.,第五章激素化學,.,5.1概述,1.概念激素（hormone）：是生物體內特殊組織或腺體產生的微量化學信息分子。它們被直接分泌到體液中，通過體液運送到特定作用部位（靶細胞或靶器官），從而引起生理效應。2.作用促使高等生物機體的細胞和組織器官既分工又合作，形成一個統一的整體。,.,1，含量少；在生物體某特定組織細胞產生；2，作用大，效率高，在新陳代謝中起調節控制作用。3，通過體液的運動被輸送到其他組織中發揮作用；在醫療上，激素也是一類重要藥物。,3特點,.,4.分類,腺體,組織,.,5.2動物激素,5.2.1人體及脊椎動物激素的化學本質和生理功能,.,1.氨基酸衍生物激素,甲狀腺激素,.,甲狀腺素（thyroxine）的主要生理功能主要是促進糖、脂及蛋白質的代謝；促進機體的生長發育和組織分化疾病甲狀腺機能衰退：呆小癥，厚皮癥甲狀腺機能亢進：突眼性甲狀腺腫癥膳食中缺碘：甲狀腺腫大（大脖子病）,.,腎上腺素（epinephrine）,腎上腺素的生理功能使血管收縮，增高血壓調節糖原分解，增加血糖含量,由腎上腺髓質分泌的激素，由酪氨酸轉變而來。,.,2.肽和蛋白質激素,垂體激素腦垂體在神經系統的控制下，起調節體內各種內分泌腺作用。,.,垂體前葉激素,促腎上腺皮質激素（ACTH，adrenoccrticotropichormone）生理功能促進腎上腺皮質的發育和分泌治療痛風、氣喘及皮膚痛等。,.,促甲狀腺素（TSH，thyroid-stimulatinghormone）生理功能促進甲狀腺的發育及分泌，從而影響全身代謝。生長激素（GH，growthhormone）生理功能刺激骨及軟骨的生長促進蛋白質的生物合成影響蛋白質、糖類、脂類的代謝疾病侏儒癥、巨人癥、肢端肥大癥,.,促卵泡素（FSH，folliclestimulatinghormone）促使卵巢（或精巢）發育，促使卵泡（或精子）生成和釋放。促黃體生成素（LH，luteinizinghormome）促進卵泡發育成黃體，促進分泌孕酮，阻止排卵，或促使睪丸的間質細胞發育，刺激睪丸分泌激素。催乳素（LTH，prolactin）刺激已發育完全的乳腺分泌乳汁，刺激并維持黃體分泌孕酮。,.,促黑激素（MSH，melanocytestimulatinghormone）,生理功能促進皮膚色素形成，控制皮色素顆粒在細胞質內的分布。,內啡肽（endophin）使人全身麻醉，體溫降低達數小時之久,.,垂體后葉激素,催產素（oxytocin）使平滑肌收縮，具有催產及使乳腺排乳的作用。加壓素（vasopression）使小動脈收縮，增高血壓；減少排尿作用，調節水代謝。,.,下丘腦激素,下丘腦所分泌的激素主要包括：釋放激素（或釋放因子）和釋放抑制激素。促甲狀腺素釋放激素（TRH）促腎上腺皮質激素釋放激素（CRH）促卵泡素釋放激素（FRH）促黃體生成素釋放激素（LRH）生長素釋放激素（GRH）；生長素釋放抑制激素（GRIH）促黑激素釋放激素（MRH）;促黑激素抑制釋放激素（MRIH）催乳素釋放激素（PRH）；催乳素釋放抑制激素（PRIH）,.,人體內分泌腺和靶組織的主要調節關系,第一級激素,第二級激素,第三級激素,第一靶,第二靶,終靶,三級調節水平,葉,.,胰島素（insulin）,胰島由、三種細胞組成。細胞：胰高血糖素細胞：胰島素細胞：生長激素抑制因子1922年，從胰臟中提取得到一種較純的降血糖物質，命名為胰島素。1965年，我國完成了牛結晶胰島素的全合成工作。,.,結構,21個氨基酸殘基,30個氨基酸殘基,AA鏈；BB鏈；C連接肽；D信號肽,.,生理功能低血糖效應：一方面提高組織攝取葡萄糖的能力；另一方面促進肝糖原和肌糖原的合成，抑制肝糖原的分解。因此，胰島素有降低血糖含量的作用。胰島素分泌顯著減少，血糖升高，發生糖尿病。胰島機能亢進，造成胰島素休克。,.,胰高血糖素（glucagon）,胰高血糖素為胰島的-細胞分泌的多肽激素，由29個氨基酸組成。,生理功能：促進肝糖原分解，使血糖升高。,胰高血糖素原,.,甲狀旁腺素和降鈣素,由甲狀旁腺分泌作用于骨基質和腎臟，共同調節鈣、磷代謝，使血中鈣磷濃度相對穩定。甲狀旁腺素（PTH）可以升高血鈣降鈣素（CT）可以降低血鈣,腦肽（enkephalins）,Met-腦啡肽：酪-甘-甘-苯丙-蛋Leu-腦啡肽：酪-甘-甘-苯丙-亮,.,3.類固醇激素,類固醇（甾體）激素是一類脂溶性激素，它們在結構上都是環戊烷多氫菲衍生物。腎上腺皮質激素由腎上腺皮質分泌產生,.,糖皮質激素調節糖代謝：抑制糖的氧化，使血糖升高；促進蛋白質轉化為糖。包括：皮質酮、17-羥皮質酮（氫化可的松）和17-羥-11-脫氫皮質酮（可的松）鹽皮質激素調節水鹽代謝：促使體內保留鈉離子及排出過多的鉀離子，調節水鹽代謝。