内分泌总论(较好).pptx
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1、 内分泌学总论内分泌学总论 江苏大学附属医院内分泌科江苏大学附属医院内分泌科 第一页,共六十一页。概论几个根本概念内分泌系统:经典的内分泌系统是指由内分泌腺包括下丘脑、垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、性腺及胰岛组成的系统。非经典的内分泌系统还包括心、肝、肺、肾、胃肠道、皮肤、脂肪细胞及免疫细胞等。内分泌:狭义的内分泌是指内分泌器官或细胞分泌激素释放入血循环而作用于靶细胞。广义的内分泌还包括邻分泌、并列分泌、自分泌、腔分泌、胞内分泌、神经分泌。第二页,共六十一页。第三页,共六十一页。内分泌系统除其内分泌系统除其固有的内分泌腺固有的内分泌腺(垂体、甲状腺、垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、性腺和胰岛
2、甲状旁腺、肾上腺、性腺和胰岛)外外,尚有分布在尚有分布在心、肺、肝、胃肠、肾、脑的内分泌组织和细胞。心、肺、肝、胃肠、肾、脑的内分泌组织和细胞。它们所分泌的激素它们所分泌的激素,可通过血液传递可通过血液传递(内分泌内分泌),),也也可通过细胞外液局部或邻近传递可通过细胞外液局部或邻近传递(旁分泌旁分泌,乃至乃至所分泌的物质直接作用于自身细胞所分泌的物质直接作用于自身细胞(自分泌自分泌),),更更有细胞内的化学物直接作用在自身细胞称为胞内有细胞内的化学物直接作用在自身细胞称为胞内分泌。分泌。第四页,共六十一页。概论l内分泌腺:内分泌腺:以合成和分泌激素为主要功能的器官以合成和分泌激素为主要功能的
3、器官称为内分泌腺体,如垂体、松果体、甲状称为内分泌腺体,如垂体、松果体、甲状腺、肾上腺、胰岛、性腺等。腺、肾上腺、胰岛、性腺等。第五页,共六十一页。概论激素:激素:经典的激素是指由内分泌器官产生并释放经典的激素是指由内分泌器官产生并释放入血循环,运输到靶器官或靶细胞发挥一定入血循环,运输到靶器官或靶细胞发挥一定效应的微量化学物质。效应的微量化学物质。广义的激素还包括生长因子、细胞因子、广义的激素还包括生长因子、细胞因子、神经肽及神经递质。神经肽及神经递质。因为它们有共同的特征:因为它们有共同的特征:1、都是作为细胞细胞间信息传递的化学、都是作为细胞细胞间信息传递的化学信使。信使。2、功能相同见
4、激素功能、功能相同见激素功能 3、作用模式相同:都是通过与靶细胞的、作用模式相同:都是通过与靶细胞的受体结合受体结合 发挥作用。发挥作用。4、在作用上可相互交叉。如胰岛素可以、在作用上可相互交叉。如胰岛素可以发挥生长发挥生长 因子的作用。因子的作用。第六页,共六十一页。内分泌学的开展 腺体内分泌学研究腺体内分泌学研究 组织内分泌学研究组织内分泌学研究 分子内分泌学研究分子内分泌学研究第七页,共六十一页。腺体内分泌学研究腺体内分泌学研究 将内分泌腺切除将内分泌腺切除,观察切除前、后的生理生化改变观察切除前、后的生理生化改变,再将回内分泌腺中提取的有效成分补充给所切除的动物再将回内分泌腺中提取的有
5、效成分补充给所切除的动物,观察激素补充后的恢复情况。观察激素补充后的恢复情况。从内分泌腺提取激素从内分泌腺提取激素,分析其有效成分分析其有效成分,了解其化学了解其化学结构结构,进而制备各种类同物和拮抗物进而制备各种类同物和拮抗物,丰富了对各个内分丰富了对各个内分泌腺的认识。泌腺的认识。第八页,共六十一页。早期的实验l结扎狗的胰腺导管并切除胰腺l将新鲜的胰腺切成小片,放到盛有Ringer氏液的冷却过的研钵中l将混合物冷冻l几小时后,混合物被溶化,组织被小心的用沙子和研钵捶浸软l液体通过纸张被过滤出来l过滤物为原始的胰腺提取物,用于注射第九页,共六十一页。在狗身上的实验l1921年7月30日给糖尿
