9第九章激素p教材课程.ppt

第九章Hormones生物化学 Hormones激素的发现wHormones, 希腊意为“奋起活动”，它对肌体的代谢、生长、发育和繁殖等起重要的调节作用w1853年，法巴纳德，动物胃液发现了肝脏具有多种不可思议的功能贝尔纳认为含有一种物质来完成这种功能w1880年，德奥斯特瓦尔德从甲状腺中提出大量含碘物质，确认其调节甲状腺功能w1889年，巴纳德学生西夸德发现动物睾丸含有活跃身体功能的物质，但未找到w1901年，日本高峰让吉在美国从牛的副肾中提取出调节血压的物质晶体，起名肾上腺素，是世界上提取出的第一激素晶体w1902年，英斯塔林和贝利斯，食物在肠壁磨擦促使小肠粘膜分泌出微量物质进入血液，促使胰腺立刻分泌出胰液提取后注入哺乳动物血液后也可刺激胰液立刻分泌，起名“促胰液”斯塔林和贝利斯命名 “Hormone”生物化学 HormonesContentw激素的分泌和特点w激素分类和生物功能w激素的作用机制和分泌调节w典型的激素w植物激素的昆虫激素生物化学 Hormonesw 两条合成途径：由激素的结构基因通过转录翻译而成；通过胞内酶系催化合成w 分泌量随机体内外环境改变w 作用的特点：激素的调节作用和允许作用 激素的信息传递和信息扩大作用 激素的协同作用和拮抗作用 激素作用的特异性和高效性生物化学 Hormones2 2、激素分类和生物功能、激素分类和生物功能w在生物激素中，动物激素最为重要，植物激素主要为植物生长调节剂。

w根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分为三类： 含氮激素：包括蛋白质激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素等类固醇激素：性腺和肾上腺皮质分泌的激素大多数是类固醇激素脂肪酸衍生物激素：主要由生殖系统及其它组织分泌生物化学 Hormonesw 生物学功能：通过体液输送到特定作用部位或组织中发挥作用；可引起特殊激动效应，速度快、作用强，效率高，在新陈代谢中起调节控制作用： 调节的新陈代谢和消化过程，如：生长素、肾上腺素、糖皮质激素、胰高血糖素和胰岛素调节糖代谢 调节细胞外液的成分含量，维持内环境的理化稳定性，如抗利尿激素，醛固酮调节水盐代谢；降钙素，甲状旁腺素调节血钙 调节控制生物体生长发育和生殖，如生长素、甲状腺素和性激素 增强机体对有害刺激的抵抗能力和适应性，如：交感-肾上腺髓质系统在应急（emergency）和下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质系统在应激（stress）中所发挥的作用 生物化学 Hormones3、激素的作用机制和分泌调节w膜受体腺苷酸环化酶作用途径w钙及肌醇三磷酸作用途径w受体的酪氨酸酶作用途径w固醇类激素受体调节基因转录速度w激素的分泌调节生物化学 Hormones（1）膜受体腺苷酸环化酶作用途径信使学说：大部分含氮激素的作用方式，如：肾上腺素和胰高血糖素。

w细胞外信号激素产生或增浓第一信使首先与靶细胞膜上的受体蛋白特异结合形成受体复合物结合和活化G蛋白（由触发态GTP取代结合态GDP）活化 ATP 生成 cAMPcAMP第二信使激活蛋白激酶顺序传递和级联放大生化反应和生物学反应w结果：细胞外信号被级联放大10n倍，并产生应答反应生物化学 Hormones信使学说：肾上腺皮质激素作用模式生物化学 Hormones生物化学 Hormones（2）钙及肌醇三磷酸途径w类似于“腺苷酸环化酶级联放大”，将胞外信号转化为细胞内信号，核心为：钙调蛋白 CaM (Calmodulin)wCaM: 钙离子与许多生理活动过程有关，是许多信号传导途径的细胞内信使，Ca2+与“细胞收缩、胞吐、胞饮、糖原代谢、神经递质翻译、染色体运动、细胞死亡等”有关.w生物细胞选取Ca2+的原因： Ca2+channel 允许细胞内Ca2+大幅度变化；多肽链侧链的O2-和O易与以多配体结合Ca2+ ，使Ca2+成为十分适宜的细胞内信使生物化学 Hormones(3)受体的酪氨酸激酶途径w多倍效应调节模式：激素结合受体酪氨酸激酶激活酪氨酸激酶（残基磷酸化）（残基磷酸化）进一步促进酪氨激酶的活性下游的级联效应w典型的激素作用：insulin，epidermal growth protein，oncogenes（正常基因如何演化为致癌基因）生物化学 Hormones(4)固醇类激素受体调节基因转录速度w基因表达水平调控，作用慢（可长至数天）：固醇类激素进入细胞进入细胞核结合受体（结合DNA的蛋白质因子）受体蛋白转化为转录增强子结果：基因表达扩增w典型的激素：雌二醇、孕激素、皮质激素类、胰岛素对蛋白质合成的调控等生物化学 Hormones附：激素基因水平调控模式生物化学 Hormones4、典型的激素w含氮激素w甾醇类激素w脂肪族激素生物化学 Hormones16 （1）含氮激素：Thyroxine甲状腺分泌：甲状腺素和少量三碘甲腺原氨酸。