包括：11-脫氧皮質酮、17-羥-11-脫氧皮質酮11-脫氫皮質酮和醛固酮。,.,性激素類與動物的性別及第二性征的發育有關。分泌受垂體的促性腺激素（LHF和SH）調節。雄性激素包括：睪酮、雄酮、雄烯二酮雌性激素卵泡素：雌酮、雌二醇、雌三醇黃體激素：黃體酮,.,脂肪酸衍生物激素前列腺素,前列腺素（簡稱PG）是一類具有生理活性物質的總稱，現在已發現有幾十種。這類激素廣泛存在于哺乳動物的各種組織中。,根據環戊烷上的取代基和不飽和鍵的位置的不同，分為：A、B、C、D、E、F、G、H、I等類；每類根據雙鍵數的多少分類。,.,生理功能不同結構的前列腺素，其功能也不相同：PGE、PGF有收縮平滑肌的作用；PGE、PGA是有效的血管擴張劑；PGE、PGI可抑制血小板聚集作用；作為激素的調節物起作用。,.,5.2.2無脊椎動物激素的化學本質和生理功能,1.昆蟲激素昆蟲的內激素保幼激素蛻皮激素腦激素,昆蟲外激素性外激素,變色激素,2.甲殼類動物激素,.,5.3植物激素,指一些對植物生長發育及代謝有控制作用的有機化合物，又稱“植物生長調節物質”高等植物激素植物生長素赤霉素細胞分裂素脫落酸乙烯,.,5.4激素的作用機制,激素的受體（receptor）靶細胞中能識別激素并與該激素特異結合，從而啟動各種生物效應的分子。激素和受體結合的特點：結合有特異性；結合有高度的親和力；激素與受體之間通過氫鍵、鹽鍵、疏水作用等非共價鍵結合，是可逆的。可飽和性具有放大信息的效應,.,作用機制,1.通過環核苷酸起作用,激素（第一信使）把信息傳遞給靶細胞，然后再由cAMP（第二信使）把這個信息傳遞給細胞內某些蛋白質或酶系統，發揮它對靶細胞的調節作用。大部分含氮類激素以這種方式起作用，如腎上腺素、胰高血糖素等。,.,cAMP是一系列調控分子的第二信使以cAMP為第二信使的激素有：胰高血糖素、腎上腺素、促腎上腺皮質素、甲狀旁腺素、甲狀腺刺激素、促濾泡激素、促黃體生成激素等，穿梭蛋白是Gs。也有一些激素通過抑制腺苷酸環化酶降低cAMP水平，抑制蛋白磷酸化起作用，如促生長素、前列腺素等，穿梭蛋白是Gi。,cGMP也是一種第二信使cGMP在一些細胞中也作為第二信使起作用，包括腸襯細胞、心臟、血管、腦、腎的集合管。cGMP攜帶的信息依作用組織的不同而不同，在腎和腸中，它引起離子運輸及吸水潴留的改變，在心臟平滑肌中是肌肉舒張的信號，在腦中與發育過的成人功能及發育中的腦功能有關。,.,蛋白激酶A,調節亞基,催化亞基,酶磷酸化,.,2.通過磷酸肌醇酶起作用,第一信使：激素第二信使：二酰基甘油和肌醇三磷酸,改變一系列酶的活性,蛋白激酶,蛋白質或酶磷酸化,.,3.作為合成新酶的誘導劑起作用,.,胰島素受體的酪氨酸激酶活性胰島素受體的本身就是一個蛋白質激酶，可以把ATP的磷酸基轉移給Tyr、Ser或Thr的-OH。受體有兩個明顯的-亞基盤曲于膜外，兩個跨膜的-亞基，羧基段在胞質面，-亞基有胰島素結合位點，-亞基有酪氨酸激酶功能域。,4.通過酪氨酸激酶起作用,效應物,親脂性信號分子通過胞內受體調節基因表達,親水性信號分子通過膜表面受體傳遞信號,信號傳遞,如蛋白質、肽類、氨基酸及其衍生物,如固醇類激素,.,提要,激素是生物體內產生的，通過體液或細胞外液運送到作用部位，產生特殊激動效應（調節控制各種物質代謝或生理功能），有利于多細胞有機體統一成整體的一類微量的有機化合物。激素按其化學本質，可分為：,.,生理功能,腎上腺素和胰高血糖素使血糖升高；胰島素降低血糖；甲狀腺素促進各種代謝，促進生長發育及智力發育；內啡肽和腦啡肽起嗎啡作用；前列腺素對生殖、心血管、呼吸、消化和神經系統等都有顯著影響作用。,.,調節控制,三級調節水平體系接受到特定的神經信息后：下丘腦分泌促釋放因子和抑制因子第一級激素；促進或抑制垂體前葉激素第二級激素的分泌；作用于靶器官，使靶器官分泌各種激素第三級激素。作用于最終的靶組織的細胞上，起到調節物質代謝和生理功能的效應。,.,作用機理,通過環核苷酸起作用通過磷酸肌醇酶起作用作為合成新酶的誘導劑起作用通過酪氨酸激酶起作用,.,練習題,甾體激素首先與細胞質膜表面的受體結合，然后導致腺苷酸環化酶的激活及其他一系列生化反應。cAMP是所有激素的第二信使。各種激素都需要通過細胞膜表面受體的結合作用才能產生生物效應。胰高血糖素具有增高血糖含量的效應，和腎上腺素的效應相同。甲狀旁腺素的生理效應是調節鈣磷的代謝，降低血鈣。激素與受體結合作用的特點是具有高度親和力的共價鍵結合。,.,當動物胰臟的胰島受到損壞后，胰島素分泌顯著減少，因而血糖水平降低。環化AMP是腎上腺素和胰高血糖素