动物生理学 (部分章节)

第9章 内 分 泌9-1 经典内分泌腺体及其分泌的主要激素和化学性质表9–1 经典内分泌腺体及其分泌的主要激素和化学性质内分泌腺分泌的主要激素主要靶细胞化学性质腺垂体促甲状腺激素（TSH）甲状腺糖蛋白促卵泡激素（FSH）性腺糖蛋白黄体生成素/间质细胞刺激素（LH/ICSH）性腺糖蛋白促性腺激素（鱼，GtH）鱼类性腺糖蛋白生长激素（GH）骨、软骨组织191肽催乳素（PRL）乳腺199肽促肾上腺皮质激素（ACTH）肾上腺皮质39肽促黑（素细胞）激素（MSH）黑素细胞18肽促脂解素（LPH）脂肪组织18肽β–内啡肽神经垂体抗利尿激素/血管升压素（ADH/VP）肾、血管9肽催产素（OXT，缩宫素 OT）输卵管、子宫、乳腺等9肽松果体褪黑素（MLT）多种组织胺类8–精缩宫素甲状腺甲状腺素（T4）全身组织胺类三碘甲腺原氨酸（T3）全身组织胺类甲状腺C细胞鳃后体（鱼、禽）降钙素（CT）降钙素（CT）骨、肾、肠32肽甲状旁腺甲状旁腺激素（PTH）骨、肾、肠32肽胰岛B细胞胰岛素多种组织蛋白质胰岛A细胞胰高血糖素肝、脂肪组织29肽胰岛D细胞生长抑素（SS）消化器官等14肽胰岛F细胞胰多肽消化器官等36肽肾上腺髓质去甲肾上腺素（NE）多种组织胺类肾上腺素（E）多种组织胺类肾上腺皮质糖皮质激素（如皮质醇）多种组织类固醇盐皮质激素（如醛固酮）肾等排泄器官类固醇胸腺胸腺素T淋巴细胞肽类内分泌腺分泌的主要激素主要靶细胞化学性质睾丸、卵巢睾酮（T）睾丸及全身组织类固醇抑制素腺垂体糖蛋白雌二醇（E2）卵巢及全身组织类固醇激活素松弛素卵巢孕酮（P）子宫类固醇9-2 内分泌腺和激素的发现内分泌的概念最初由法国生理学家Claud Bernard 提出，1855年Claud Bernard从实验中发现，肝细胞可不通过任何导管将糖分泌到血液中，他认为这是一种不同于消化腺和汗腺需要通过固定的管道来释放自己的分泌物的新的分泌方式，并与机体内环境成分恒定有密切关系。

他的观点给后人研究内分泌的思路以很大的启发。

1902年英国的生理学家Bayliss和他的学生Starling发现，用盐酸溶液刺激失去神经支配而保持血液循环的小肠襻黏膜时，能引起去神经的胰腺分泌胰液，而将盐酸直接注射入血液却没有此效应。

进一步实验证明，该小肠黏膜分泌的物质[后来证明是促胰液素（secretin）] 是通过血液循环到达胰腺的，从而刺激胰腺的分泌（见第5章）。

因此他们认为，机体内除了神经调节（nervous regulation）外，可能还存在一个通过无管腺分泌特异的化学信使到血液中，经血液循环运送，调节远距离靶器官活动的新的调节方式，即体液性化学调节（chemical regulation）。

