內(nèi)的脂肪動員。甲狀腺及其激素甲狀腺是個體發(fā)育中最早出現(xiàn)的內(nèi)分泌腺之一，禽類的甲狀腺在孵化第7天開始活動，哺乳動物的甲狀腺在胚胎中期開始發(fā)揮功能；甲狀腺位于氣管腹側(cè)，甲狀軟骨附近，由腺泡腔組成，腺泡腔內(nèi)充滿由甲狀腺球蛋白組成的膠狀物質(zhì)；甲狀腺主要分泌甲狀腺素（thyroxine,T4;triiodothyroxine,T3與rT3。甲狀腺激素（一）結(jié)構：由酪氨酸殘基和一個酚環(huán)構成，T4含4個碘原子，T3含3個碘原子；合成：包括以下4個過程聚碘作用：腺泡細胞依賴碘泵（iodinepump)從血漿中主動攝取碘離子；碘的活化：碘離子在過氧化物酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚缘?；酪氨酸碘化：活性碘在酪氨酸碘化酶作用下，與甲狀腺球蛋白分子上的酪氨酸結(jié)合，形成一碘酪氨酸殘基（MIT）和二碘酪氨酸殘基（DIT）；偶連：MIT+DIT=T3，DIT+DIT=T4甲狀腺激素（二）儲存：T3、T4合成后，與甲狀腺球蛋白共同儲存在腺泡腔中，在機體需要時，甲狀腺球蛋白被吞飲入細胞內(nèi)，被溶酶體酶水解，釋放出T3、T4；轉(zhuǎn)運：T3、T4在血液中99%與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合，1%的保持游離；滅活：T4在組織內(nèi)脫去一個碘，形成T3而發(fā)揮作用。T4半衰期為6-7天，T3為1-3天。甲狀腺激素的生理作用對代謝的作用促進氧化產(chǎn)熱，提高基礎代謝，參與體溫調(diào)節(jié)（鈉-鉀-ATP酶、ADP）；參與維持毛細血管通透性，促進水與離子轉(zhuǎn)運；促進單糖吸收、糖原分解，促進胰島素降解，升高血糖；促進甘油三酯、磷脂、膽固醇的分解與合成；促進蛋白質(zhì)和酶的合成，維持總氮平衡；甲狀腺激素的生理作用對生長發(fā)育與生殖的作用促進組織器官的分化，對生長激素的促生長作用起允許作用；促進神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能；參與胚胎發(fā)育、生精作用，維持正常生殖。二、下丘腦—垂體—生長軸GHRH（growthhormonereleasinghormone,生長激素釋放激素)：由下丘腦釋放的多肽類激素,其結(jié)構由44、40或37個氨基酸殘基構成；GHRH的生理作用：促進腺垂體分泌和釋放生長激素；GHRH的生物技術研究與應用生長抑素（somatostatin,SS)SS也稱為GIH（growthhormonereleasinginhibitinghormone),1973年由Brazeau從綿羊的下丘腦提取成功，并確定了分子結(jié)構。SS由14個（或28個）氨基酸殘基構成，其前體物含116個氨基酸殘基；已人工合成；SS不僅存在于下丘腦，還存在于腦的其它部位、胰腺、胃腸道粘膜和外周神經(jīng)；SS的生理作用：抑制腺垂體細胞分泌生長激素；抑制其它腺垂體激素（LH、TSH、FSH、PRL、ACTH）、胰島素、胰高血糖素以及胃腸道激素的分泌；抑制神經(jīng)系統(tǒng)的活動；SS的生物技術研究與應用生長激素（growthhormone,GH)GH的分子結(jié)構：由單肽鏈構成，含191個氨基酸殘基，分子量20000-26000Da，有明顯的種屬特異性；GH的分泌有明顯的晝夜節(jié)律和年齡變化；GH的作用方式：直接對組織細胞發(fā)揮作用；通過肝臟產(chǎn)生IGF（類胰島素生長因子）間接發(fā)揮作用：GH的生理作用：促進全身組織細胞的生長與增殖；促進鈣、磷和硫酸鹽在軟骨中的沉積；促進物質(zhì)代謝：促進細胞攝取氨基酸、促進DNA與蛋白質(zhì)合成、促進脂肪分解、促進胰島素分泌、加速葡萄糖利用、促進無機離子的攝取和利用。