生物化学07 激素

六、 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（10-9—10-15 mol/L） 3. 相对特异性 激素对靶细胞具有专一性。
4. 作用的时效性 有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
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★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。
2、 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
第七章 激 素
重点： 化学本质、激素的作用机理、常见激素的功能。
第一节 概 论
一、 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。
2、 激素与受体结合的特点（细胞因子）
①高亲和力
[ H ][R] Kd [ HR]
Kd在10-9—10-11 mol/L 浓度很低也能与受体结合，引起生物效应。 ②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。
③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
1、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
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
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、血管紧张素。
1、 垂体前叶激素（蛋白质）
①、 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。 ②、 促甲状腺激素（TSH） 功能：促进甲状腺的发育及分泌。
③、 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。
二、 激素的作用机理
★、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。
★、固醇类激素及甲状腺素：细胞内受体途径
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） GTP PIP2（磷脂酰 ATP
激素被称为第一信使。 cAMP被称为第二信使。
★PKA的靶酶：
酶 活性改变 磷酸化酶激酶 激活 糖原合成酶 抑制 丙酮酸激酶 抑制 组蛋白 核糖体蛋白 脂肪细胞的膜蛋白 线粒体的膜蛋白 微粒体蛋白 溶菌酶 代谢调节 糖原分解。 抑制糖原合成 抑制糖酵解
④受体—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。
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。
②受体—G蛋白—效应蛋白型
★结构特点：受体有胞外、跨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。
三、人体的内分泌组织及其分泌的激素
P551 图17-1 P551 表17-1
（一）、 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。
几种激素之间有时相互协同，有时相互抑制，达到平 衡。
第二节 激素的合成与分泌
P554 自学
重点：甲状腺素、（去甲）肾上腺素
第三节、重要激素举例 P558 选学
第四节 激素的作用机理
一、 激素是通过受体起作用的
1、 受体及其特点 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。
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。
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。
④、 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。
⑤、 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。
⑥、 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。
cAMP
cGMP
蛋白激酶（PKA、PKG、PKC）
肌醇二磷酸）
DAG IP3
蛋白磷酸化 酶活化 生理生化反应
Ca2+/CaM依赖型 蛋白激酶（CDPK） 胞内Ca2+释放
（一）
cAMP—蛋白激酶A途径
大部分含氮激素通过cAMP而起作用。
P424 图8-1 激素通过cAMP起作用的示意图
P572 图17-18 激素通过cAMP起作用的示意图
体结合，然后进入细胞核发挥作用。
3、 脂肪族激素（脂肪酸衍生物激素） 主要是前列腺素（PG）
五、激素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。
①、促黑色细胞激素（MSH） 刺激黑色素的扩散和生物合成
（三）、 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
三、 激素的主要生理功能 自学
（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。
⑦、脂肪酸释放激素（LPH）
水解脂类
2、垂体后叶激素（由下丘脑合成，贮存在神经 垂体中）
①、 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。 ②、 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
1、 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（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（GRF） 4、 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。
（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 （四）、调节生殖
四、 激素的化学本质
P551表17-1含氮激素 P553 、表17-2固醇类激素
1、 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 （FSH）、黄体生成素（LH）
★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)，
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、γ-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。
5、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的分泌有 负反馈抑制作用。
6、 促卵泡激素释放因子（FRF） 7、 催乳激素释放因子（PRF） 8、催乳激素释放抑制因子（PRIF） 9、 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（MRIF）
（二）、 垂体分泌的激素（10种）
[ H ][R] Kd [ HR]
=常数
当[H]↓时则[HR]↓
3、 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
4、受体的类型 细胞膜受体、细胞内受体 ①受体—离子通道型
③受体—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。
★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)。