1

第十六章 激素生化第十六章 激素生化

一、 概述一、 概述（一）内分泌系统的组织体系（一）内分泌系统的组织体系 制造分泌 血液制造分泌 血液

内分泌细胞 内分泌细胞 激素激素 靶细胞 靶细胞 生物学生物学效应效应

（第一信使）（第一信使）

2

内分泌细胞内分泌细胞

制造分泌制造分泌

1. 1. 内分泌腺 内分泌腺 e.g. e.g. 甲状腺甲状腺 2. 2. 内分泌细胞内分泌细胞 e.g. e.g. 胰岛胰岛 αβαβ 细胞细胞 3.3. 神经内分泌细胞 神经内分泌细胞 e.e.

g. g. 垂体后叶垂体后叶 -ADH-ADH 、催产素、催产素

1.1. 内分泌内分泌 (endocrine):(endocrine): 血循环血循环 2.2. 旁分泌旁分泌 (paracrine): (paracrine): 相邻 扩散相邻 扩散 3.3. 自分泌自分泌 (autocrine): (autocrine): 自身受体自身受体

3

（二）激素（二）激素 1.1. 化学本质化学本质 氨基酸衍生物氨基酸衍生物

肽或蛋白质肽或蛋白质

甲状腺激素甲状腺激素 儿茶酚胺类激素儿茶酚胺类激素 松果体激素松果体激素

胰岛素、胰高血糖素胰岛素、胰高血糖素 下丘脑激素、垂体激素下丘脑激素、垂体激素 甲状旁腺素、降钙素甲状旁腺素、降钙素 胃肠道激素胃肠道激素

4

类固醇类固醇

脂肪酸衍生物脂肪酸衍生物

2.2. 作用特点作用特点

肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素 性激素性激素 11 ，， 2525 （（ OHOH ）） 22-D-D33

前列腺素前列腺素

（（ 11 ）量小作用大）量小作用大 （（ 22 ）有特异性）有特异性 （（ 33 ）作用迅速）作用迅速

5

6

（三）激素的受体（（三）激素的受体（ receptorreceptor ））

1.1. 化学本质化学本质

2. 2. 存在部位存在部位

蛋白质蛋白质

靶细胞质膜靶细胞质膜 靶细胞内靶细胞内 靶细胞质膜和靶细胞内靶细胞质膜和靶细胞内

7

3. 3. 特点特点 （（ 11 ）高度的特异）高度的特异

性性 （（ 22 ）高度的亲和）高度的亲和 （（ 33 ）结合的可逆）结合的可逆

性性 （（ 44 ）生物学效应）生物学效应

激素激素 11- - 受体受体 11

非共价键结合（可逆）非共价键结合（可逆） 和结合量成正比和结合量成正比 1. 1. 血中激素的量血中激素的量

2. 2. 靶细胞上的受体的量靶细胞上的受体的量3. 3. 激素与受体的亲和力激素与受体的亲和力

8

（四）激素的作用机制（四）激素的作用机制

水溶性激素水溶性激素：：肽或蛋白质激素肽或蛋白质激素儿茶酚胺类激素儿茶酚胺类激素

脂溶性激素脂溶性激素：：类固醇激素类固醇激素甲状腺激素甲状腺激素11 ，， 2525 （（ OHOH ））22-D-D33

维甲酸维甲酸反式作用因子

9

（五）激素分泌的调节与反馈（五）激素分泌的调节与反馈1. 1. 受下丘脑、垂体的调节控受下丘脑、垂体的调节控制制

下丘脑下丘脑

垂体垂体

靶细胞内分泌腺靶细胞内分泌腺

++

++

--

----

--

负反馈负反馈 // 正反馈正反馈

10

e.g.(1)insulin e.g.(1)insulin 血 血 GlucoseGlucose

(2)(2) 甲状旁腺激素 血甲状旁腺激素 血 CaCa++

——

——

2. 2. 不受下丘脑、垂体的调节控制不受下丘脑、垂体的调节控制 血中某些成分改变来调节激素的分泌血中某些成分改变来调节激素的分泌

11

二、甲状腺激素二、甲状腺激素 （一）化学本质：（一）化学本质： 含碘的酪氨酸衍生物含碘的酪氨酸衍生物 TT3 3 三碘甲酰原氨酸三碘甲酰原氨酸 (triiodo thyroxine )(triiodo thyroxine )

TT44 甲状腺素（ 甲状腺素（ thyroxine)thyroxine)