類胰島素生長因子（IGF）IGF（insulin-likegrowthfactor)包括IGF-1、IGF-2兩種；主要由肝臟在GH作用下分泌，其它組織也可合成一定量的IGF，并主要在局部發(fā)揮作用；GH的促生長作用主要是通過IGF介導而實現(xiàn)的；IGF在結(jié)構上與胰島素原相似，為單鏈多肽，人IGF-1含70個氨基酸殘基，分子量7646Da，哺乳類IGF-1結(jié)構與此高度同源。人IGF-2含67個氨基酸殘基，分子量7470Da；IGF在肝臟的生成不僅受到血液GH濃度的影響，更重要的取決于肝細胞上GH受體的含量。類胰島素生長因子（IGF）IGF的作用：IGF-1可直接促進組織細胞的分裂增殖、促進蛋白合成與沉積、抑制蛋白質(zhì)降解；高濃度的IGF-1可促進脂肪沉積；IGF-2主要在動物的胚胎發(fā)育中發(fā)揮重要的促進作用。IGF的轉(zhuǎn)運：血液或組織中存在IGF結(jié)合蛋白（IGFbindingprotein,IGFBP)。目前共發(fā)現(xiàn)六種IGFBP（IGFBP1-6），其中，IGFBP-2、IGFBP-3含量較高；IGFBP的作用：與IGF結(jié)合，作為血液與組織中的IGF庫；參與調(diào)節(jié)IGF的活性。IGFBP的組成與含量是評價組織中IGF活性的一項重要指標。生長激素（somatotropin）對家畜生長與泌乳的作用及其機制前言世界人口在未來40年將增加一倍，在未來40年中人類對食物的需求相當于人類有史以來所消耗的食物總和相等；為滿足上述需求，必須依賴新技術以增加食物的產(chǎn)出率；應用外源性生長激素作為一種生物技術，可以提高食物（肉、奶）產(chǎn)出率，同時減少肉品的脂肪沉積；生長激素的出現(xiàn)EvansandSimpson(1920)給大鼠注射牛垂體提取物，證實其具有促生長作用，稱之為“生長激素”；進一步發(fā)現(xiàn)，生長激素提取物還能提高大鼠與山羊的泌乳量，降低大鼠的脂肪沉積；1945年，Li，EvansandSimpson首次從垂體前葉分離生長激素成功；重組生長激素（recombinantGH)的出現(xiàn)盡管生長激素的作用一再被實驗所證實，而且二戰(zhàn)中英國科學家曾用來提高奶牛產(chǎn)奶量，但由于從垂體提取生長激素來源有限，無法滿足商業(yè)生產(chǎn)的需要；80年代初，生物技術取得突破，出現(xiàn)了應用重組DNA技術生產(chǎn)生長激素；1982年，重組牛生長激素（bST）首次應用于奶牛，隨后出現(xiàn)了大量bST與pST（重組豬生長激素）應用于家畜的報道生長激素的結(jié)構生長激素是由動物的腦垂體前葉合成與分泌的一種蛋白類激素；生長激素的分泌受到下丘腦GRF與SS的調(diào)節(jié)；生長激素含191個氨基酸殘基，bST與pST有90%的氨基酸序列同源，但兩者與hST只有65%同源；因此，bST與pST對人的生長無影響；生長激素的結(jié)構值得注意的是，從垂體分泌的ST具有不同的變異型（variant）,例如，bST有四種變異型，第127位上為leucine或valine,第191位alanine,第190位phenylalanine。