三碘甲腺原氨酸的活性约为甲状腺素的510倍天然的甲状腺素是酪氨酸的衍生物均为L-构型甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织，能将体内70-80%的碘富集在其中生物化学 Hormones生物化学 Hormones甲状腺激素的生理功能w主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；促进机体的生长发育和组织分化；对中枢神经系统、循环系统、造血过程、肌肉活动及智力和体质的发育等均有显著作用w幼年动物若甲状腺机能减退或切除甲状腺时，将引起发育迟缓，身材矮小，行动呆笨而缓慢；w成年动物甲状腺机能减退时，出现厚皮病，心博减慢，基础代谢降低，性机能低下w反之，甲状腺机能亢进，动物眼球突出，心跳加快，基础代谢增高，消瘦，神经系统兴奋性提高，表现为神经过敏等.生物化学 Hormonesw肾上腺分为髓质和皮质两部分髓质分泌肾上腺素和少量去甲肾上腺素去甲肾上腺素主要由交感神经末梢分泌，均为酪氨酸的衍生物，R-构型 （1）含氮激素：肾上腺髓质的激素生物化学 Hormones生物化学 Hormonesw肾上腺素具有与交感神经兴奋相似的作用，使心跳加速、升高血糖；注：与临床使用的正肾上腺激素的区别（血管收缩，心脏活动加强，血压升高，临床上被用来作为升压药物，起抗休克作用）。

w肾上腺素是促进分解代谢的重要激素，其中对糖的影响最大, 它能够促进肝糖原和肌糖原的分解，迅速增加血糖和血中的乳酸含量，是机体应付意外情况的一种能力w还具有促进蛋白质、氨基酸及脂肪的分解，增强机体代谢、升高体温等作用；肾上腺素的生理功能生物化学 Hormonesherb：麻黄素和伪麻黄素w 麻黄素临床替代肾上腺素，称为拟肾上腺素，含有二个手性碳原子，其构型为1R2S, 与R-构型肾上腺素相似，具有较高的生理活性伪麻黄素的构型为1S2S, 其生理作用则有明显的差异生物化学 Hormonesw由脑垂体、下丘脑、胰腺（胰岛素及细胞）、甲状旁腺、胃肠粘膜以及胸腺等分泌的激素属于多肽或蛋白质激素w垂体激素、下丘脑激素及脑肽：垂体前叶激素：生长激素（侏儒、巨人、肢端肥大症）；促甲状腺激素；促肾上腺皮质激素（治疗痛风、气喘和皮肤病）垂体中叶激素：促黑素细胞激素（阿狄森氏病色素沉淀）垂体后叶激素：催产素（生产）、加压素（抗利尿素调节水代谢）脑肽：内啡肽和脑啡肽，与毒品的关系 （1）含氮激素：多肽及蛋白质激素生物化学 Hormonesw人的胰岛主要由、 和 三种细胞组成细胞分泌胰高血糖素，-细胞分泌胰岛素。