6、病狗注射了胰腺提物l血糖水平有明显下降第十页,共六十一页。组织内分泌学研究组织内分泌学研究 激素的提纯及其抗体制备激素的提纯及其抗体制备,激素的放射性核素标激素的放射性核素标记记,放射免疫测定放射免疫测定,放射受体测定放射受体测定,酶联免疫化学和发酶联免疫化学和发光免疫测定等。光免疫测定等。免疫荧光显微技术利用抗体与细胞外表或内部免疫荧光显微技术利用抗体与细胞外表或内部高分子抗原特异性结合高分子抗原特异性结合,进行定位研究进行定位研究,了解激了解激素分布情况素分布情况,通过光镜、电镜可以识别各种激素分泌通过光镜、电镜可以识别各种激素分泌细胞细胞,加深对分泌激素或类激素的恶性肿瘤的认识。加深对分
7、泌激素或类激素的恶性肿瘤的认识。应用冷冻割断法可通过电镜看到细胞内部各种应用冷冻割断法可通过电镜看到细胞内部各种细胞器及细胞核的立体形象细胞器及细胞核的立体形象;应用冷冻蚀刻复型法应用冷冻蚀刻复型法,可显示不同层次的结构。可显示不同层次的结构。第十一页,共六十一页。分子内分泌学研究分子内分泌学研究 分子水平研究分子水平研究,激素基因、受体克隆、基因表达、转激素基因、受体克隆、基因表达、转录和翻译的调控、基因点突变、基因缺失和敲除、基因录和翻译的调控、基因点突变、基因缺失和敲除、基因插入、激素作用机制探讨、细胞内信号放大与转录以及插入、激素作用机制探讨、细胞内信号放大与转录以及细胞代谢、细胞增生
8、、分化、凋亡等细胞代谢、细胞增生、分化、凋亡等,已成为研究的热已成为研究的热点。点。国内应用基因重组技术己能人工合成人胰岛素、人国内应用基因重组技术己能人工合成人胰岛素、人生长激素等等生长激素等等,广泛应用于临床。广泛应用于临床。第十二页,共六十一页。Homozygous Mutation in Melanocortin-4 Receptor Gene第十三页,共六十一页。人胰岛素的生产过程质量控制和包装第十四页,共六十一页。激素激素 激素分类激素分类根据化学性质分为四类根据化学性质分为四类 肽类激素肽类激素 TSHTSH、GHGH、FSHFSH、LHLH等等 胺类激素胺类激素 儿茶酚胺、儿茶
9、酚胺、5-5-羟色胺等羟色胺等 氨基酸类激素氨基酸类激素 T3T3、T4T4 类固醇激素类固醇激素 皮质醇、醛固酮、性激素、维生素皮质醇、醛固酮、性激素、维生素D D 第十五页,共六十一页。(一一)肽类激素肽类激素 蛋白质和肽类激素都是由蛋白质和肽类激素都是由DNADNA相应相应基因编码基因编码,先转录出先转录出mRNA,mRNA,然后以此为模板由细胞质核糖体然后以此为模板由细胞质核糖体翻译出蛋白质和肽类激素前体翻译出蛋白质和肽类激素前体,经裂解和经裂解和(或或)加工形成具加工形成具有活性的物质有活性的物质,在靶细胞发挥作用在靶细胞发挥作用,如前甲状旁腺素原可如前甲状旁腺素原可转变为甲状旁腺素
10、原转变为甲状旁腺素原,再转变为甲状旁腺素再转变为甲状旁腺素;类似转变类似转变见于胰岛素见于胰岛素,由一条长链多肽经蛋白酶水解而成。激由一条长链多肽经蛋白酶水解而成。激素原因如鸦片素原因如鸦片-黑素黑素-促皮质素原促皮质素原(proopiomelanoco,POMC)(proopiomelanoco,POMC)在不同细胞可降解为多种激在不同细胞可降解为多种激素素,降钙素基因在不同组织的降钙素基因在不同组织的mRNA,mRNA,可翻译出不同的肽可翻译出不同的肽,如在神经细胞内转变为降钙素基因相关肤如在神经细胞内转变为降钙素基因相关肤(cautonin-(cautonin-gemgem也也ted p