不同的變異型其作用特點有差異，如127-valine比127-leucine促進泌乳的作用更強，血液中濃度也更高；生長激素的結(jié)構pST與hST的三維結(jié)構已經(jīng)清楚。ST含4個α螺旋，ST為二價分子，因其含有2個位點分別結(jié)合不同的ST受體，重組的ST結(jié)合蛋白（受體的胞外域）與bST以1：2結(jié)合；而且按一定的順序結(jié)合。牛、豬ST受體已被克隆，pST受體cDNA序列與hST受體cDNA有89%的同源性，而bST受體為76%；因此受體同源性比激素高；生長激素的促生長作用對肌肉與脂肪組織之間的營養(yǎng)重分配有顯著影響；30-77日齡豬注射pST(100ug.kgBW-1.day-1)后，日增重提高10-20%，料肉比提高13-33%，脂肪沉積降低70%，肌肉增長62%。在反芻動物的效果比豬差，其原因與瘤胃發(fā)酵有關；對經(jīng)過良好選育的瘦肉型豬種，生長激素仍有較好的效果；生長激素的作用效果與動物的年齡有關，在豬的生長后期應用效果最佳；生長激素的促生長作用生長激素在促進生長、提高料肉比、改善胴體組成作用的側(cè)重點與其劑量有關。提高體增重及蛋白質(zhì)沉積以100ug.kgBW-1.day-1最佳，提高料肉比以200ug.kgBW-1.day-1最佳；其原因是生長激素通過不同的作用機制調(diào)節(jié)肌肉與脂肪組織的生長及營養(yǎng)代謝；生長激素可減少脂肪組織對葡萄糖的利用，使后者轉(zhuǎn)向肌肉組織。而葡萄糖是豬的脂肪組織合成脂肪的主要底物；生長激素對泌乳的作用從哺乳類實驗動物、豬、綿羊、山羊、奶牛到人，注射外源性生長激素均可提高泌乳性能；目前世界上有25個國家允許在奶牛使用生長激素；美國平均每年有65萬頭奶牛使用生長激素；在泌乳早期使用ST效果不佳，因此，多在整個泌乳期的后80%使用。一般提高產(chǎn)奶量10-15%（每天增加4-6kg）；三、下丘腦—垂體—腎上腺軸CRH（corticotropinreleasinghormone,促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素）：含41個氨基酸殘基，其生理作用是促進腺垂體合成和釋放促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）；ACTH（adrenocorticotropichormone;促腎上腺皮質(zhì)激素,或corticotropin)：含39個氨基酸殘基，分子量4500Da，其活性基團為N端的23個氨基酸，而且在各種哺乳動物中相同；ACTH的前體物含有260個氨基酸，并且是MSH與內(nèi)腓肽的共同前體；ACTH的生理作用促進腎上腺皮質(zhì)合成與分泌糖皮質(zhì)激素（主要是皮質(zhì)醇與皮質(zhì)酮）；促進腎上腺髓質(zhì)合成與分泌腎上腺素；刺激腎小球旁細胞分泌腎素；促進脂肪動員與脂肪酸氧化。腎上腺及其激素腎上腺位于腎臟前緣，分為皮質(zhì)與髓質(zhì)，兩者在胚胎發(fā)生、形態(tài)結(jié)構、功能上均不同；鳥類的髓質(zhì)散在分布于皮質(zhì)之間；腎上腺皮質(zhì)起源于中胚層，由外向內(nèi)分為球狀帶、束狀帶、網(wǎng)狀帶；球狀帶主要分泌醛固酮，調(diào)節(jié)水鹽代謝，因此稱為鹽皮質(zhì)激素；束狀帶與網(wǎng)狀帶主要分泌皮質(zhì)醇與皮質(zhì)酮，調(diào)節(jié)糖代謝，因此稱為糖皮質(zhì)激素；網(wǎng)狀帶還分泌少量性激素。