L- TL- T3 3 ,L-,L-

TT44

12

13

(( 二）甲状腺激素（二）甲状腺激素（ TT33 、、 TT44 ）的）的合成合成

1 . 1 . 原料原料酪氨酸酪氨酸：：甲状腺球蛋白上的甲状腺球蛋白上的酪氨酸残基酪氨酸残基

碘碘：血液中摄取入无机碘化物（：血液中摄取入无机碘化物（ II-- ））

2. 2. 合成场所合成场所

甲状腺滤泡上皮细胞甲状腺滤泡上皮细胞 （胞膜外侧） （胞膜外侧）

14

3 .3 . 合成过程（三个阶段）合成过程（三个阶段）

1.1. 聚碘聚碘

耗能、主动转运、逆浓度差耗能、主动转运、逆浓度差

2.2. 碘的氧化碘的氧化 甲状腺过氧化物酶 甲状腺过氧化物酶 2I2I--+2H+2H+++H+H22OO22 “I “I22”+2H”+2H22O O 活性碘活性碘

15

食物碘 I- I- “I

2”

甲状腺滤泡 上皮细胞

甲状腺滤泡腔血液

钠泵

ATP ADP

还原 过氧化物酶

载体

16

（（ 11 ））成人碘的需要量（成人碘的需要量（ 50ug/50ug/ 天）天） 不足： 地方性甲状腺肿不足： 地方性甲状腺肿 大量供应：甲状腺手术前服用复方碘液大量供应：甲状腺手术前服用复方碘液

（（ 22 ）抑制甲状腺聚碘作用的因素）抑制甲状腺聚碘作用的因素 * ATP* ATP ：缺氧、氰化物、：缺氧、氰化物、 22 、、 44 二硝基苯酚等二硝基苯酚等 * * 钠泵：乌本苷钠泵：乌本苷 * * 载体： 载体： BrBr-- 、、 CLOCLO44

-- 、、 SCNSCN--

（（ 33 ））聚碘能力与甲状腺功能的关系聚碘能力与甲状腺功能的关系 吸吸 131131II 试验：甲亢试验：甲亢 ---- ---- 甲减甲减 --------

17

3.3. 酪氨酸的碘化和酪氨酸的碘化和 TT33 、、 TT44 的合成的合成 （（甲状腺滤泡腔甲状腺滤泡腔））

A.A. 场所： 场所： 甲状腺球蛋白（甲状腺球蛋白（ thyroglobulin)thyroglobulin)（（ 11 ））甲状腺滤泡上皮细胞分泌的一种甲状腺滤泡上皮细胞分泌的一种糖蛋白糖蛋白（（ 22 ）空间结构是）空间结构是 TyrTyr 碘化、碘化、 T3/T4T3/T4 合成必要条合成必要条

件件 B.B. 酪氨酸的碘化：酪氨酸的碘化：甲状腺球蛋白上甲状腺球蛋白上 TyrTyr 残基 残基 E MITE MIT ++ ““II22” DIT” DIT

18

EEC.MIT+ DIT T3C.MIT+ DIT T3 E E 储存（储存（ 2-42-4 月月** ）） DIT + DIT T4 DIT + DIT T4 （用药）（用药）

E: E: 甲状腺过氧化物酶 甲状腺过氧化物酶 催化 碘的 氧化催化 碘的 氧化 TyrTyr 的碘化的碘化 TT33 、、 TT44 的合成的合成

过程：图过程：图 16-316-3

19

图 16-3

20

4.4. 甲状腺激素的分泌、运输、降解甲状腺激素的分泌、运输、降解分泌分泌：： TSH TSH 图图 16-316-3

运输运输：：甲状腺结合球蛋白（甲状腺结合球蛋白（ TBGTBG ） ） 75%75% Pre-Alb 15%Pre-Alb 15% Alb 10% Alb 10%

血中：少量血中：少量 T3 TBGT3 TBG 结合（多）结合（多） 大量大量 T4 T4 游离游离

（少） （少） （活性）（活性） FT3FT3 （多）（多） FT4FT4 （少）（少）

21

FT3-FT3- 生理活性最强生理活性最强** 应用： 应用： TT3 TT4TT3 TT4 （（ RIARIA ，受，受 TBGTBG 影影响）响） *FT3 FT4*FT3 FT4降解降解：：

5’5’脱碘酶脱碘酶T4 T3T4 T3 四碘甲腺乙酸四碘甲腺乙酸 (( 脱氨、脱羧脱氨、脱羧 )) 一碘甲腺乙酸一碘甲腺乙酸 rT3*rT3* （（ 55脱碘酶）脱碘酶） 胆汁胆汁 ((肝脏肝脏 ) ) ++葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸

22

5. 5. 甲状腺激素分泌的调节甲状腺激素分泌的调节 受垂体、下丘脑的调节控制受垂体、下丘脑的调节控制

下丘脑下丘脑TRHTRH

垂体垂体TSHTSH

甲状腺甲状腺甲状腺 激素甲状腺 激素

靶细胞靶细胞

++

++

--

----

--

23

6. 6. 甲状腺激素对代谢的作用甲状腺激素对代谢的作用

A.A. 能量代谢能量代谢 NaNa++KK++-ATP-ATP 酶活性酶活性 BMRBMR （（ basic metabolic ratebasic metabolic rate ））B. B. 蛋白质代谢蛋白质代谢 促进蛋白质合成促进蛋白质合成