11、eptide,CGRP),ted peptide,CGRP),而在甲状腺透明细胞内转而在甲状腺透明细胞内转变为降钙素。变为降钙素。第十六页,共六十一页。(二二)氨基酸类激素氨基酸类激素 甲状腺素甲状腺素(T4)(T4)和三碘甲状腺原氨酸和三碘甲状腺原氨酸(T3)(T3)系在系在甲状腺球蛋白分子中经氨酸碘化和偶联而成甲状腺球蛋白分子中经氨酸碘化和偶联而成,T4,T4、T3T3在甲状腺滤泡细胞内经多个步骤而合在甲状腺滤泡细胞内经多个步骤而合成并贮存于滤泡胶质成并贮存于滤泡胶质,然后再由滤泡上皮细胞然后再由滤泡上皮细胞所释放。所释放。第十七页,共六十一页。(三三)胺类激素胺类激素 如肾上腺素、去甲肾
12、上腺素、多巴胺可由氨酸如肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺可由氨酸转化而来转化而来,需要多个酶的参与需要多个酶的参与 5-5-羟色胺羟色胺(血清素血清素)那那么来自色氨酸么来自色氨酸,经过脱竣和经化而成。褪黑素经过脱竣和经化而成。褪黑素(melatoninn)(melatoninn)也来自色氨酸。也来自色氨酸。第十八页,共六十一页。(四四)类固醇激素类固醇激素 核心为环戊烷多氢菲核心为环戊烷多氢菲,肾上腺和性腺可将胆固醇肾上腺和性腺可将胆固醇经过多个酶经过多个酶(如链裂酶、羟化酶、脱氢酶、异构酶等如链裂酶、羟化酶、脱氢酶、异构酶等)的参与和作用的参与和作用,转变成为转变成为糖皮质激素糖皮质激素(皮
13、质醇皮质醇)、盐皮盐皮质激素质激素(醛固酮醛固酮)、雄性激素雄性激素(脱氢表雄酮、雄烯二酮、。脱氢表雄酮、雄烯二酮、。睾丸主要产生睾和二氢睾酮睾丸主要产生睾和二氢睾酮,卵巢主要产生卵巢主要产生雌二醇和孕雌二醇和孕酮酮。从胆固醇合成雌二醇需要。从胆固醇合成雌二醇需要6 6个酶的参与。维生素个酶的参与。维生素E E由皮肤由皮肤7-7-脱氢胆固醇在紫外线和一定温度下合成脱氢胆固醇在紫外线和一定温度下合成,然然后需在肝内经后需在肝内经25-25-羟化羟化,在肾内经在肾内经11短化短化,才成为具有才成为具有生物活性的生物活性的1,25-1,25-二羟维生素二羟维生素D3D3第十九页,共六十一页。二、激素
14、降解与转换二、激素降解与转换激素通过血液、淋巴液和细胞外液而转运到靶细胞部位激素通过血液、淋巴液和细胞外液而转运到靶细胞部位发挥作用发挥作用,并经肝肾和靶细胞代谢降解而灭活。血液中并经肝肾和靶细胞代谢降解而灭活。血液中肽类激素的半衰期仅数分钟肽类激素的半衰期仅数分钟,而非水溶性激素而非水溶性激素,如甲状腺如甲状腺激素、类固醇激素与转运蛋白激素、类固醇激素与转运蛋白(甲状腺素结合球蛋白、甲状腺素结合球蛋白、性激素结合球蛋白、白蛋白性激素结合球蛋白、白蛋白)结合其半衰期可延长。激结合其半衰期可延长。激素浓度和转运蛋白结合量、亲和性均可素浓度和转运蛋白结合量、亲和性均可.影响其结合型影响其结合型和游
15、离型激素的比值。游离型激素可进入细胞内发挥其和游离型激素的比值。游离型激素可进入细胞内发挥其生物作用并参与激素合成的反响调节。生物作用并参与激素合成的反响调节。第二十页,共六十一页。三、激素的作用机制三、激素的作用机制 激素要发挥作用激素要发挥作用,首先必须转变为具有活性的激素首先必须转变为具有活性的激素,如如T T4 4转变为转变为T T3 3,以便与其特异性受体结合。根据激素以便与其特异性受体结合。根据激素受体所在部位不同受体所在部位不同,分为二类分为二类:肽类激素、胺类激肽类激素、胺类激素、细胞因子、前列腺素作用于细胞膜受体素、细胞因子、前列腺素作用于细胞膜受体;类固醇激素、类固醇激素、