w胰岛素：是由胰腺中胰岛的-细胞分泌的一种含有51个氨基酸残基的蛋白质激素胰岛素由两条多肽链组成w胰岛素的生理功能主要是促进细胞摄取葡萄糖；促进肝糖原和肌糖原的合成；胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用，使cAMP产生显著减少，导致糖原分解速度减慢抑制肝糖原的分解，胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反多肽及蛋白质激素Insulin生物化学 Hormones生物化学 Hormonesw胰高血糖素为胰岛的-细胞分泌的多肽激素，由29AAR组成，人和猪的胰高血糖素氨基酸序列完全一样，其结构如下： His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asp-Thrw胰高血糖素主要是促进肝糖原分解，使血糖升高，与肾上腺素作用相似其作用原理是激活肝细胞中的腺苷酸环化酶，使cAMP浓度升高，从而提高磷酸化酶活性，促进肝糖原分解胰高血糖素4glucagon生物化学 Hormones生物化学 Hormonesw甲状旁腺主要分泌甲状旁腺素（PTH）和降钙素（CT），它们都是多肽激素。

w二者的生理作用相反：PTH 可以升高血钙， CT 可以降低血钙，因此都是调节钙磷代谢的激素多肽及蛋白质激素5：甲状旁腺激素生物化学 Hormonesw类固醇激素是一类脂溶性激素，它们在结构上都是环戊烷多氢菲衍生物w脊椎动物的类固醇激素可分为肾上腺皮质激素和性激素两类 （2）甾醇类激素：类固醇类激素生物化学 Hormones甾醇类激素肾上腺皮质激素w肾上腺皮质激素由肾上腺皮质分泌产生目前从肾上腺皮质提取液中分离的类固醇化合物有30余种糖皮质激素：调节糖代谢抑制糖的氧化，使血糖升高；促进蛋白质转化为糖，还具有良好的抗炎，抗过敏作用，是常用的激素药物盐皮质激素：调节水盐代谢促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子，调节水盐代谢生物化学 Hormonesw性激素属于类固醇类激素，可分为雄性激素和雌性激素两类它们与动物的性别及第二性征的发育有关w性激素的分泌受垂体的促性腺激素（LHF 和 SH）调节甾醇类激素性激素生物化学 HormoneswPG是一类具有生理活性物质的总称，现几十种，广泛存在于生殖系统和其它组织中基本结构为：含有一个环戊烷及两个脂肪侧链的二十碳脂肪酸其中主要有E、F、A、B等四类。

w不同结构的前列腺素，其功能也不相同，说明前列腺素具有复杂的生理功能：前列腺素对生殖、心血管、呼吸、消化和神经系统等都有显著影响作用能使子宫及输卵管收缩，使血管扩张或收缩，可抑制胃酸分泌等人体前列腺素的产生和分泌异常是导致许多疾病的重要原因 （3）脂肪族激素：前列腺素生物化学 Hormones生物化学 Hormones5、植物激素和昆虫激素w植物激素及其应用：“植物生长调节物质”植物生长激素 auxin：吲哚乙酸可大大提高扦插植物的存活率；萘乙醇可防止棉花过早落花和落铃；赤霉素 gibberellin：可促进高等植物发芽、生长、开花和结实，如“云苔素”；细胞分裂素 cytokinin：细胞激动素，植物中广泛存在，可促进细胞分裂和分化；脱落酸 abscisic acid：离层酸，抑制植物生长，可促使植物离层细胞成熟，从而引起器官脱落与赤霉素相拮抗乙烯 ethene：降低植物生长速度，催促果实早熟；生物化学 Hormonesw昆虫激素及其应用：其中内激素由腺体分泌，外激素由成虫分泌后散布在空气中，主要对同种的异性昆虫产生刺激和引诱保幼激素 juvenile hormone：保持昆虫幼年特征，防止昆虫内部器官分化与变态。

处理成虫可使之不孕；蜕皮激素 molting hormone：变态蜕皮激素，成虫中不再存在，作用与保幼激素相反；脑激素 cytokinin：细胞激动素，植物中广泛存在，可促进细胞分裂和分化；性外激素 sexpheromine：一般为高级碳烷烃和衍生物，如C18烷、C12C14不饱和醇的醋酸等可人工合成，用于诱杀昆虫生物化学 Hormones思考与讨论l激素的作用机理和途径？l植物激素和昆虫激素在相关领域中的应用生物化学 Hormones。