皮質(zhì)激素均屬于類固醇激素，含有21個碳原子構成的甾環(huán)，由膽固醇轉(zhuǎn)化而來；腎上腺髓質(zhì)髓質(zhì)起源于外胚層（類似神經(jīng)組織），直接受交感神經(jīng)節(jié)前纖維支配，分泌腎上腺素與去甲腎上腺素。糖皮質(zhì)激素糖皮質(zhì)激素有四種：皮質(zhì)醇、皮質(zhì)酮、皮質(zhì)素（考的松）和11-去氧皮質(zhì)酮；其中起主要生理作用的是皮質(zhì)醇、皮質(zhì)酮；鳥類、大鼠、小鼠、兔的糖皮質(zhì)激素以皮質(zhì)酮為主（95%以上）；牛、羊、人的糖皮質(zhì)激素以皮質(zhì)醇為主（90%以上）；貓、狗以皮質(zhì)酮為主（80%）；合成皮質(zhì)激素所需的膽固醇主要來自血液，少量由細胞合成。由膽固醇轉(zhuǎn)化為皮質(zhì)激素包含一系列反應（皮質(zhì)激素-------孕烯醇酮----------皮質(zhì)激素）。糖皮質(zhì)激素血漿中大部分與血漿蛋白結(jié)合（鹽皮質(zhì)激素大部分游離），皮質(zhì)酮和皮質(zhì)醇的半衰期分別為80-120、70-90分鐘；發(fā)揮作用后大部分在肝臟降解。糖皮質(zhì)激素的生理作用對物質(zhì)代謝的作用糖代謝：促進糖異生（由氨基酸生成葡萄糖）、抑制葡萄糖的利用，導致血糖升高；蛋白質(zhì)代謝：抑制蛋白質(zhì)合成（肝、胃、泌尿生殖器官）、促進蛋白質(zhì)分解（骨骼肌、骨、淋巴器官、皮膚），造成負氮平衡；脂肪代謝：促進脂肪動員、抑制葡萄糖進入脂肪細胞合成脂肪（但由于血糖升高導致胰島素分泌，后者有強烈的促進脂肪合成的作用，總效應為促進脂肪合成）。水鹽代謝：有一定的保鈉排鉀和增加細胞外液容量的作用糖皮質(zhì)激素的生理作用對其它器官系統(tǒng)的作用心血管系統(tǒng)：維持心血管系統(tǒng)的緊張性與反應性（糖皮質(zhì)激素的“允許作用”）血細胞：促進骨髓合成紅細胞和血小板，抑制淋巴細胞分裂，直接使淋巴細胞溶解破壞；胃腸道：使胃粘膜壁細胞增多增高，促進胃酸分泌和胃蛋白酶分泌；維持胃與十二指腸對迷走神經(jīng)的反應性；神經(jīng)系統(tǒng)：減少腦中r-氨基丁酸的含量，增強神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性；抑制免疫機能、抗炎癥、抗過敏、抗休克作用。四、下丘腦—垂體—性腺軸GnRH（gonadotropinreleasinghormone,促性腺激素釋放激素）：為10肽酰胺結(jié)構，已人工合成。GnRH的生理作用：促進腺垂體合成和分泌促性腺激素(gonadotropin)（包括卵泡刺激素FSH、黃體生成素LH），因GnRH對LH的刺激作用較強，又稱為黃體生成素釋放激素（LRH）；GnRH對動物的性行為有促進作用。在腦內(nèi)也發(fā)現(xiàn)有GnRH。注射GnRH可刺激動物交配。卵泡刺激素（FSH）FSH的結(jié)構：FSH（follicalstimulatinghormone)為糖蛋白激素，其結(jié)構與TSH相似，分子中含有一個a鏈和一個?鏈，其中a鏈與TSH、LH的a鏈完全相同，?鏈的結(jié)構差異較大，并決定其特殊的生理作用。FSH的生理作用：對雌性：促進卵泡細胞增殖和卵泡生長，促進卵泡液分泌；對雄性：發(fā)動精子生成，在睪酮的協(xié)同作用下促進精子成熟。黃體生成素（LH）LH（luteinizinghormone)的結(jié)構：與FSH、TSH相似；LH的生理作用：