16、T T3 3、维生素、维生素D D、视黄酸作用于细胞质或、视黄酸作用于细胞质或核内受体。核内受体。受体有两个主要功能受体有两个主要功能,一是识别微量的激素一是识别微量的激素,二是与激素结合后在细胞内转变为生物活性作用。二是与激素结合后在细胞内转变为生物活性作用。第二十一页,共六十一页。表表表表711 711 711 711 激素受体分类激素受体分类激素受体分类激素受体分类 类型类型类型类型 相关相关相关相关 激素激素激素激素 细胞膜受体细胞膜受体细胞膜受体细胞膜受体 7 7 7 7次穿膜受体次穿膜受体次穿膜受体次穿膜受体(与与与与G G G G蛋白偶联受体蛋白偶联受体蛋白偶联受体蛋白偶联受体)
17、促卵泡素、黄体生成素、促肾上腺皮质激素、促卵泡素、黄体生成素、促肾上腺皮质激素、促卵泡素、黄体生成素、促肾上腺皮质激素、促卵泡素、黄体生成素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺激素、甲状旁腺素、降钙素、肾上促甲状腺激素、甲状旁腺素、降钙素、肾上促甲状腺激素、甲状旁腺素、降钙素、肾上促甲状腺激素、甲状旁腺素、降钙素、肾上 腺素、生长抑素、膜升糖素、血管加压素、腺素、生长抑素、膜升糖素、血管加压素、腺素、生长抑素、膜升糖素、血管加压素、腺素、生长抑素、膜升糖素、血管加压素、血管紧张素血管紧张素血管紧张素血管紧张素 、前列腺素、前列腺素、前列腺素、前列腺素 1 1 1 1次穿膜受体次穿膜受体次穿膜受体次穿膜
18、受体(含内在激酶含内在激酶含内在激酶含内在激酶)胰岛素、胰岛素样生长因子胰岛素、胰岛素样生长因子胰岛素、胰岛素样生长因子胰岛素、胰岛素样生长因子-1-1-1-1、血小板源生、血小板源生、血小板源生、血小板源生 酶氨酸激酶酶氨酸激酶酶氨酸激酶酶氨酸激酶 长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长因子 丝丝丝丝/苏氨酸激酶苏氨酸激酶苏氨酸激酶苏氨酸激酶 抑制素、激活素、转化生长因子抑制素、激活素、转化生长因子抑制素、激活素、转化生长因子抑制素、激活素、转化生长因子 鸟苷酸环化酶鸟苷酸环
19、化酶鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶 心房利尿钠肽心房利尿钠肽心房利尿钠肽心房利尿钠肽 1 1 1 1次穿膜受体次穿膜受体次穿膜受体次穿膜受体(不含内在激酶不含内在激酶不含内在激酶不含内在激酶)生长激素、催乳素、细胞因子、神经生长因子生长激素、催乳素、细胞因子、神经生长因子生长激素、催乳素、细胞因子、神经生长因子生长激素、催乳素、细胞因子、神经生长因子4 4 4 4次穿膜受体次穿膜受体次穿膜受体次穿膜受体(配基把闸离子通道配基把闸离子通道配基把闸离子通道配基把闸离子通道)均系神经递质、乙酰胆碱、均系神经递质、乙酰胆碱、均系神经递质、乙酰胆碱、均系神经递质、乙酰胆碱、5-5-5-5-羟色胺、氨酪酸羟色胺
20、、氨酪酸羟色胺、氨酪酸羟色胺、氨酪酸 细胞内受体细胞内受体细胞内受体细胞内受体 细胞质受体细胞质受体细胞质受体细胞质受体 糖皮质激素、盐皮质激素、雌二醇、孕酮雄激糖皮质激素、盐皮质激素、雌二醇、孕酮雄激糖皮质激素、盐皮质激素、雌二醇、孕酮雄激糖皮质激素、盐皮质激素、雌二醇、孕酮雄激 素、素、素、素、T3T3T3T3、细胞核受体细胞核受体细胞核受体细胞核受体1,25-1,25-1,25-1,25-二羟维生素二羟维生素二羟维生素二羟维生素D D D D3 3 3 3、视黄酸、视黄酸、视黄酸、视黄酸(维维维维A A A A酸酸酸酸)第二十二页,共六十一页。第二十三页,共六十一页。细胞膜受体细胞膜受体