1905年，Hardy 创用了用“hormone”一词（希腊文，意为刺激、使兴奋）来概括这类化学信使。

几年后，Penole引入了“内分泌学”（endocrinology）这一术语。

9-3 功能器官生成的主要激素及其化学性质表9–2 功能器官生成的主要激素及其化学性质主要来源激素名称主要靶细胞化学性质下丘脑促甲状腺素释放素（TRH）腺垂体3肽促性腺素释放素（GnRH）腺垂体10肽促性腺素释放抑制因子（鱼，GnRIF）腺垂体（鱼）多巴胺促肾上腺皮质素释放素（CRH）腺垂体41肽生长素释放抑制素/生长抑素（GHRIH/ SS）腺垂体14肽生长素释放激素（GHRH）腺垂体44肽催乳素释放因子（PRF）腺垂体肽催乳素释放抑制因子（PIF）腺垂体多巴胺促黑（素细胞）激素释放因子（MRF）腺垂体5肽促黑（素细胞）激素释放抑制因子（MIF）腺垂体3肽主要来源激素名称主要靶细胞化学性质消化管、脑促胃液素（G）消化器官17肽促胰液素（S）消化器官27肽缩胆囊素（CCK）消化器官33肽心血管心房钠尿肽(ANP)内皮素一氧化氮（NO）肝胰岛样生长因子-1 （IGF-1）/ 生长激素介质（SM）25–羟维生素D3胎盘雌二醇（E2）卵巢及全身组织类固醇孕酮（P）子宫类固醇人胎盘人绒毛膜促性腺素（HCG）卵巢等糖蛋白人绒毛膜生长腺素（HCS）母体及胎儿191肽母马胎盘孕马血清促性腺素（PMSG）卵巢糖蛋白肾1，25－二羟维生素D3 [1，25-(OH)2D3] 消化管类固醇促红细胞生成素（EPO）骨髓165肽尾下垂体（鱼）尾紧张素Ⅰ、Ⅱ（UⅠ、UⅡ）肾、鳃等41肽、23肽其他组织前列腺素（PG）周身组织脂肪酸衍生物血小板源生长因子（PDGF）上皮生长因子（EGF）细胞因子血管紧张素(Ang) 血管、肾上腺皮质小分子肽瘦素（LP）9-4 脊椎动物内分泌系统的起源与进化比较生理学研究证明，最原始的内分泌调节作用是由神经内分泌细胞产生的神经分泌物完成的，它们比一般神经细胞产生的神经递质能保持较长的时间，并扩散或运送到较远的部位，作用于较大的范围。

无脊椎动物的内分泌主要是神经分泌作用，只有较高等的无脊椎动物（软体动物和节肢动物）和脊椎动物才具有非神经性分泌特征和起源于非神经性组织的内分泌腺体。

脊椎动物内分泌系统的起源主要集中在神经系统、消化系统和部分生肾组织。

低等脊椎动物（如圆口类）的神经分泌细胞广泛分布在脑和脊髓。

随着动物的进化，高等脊椎动物的神经分泌细胞主要集中在2～3个很小的部位。

一是松果体，它是由间脑的上丘脑区发展起来的。

二是间脑的下丘脑区，出现了许多神经内分泌细胞集中的核团，如低等动物的视前核，哺乳动物的视上核、室旁核、弓状核、腹内侧核、视交叉上核等。

在鱼类由脊髓末端的神经分泌细胞逐渐集中形成的尾下垂体是神经分泌的第三个部位。

肾上腺髓质的细胞和交感神经节细胞均来自神经嵴，当用铬盐处理时，它们的细胞内颗粒都变为棕色，因而称为嗜铬组织。

嗜铬反应是这些细胞和交感神经系统有关的重要标志之一，表明它们都含有儿茶酚胺——去甲肾上腺素和肾上腺素。

因此，肾上腺髓质可以看成是一个交感神经的外周神经节，而嗜铬细胞实质上是没有纤维的交感神经节后神经元。

它们的分泌活动直接受交感神经节前纤维的调节。

甲状腺、甲状旁腺、鳃后体、胰岛、腺垂体及胃肠道内分泌细胞等均由消化管前部发展而来。

原始脊索动物的消化管前部是滤食器官，在口腔和鳃部产生大量黏液性分泌物，能黏住随水流进口腔的食物，并能连同食物被送至消化管后部，在消化和代谢活动中起重要作用。

随着颚的形成，捕食习性和周期摄食出现，消化管前部尤其是黏液分泌细胞逐渐形成了一系列的内分泌器官，以适应于对化学调节物质需要日益增加的趋势。

例如七鳃鳗幼体没有甲状腺，变态时由幼体器官内柱形成了甲状腺（图9–1），而内柱在原始脊索动物和七鳃鳗幼体的主要作用就是分泌黏液黏着食物，并促使碘与酪氨酸结合，参与代谢调节。