對雌性：經(jīng)FSH的預先作用（容許作用）后，與FSH共同促進雌激素合成與卵泡成熟；激發(fā)排卵；促進黃體生成和孕酮分泌。對雄性：促進睪丸間質(zhì)細胞增殖與合成雄激素（因此由稱為間質(zhì)細胞刺激素interstitialcellstimulatinghormone，ICSH)雄性激素睪丸激素的種類：睪丸分泌的激素主要是雄激素（androgen),由睪丸間質(zhì)細胞（leydigcell)分泌，從哺乳動物體內(nèi)已分離到3種天然雄激素：睪酮（testosterone)、雄烯二酮、去氫表雄酮。三種激素均由膽固醇轉(zhuǎn)化而來，其中以睪丸含量最高、活性最強；睪丸的支持細胞(sertolicell)還分泌抑制素（insulin)和少量雌激素。抑制素對垂體分泌FSH有負反饋作用，從而參與精子生成的調(diào)節(jié)。睪酮在血液中98%與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合，2%呈游離狀態(tài)。睪酮在細胞內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p氫睪酮（dihydrotestosterone)，后者的活性比睪酮大2.6倍，是睪酮發(fā)揮作用的形式。睪酮的生理作用對胚胎發(fā)育的作用：刺激中腎管轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌愿叫云鞴?，抑制副中腎管轉(zhuǎn)變?yōu)榇菩愿叫云鞴伲碳ど城话l(fā)育成陰莖與陰囊，誘導下丘腦雄性化，關閉周期性分泌中樞。對睪丸生精功能的作用：參與FSH發(fā)動的生精作用，促進精原細胞的形成與初級精母細胞的減數(shù)分裂，參與精子的成熟與長期存活；對雄性附性征與附性器官的作用：促進雄性附性器官的發(fā)育及功能，促進雄性的性欲、性行為、爭斗行為。對生殖系統(tǒng)以外的作用：促進組織蛋白合成及骨骼發(fā)育，促進腎臟分泌促紅細胞生成素，促進紅細胞生成。卵巢激素卵巢分泌的激素有雌激素、孕酮、雄激素和肽類激素。雌激素(estrogen)：主要由卵泡的顆粒細胞和內(nèi)膜細胞合成與分泌，此外，腎上腺皮質(zhì)和牛、馬、豬的胎盤也分泌雌激素。哺乳動物中已發(fā)現(xiàn)10多種天然雌激素，其中以雌二醇（estradiol)與雌酮（estrone)為主，其余都是這兩種激素的轉(zhuǎn)化或降解產(chǎn)物。孕酮（progesterone)：又稱為孕激素，主要由成熟的顆粒黃體細胞合成與分泌，此外，成熟卵泡的顆粒細胞、內(nèi)膜細胞及腎上腺皮質(zhì)也分泌少量孕酮。馬、牛、羊的胎盤是體內(nèi)孕酮的主要來源。卵巢分泌的肽類激素卵泡抑制素：由顆粒細胞分泌，能抑制FSH釋放與卵泡發(fā)育；卵母細胞成熟抑制因子（OMI）：由顆粒細胞分泌，分子量1500Da，能抑制卵母細胞的第一次成熟分裂；FSH受體結(jié)合抑制因子（FSH-RBI）：分子量小于700，能抑制FSH與顆粒細胞膜上的受體結(jié)合，對防治卵泡過早成熟和促使大多數(shù)卵泡閉鎖有一定作用；LH受體結(jié)合抑制因子（LH-RBI）：由黃體分泌分子量4000，抑制LH與受體結(jié)合，減少孕酮分泌，對黃體退化有一定作用；松弛素（relaxin)：由妊娠黃體分泌，分子量6000，使子