21、 细胞膜受体有四类。作用于细胞膜受体的激素种类很细胞膜受体有四类。作用于细胞膜受体的激素种类很多多,作用机制比较复杂作用机制比较复杂,可以通过磷酸化和非磷酸化途径介可以通过磷酸化和非磷酸化途径介导各种生物反响导各种生物反响,激素与受体结合形成的复合物激素与受体结合形成的复合物,可使可使GsGs(兴奋性兴奋性G G蛋白蛋白)或或Gi(Gi(抑制性抑制性G G蛋白蛋白)的的、r r亚单位三者亚单位三者中的中的亚单位与鸟昔三磷酸亚单位与鸟昔三磷酸(GTP)(GTP)结合到激素结合到激素,受体复合物受体复合物,从而作用于腺昔酸环化酶促使从而作用于腺昔酸环化酶促使(或抑制或抑制)ATP)ATP转变为转变
22、为CAMP(CAMP(第第二信使二信使),CAMP),CAMP与与CAMPCAMP依赖性调节蛋白激酶的调节亚单依赖性调节蛋白激酶的调节亚单位结合位结合,从而激活蛋白激酶从而激活蛋白激酶,进入细胞核后进入细胞核后,使转录因子磷使转录因子磷酸化并激活酸化并激活,促进促进mRNAmRNA和蛋白合成和蛋白合成,产生相应生物反响。产生相应生物反响。第二十四页,共六十一页。激素激素-受体复合物受体复合物 可使受体变构可使受体变构,使钙通道开放使钙通道开放,钙钙离子向细胞内流离子向细胞内流,并使细胞内钙离子由细胞器释放并使细胞内钙离子由细胞器释放,从而使细胞内从而使细胞内Ca2+Ca2+浓度增加浓度增加,激
23、活蛋白激酶激活蛋白激酶,继而使继而使蛋白磷酸化而发挥生物作用。钙离子可通过钙调蛋蛋白磷酸化而发挥生物作用。钙离子可通过钙调蛋白而改变蛋白构型白而改变蛋白构型,增强酶的催化作用。某些激素可增强酶的催化作用。某些激素可以通过受体而兴奋以通过受体而兴奋G G蛋白蛋白,使细胞膜磷脂酶使细胞膜磷脂酶(pbospbolipase)C(pbospbolipase)C激活激活,继而使磷脂酰肌醇裂解三磷继而使磷脂酰肌醇裂解三磷酸肌醇酸肌醇IP3)IP3)和二脂酰甘油和二脂酰甘油(DAG),(DAG),后二者均为第二后二者均为第二信使信使,DAG,DAG可激活蛋白激酶可激活蛋白激酶(protein kinase)
24、C,(protein kinase)C,使蛋使蛋白磷酸化。白磷酸化。IP3 IP3可使细胞内质网和线粒体释放可使细胞内质网和线粒体释放Ca2+Ca2+。蛋白激酶蛋白激酶C C与与Ca2+Ca2+偶联可使激素作用充分发挥偶联可使激素作用充分发挥第二十五页,共六十一页。激素激素.受体复合物可使受体发生构象受体复合物可使受体发生构象改变改变,从而产生第二信使从而产生第二信使,如如CAMPCAMP、CGMPCGMP、CaCa2+2+、IP3IP3、DAG,PKCDAG,PKC使细胞质使细胞质蛋白磷酸化蛋白磷酸化,并可通过细胞核内转录并可通过细胞核内转录因子磷酸化因子磷酸化,使使DNADNA和和mRNA
25、mRNA表达表达,从而从而引起细胞代谢改变和细胞生长与分引起细胞代谢改变和细胞生长与分化。化。第二十六页,共六十一页。(二二)核受体和细胞质受体核受体和细胞质受体 激素浓度、受体数量与亲和激素浓度、受体数量与亲和性决定细胞的生物应答性性决定细胞的生物应答性(生物反响生物反响)。类固醇激素、甲。类固醇激素、甲状腺激素、状腺激素、1,25(OH)2D31,25(OH)2D3和维和维A A酸通过结构类似的受体超酸通过结构类似的受体超家族在细胞内发挥家族在细胞内发挥,促使促使DNADNA基因转录和基因转录和mRNAmRNA翻译而产生翻译而产生蛋白和酶蛋白和酶,改变细胞的生物作用。未结合配基的类固醇改变
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