缺乏：呆小症缺乏：呆小症C. C. 糖代谢　　血糖糖代谢　　血糖D. D. 脂代谢脂代谢 脂肪动员　脂肪动员　 FFAFFA 胆固醇　　胆汁酸　　血胆固醇胆固醇　　胆汁酸　　血胆固醇

24

甲亢：甲亢： TCh TCh 甲减甲减 :TCh:TCh

E. E. 水代谢水代谢 促进淋巴循环促进淋巴循环 甲减：粘液性水肿甲减：粘液性水肿

7. 7. 常见甲状腺疾病常见甲状腺疾病

25

26

27

三、儿茶酚胺类激素三、儿茶酚胺类激素

（一）生物合成（一）生物合成1. 1. 原料：酪氨酸原料：酪氨酸 2. 2. 部位：嗜铬细胞部位：嗜铬细胞3. 3. 过程：图过程：图 16-516-5 限速酶：酪氨酸羟化酶限速酶：酪氨酸羟化酶

28

29

图 16-5

30

（二）降解（二）降解1. 1. 部位：主要是肝脏部位：主要是肝脏2. 2. 主要产物：主要产物：香草扁桃酸香草扁桃酸 （（ vanillyl mandelic acid vanillyl mandelic acid VMVMAA ） ） 3. 3. 过程：图过程：图 16-616-64. 4. 酶：儿茶酚酶：儿茶酚 -O--O- 甲基转移酶甲基转移酶 (catecholo-methytransferase, COMT(catecholo-methytransferase, COMT ） ） 单胺氧化酶单胺氧化酶 (momo-amine oxidase, MAO)(momo-amine oxidase, MAO)

5. 5. 正常正常 VMAVMA 排泄量排泄量 3-7ug/24H3-7ug/24H 嗜铬细胞瘤嗜铬细胞瘤 VMAVMA

31

变肾上腺素 /变去甲肾上腺素

3 ， 4- 二羟扁桃酸

图 16-6

32

（三） 对代谢的作用（三） 对代谢的作用 促进能量动员及利用促进能量动员及利用 cAMP cAMP 血糖血糖 （四）调节 （四）调节 (( 应激应激 )) 无下丘脑、垂体的调节无下丘脑、垂体的调节 交感神经兴奋交感神经兴奋 分泌 分泌

33

（一） 化学结构：（一） 化学结构：类固醇类激素类固醇类激素

1. 1. 特点特点：：A. 21A. 21 碳碳B. B. 一双键 △一双键 △ 44 一羟基 一羟基 C21C21 二酮基 二酮基 C3C3 ，， C20C202. 2. 糖皮质激素与盐皮质激素的结构特点糖皮质激素与盐皮质激素的结构特点 图 图 16-816-8

34

四、 肾上腺皮质激素四、 肾上腺皮质激素

组织学位置组织学位置 (( 肾上腺皮肾上腺皮质质 ))

球状带球状带

束状带束状带

网状带网状带

分泌的激素分泌的激素

盐皮质激素盐皮质激素 （醛固酮）（醛固酮）糖皮质激素糖皮质激素

（皮质醇）（皮质醇）性激素性激素

（脱氢表雄酮）（脱氢表雄酮）

对代谢的作用对代谢的作用

调节水盐代谢调节水盐代谢

调节糖、脂、调节糖、脂、蛋白质代谢蛋白质代谢

肾上腺雄激素肾上腺雄激素

35

（二）生物合成（二）生物合成1. 1. 原料：胆固醇原料：胆固醇 血中摄取 血中摄取 乙酰辅酶乙酰辅酶 AA 合成合成

2. 2. 场所及酶：场所及酶：肾上腺皮质细胞肾上腺皮质细胞 20α20α 羟化酶羟化酶（需（需 NADPHNADPH ，， CycP450CycP450 ，，加单氧酶加单氧酶系系））

33 、合成过程及特点：、合成过程及特点：（（ 11 ）过程）过程

36

1

*2*3

1711

1118

图 16-8

37

（三） 分泌与运输（三） 分泌与运输

（（ 11 ） 分泌量与血中浓度） 分泌量与血中浓度（（ 22 ） 分泌的特点（脉冲，） 分泌的特点（脉冲，昼夜节律昼夜节律，体位），体位）（（ 33 ） 运输（） 运输（ CBGCBG ））

（四） 灭活及排泄（四） 灭活及排泄 （（ 11 ）灭活场所： 肝脏）灭活场所： 肝脏（（ 22 ）灭活主要反应： ）灭活主要反应： 加氢， 与加氢， 与 GAGA 结合 结合 尿排尿排