在这个部位的其他一些内分泌器官也发生了类似的进化发展情况。

如胃和肠上皮散布着一些分泌激素（促胰液素和促胃液素）的细胞。

胰岛和胃肠内分泌细胞均起源于内胚层。

七鳃鳗幼体的胰岛组织埋藏于前肠黏膜下层。

有些硬骨鱼类和蛇类的胰岛组织位于胆囊附近，大多数脊椎动物的胰岛散布于胰腺内。

鳃后体和甲状旁腺起源于鳃囊，它与胸腺均由内胚层的咽上皮所形成。

一般甲状旁腺有两对，起源于第Ⅲ、Ⅳ 对鳃囊。

鱼类没有甲状旁腺，两栖类以上的陆栖脊椎动物才有，这可能和陆地生活及钙盐的储存与调节活动有关。

鳃后体起源于最后一对鳃囊。

除圆口类以外，所有脊椎动物都有鳃后体，一般位于心脏周围，但哺乳动物的鳃后体在个体发育过程中移到甲状腺内，成为甲状腺的C细胞，又称滤泡旁细胞。

腺垂体也由消化管前部形成，胚胎时期口腔顶部上皮向上生长形成拉克氏囊，与其上方由间脑底部向下生长的神经组织紧密接触，囊上皮继续生长形成腺垂体，向下生长的神经组织形成神经垂体，腺垂体和神经垂体共同构成脑垂体。

图9–1 脊椎动物内分泌系统起源和进化模式图表示甲状腺和脑垂体的系统发生性腺和肾上腺皮质是由生肾组织和体腔的一部分中胚层组织发展形成的，位于体腔内侧的生殖嵴形成性腺；而位于肾和性腺之间的生肾组织形成肾上腺皮质。

胚胎时期生肾组织与体腔联系，而在原始脊索动物体腔具有排泄和生殖双重功能。

随着动物进化，性腺的激素主要控制生殖功能，而肾上腺皮质激素则主要调节物质代谢。

由来自外胚层的肾上腺髓质和肾上腺皮质一起形成肾上腺。

鱼类没有具体的肾上腺，但有相应的组织与哺乳动物的肾上腺髓质同源，为嗜铬组织；而与皮质同源，分散于肾之间的称肾间组织。

板鳃类的肾上腺的皮质和髓质完全分开；而在硬骨鱼类中这两种组织或多或少地密切相联。

还有些鱼类和两栖类的嗜铬组织常排列于肾间组织之中，形成肾上腺复合体。

爬行类以上的脊椎动物均形成一对肾上腺，而且嗜铬组织和肾上腺皮质结合紧密。

但爬行类和鸟类的嗜铬组织是分散在肾上腺皮质内部的。

只有哺乳动物的嗜铬组织才集中位于肾上腺皮质内部，形成典型的肾上腺髓质和肾上腺皮质界限分明的肾上腺（图9–2）。

只有硬骨鱼类才有斯坦尼斯小体，简称斯氏小囊，也是一种肾间组织，来自前或中肾管。

但与肾间组织没有联系，其功能类似于高等动物的甲状旁腺。

图9–2 脊椎动物肾上腺与肾的关系深色部分为嗜铬组织；浅色部分为皮质组织9-5 激素的合成、分泌、转运与代谢（1）激素的合成肽类和蛋白质激素的合成与一般蛋白质合成过程相似，即需要通过基因转录、翻译并合成肽链，先形成的是比激素相对分子质量大的前体物质，即前激素原（pre-prohormone），前激素原进一步裂解为激素原（prohormone），最后经高尔基复合体包装和降解形成有活性的激素。

类固醇激素和胺类激素分别以胆固醇、酪氨酸等为原料，依靠细胞质或分泌小泡制造的各种专门的酶，经过一系列酶促反应过程而合成。

（2）激素的分泌内分泌细胞将激素释放到细胞外液的过程，称为分泌。

各种激素由于其合成和储存的方式不同，分泌的方式也有较大差异。

含氮类激素合成后都以颗粒形式在细胞内储存，然后经胞吐作用从细胞释放到细胞外液中。

类固醇激素合成后很少储存，主要通过单纯扩散经细胞膜释放至细胞外液中。

（3）激素的转运激素分泌后，经血液循环或体液扩散，到达靶细胞的过程称为转运。

转运的路程有长、有短，方式也多种多样。

如肽类和胺类水溶性激素能直接溶于血浆，以游离状态随血液运行，而脂溶性激素和甲状腺激素必须与非特异性或特异性蛋白结合才能转运，只有少量呈游离状态，游离态激素与结合态激素之间可以相互转变，并保持动态平衡。

虽然游离态激素比例很低，但只有这些游离态激素才能通过毛细血管壁进入靶细胞，发挥调节作用。

因此，就生理意义而言，激素游离态浓度比结合态更为重要。

（4）激素的代谢激素从释放出来到失活并被消除的过程，称为激素的代谢。

代谢通常以半衰期（half life），即指激素的浓度或活性在血液中减少一半需要的时间表示。

激素在血液中的半衰期很短，一般只有几分钟到几十分钟，最短的（如前列腺素）甚至不到1 min，较长的如类固醇激素也不过几天。