38

1717 羟类固醇（羟类固醇（ 17-OHCS 17-OHCS ）） ： ：

•肾上腺糖皮质激素的代谢产物， 肾上腺糖皮质激素的代谢产物，

•1717 位上仍保持有二羟丙酮位上仍保持有二羟丙酮 •THFTHF ，， THETHE 和游离皮质醇和游离皮质醇 •24hr24hr 尿中含量反映了尿中含量反映了糖皮质激素糖皮质激素分泌正常与否分泌正常与否。

39

1717 酮类固醇（酮类固醇（ 17-KS17-KS ））：：

•代谢产物 皮质醇 代谢产物 皮质醇 (( 少数少数 )) 雄性激素雄性激素 (( 主要主要 ))

•1717 位上侧链断裂而转变为酮基位上侧链断裂而转变为酮基

•24hr24hr 尿中含量反映了 糖皮质激素尿中含量反映了 糖皮质激素 雄激素 肾上腺分泌雄激素 肾上腺分泌 性腺分泌性腺分泌

40

（五） 对代谢的作用 表（五） 对代谢的作用 表 16-716-7

糖代谢糖代谢

蛋白质 蛋白质 代谢代谢

脂代谢脂代谢

外周组织外周组织 肝 肝 血液 血液 血糖利用血糖利用 糖异生糖异生 血糖 血糖 糖原合成糖原合成 蛋白质合成蛋白质合成 蛋白质合成蛋白质合成 血氨基酸 血氨基酸 蛋白质分解蛋白质分解 （紫纹）（紫纹） 脂肪动员脂肪动员 脂肪合成脂肪合成 血 血 FFAFFA““向心性肥胖”向心性肥胖”

41

（六）糖皮质激素（六）糖皮质激素激素分泌的调节激素分泌的调节 激素治疗后停药的原则 激素治疗后停药的原则

下丘脑下丘脑CRHCRH

垂体垂体ACTHACTH

肾上腺皮质肾上腺皮质糖皮质激素糖皮质激素

靶细胞靶细胞

++

++

--

----

--

42

六、垂体激素六、垂体激素 垂体激素的特点垂体激素的特点：：

1.1. 共有共有 99 种激素种激素

2.2. 化学本质为化学本质为肽肽、、蛋白质蛋白质、、糖蛋白糖蛋白

3.3. 分子结构相似分子结构相似，有交叉免疫反应，交，有交叉免疫反应，交叉 叉 生理功能生理功能 ACTH ACTH 　 　 GH GH 　　　　 ADHADH MSH MSH 　　　　 PL PL 　　　　 OXOX

43

表 16-7

44

4.4. 可来源一个共同的前体，经剪切而成不同可来源一个共同的前体，经剪切而成不同 的激素， 的激素， e.g. ACTHe.g. ACTH 、、 MSHMSH 、内啡肽、脑啡肽、内啡肽、脑啡肽 来源于鸦片皮质原来源于鸦片皮质原

45

七、下丘脑激素七、下丘脑激素 　 　

1. 1. 化学本质：化学本质：多肽多肽

2. 2. 分泌二类激素 分泌二类激素 释放激素释放激素（（ releasing hormones,releasing hormones,RHRH ））

释放抑制激素释放抑制激素（（ releasing inhibiting releasing inhibiting hormones,hormones, RIH RIH ） ）

46

图 16-19

47

八、心钠素和内皮素八、心钠素和内皮素　　 （合成部位，作用）　　 （合成部位，作用） 心钠素 心：心钠素 心：心房细胞合成分泌的心房细胞合成分泌的多肽多肽 钠：钠：排钠、利尿排钠、利尿拮抗 受体：膜受体拮抗 受体：膜受体 - cGMP- cGMP

内皮素 内皮：内皮素 内皮：猪主动脉内皮细胞的猪主动脉内皮细胞的多肽多肽 作用：作用：强烈的缩血管作用（强烈的缩血管作用（ mamax)x) （高血压机制）（高血压机制） 受体跨膜受体受体跨膜受体 - G- G 蛋白蛋白

48

九、瘦蛋白（九、瘦蛋白（ leptinleptin ））

基因基因 肥胖基因肥胖基因 （（ obob基基因）因）

蛋白质蛋白质 瘦蛋白瘦蛋白 本质：激素本质：激素 分泌：体内白色脂肪组织细胞分泌：体内白色脂肪组织细胞 作用：调节机体脂肪恒定作用：调节机体脂肪恒定 ---- 减少进食、增加能量消耗减少进食、增加能量消耗检测：检测： RIARIA 、、 ELISAELISA 结果：肥胖人结果：肥胖人 >>正常人正常人 (( 瘦蛋白拮抗瘦蛋白拮抗 ))