激素是由内分泌腺或器官组织的内分泌细胞所分泌,以液体为媒介,在细胞间传递信息的,有高生物活性的化学物质。
1)激素的作用方式
经典概念认为,激素主要通过内分泌方式经血液循环向远端部位传输信息,完成细胞间的长距离通信,称为远距离分泌或血分泌。随着科学研究的深入,内分泌的概念也不断延伸和扩展。研究发现,激素的远距离分泌不再是它传递调节信息的唯一途径和方式,还存在旁分泌、自分泌、神经分泌等短距离细胞通信方式(表10.1)。
表10.1 激素不同分泌方式
2)激素的分类
激素的种类繁多,来源复杂,按其化学结构和性质可以分为下述两大类。
(1)含氮激素
①多肽/蛋白质类激素:该类激素均含氨基酸残基构成的多肽结构。多肽激素主要有胃肠道激素、促肾上腺皮质激素、下丘脑激素、胰岛素、胰高血糖素、降钙素、促黑色素等。
②胺类激素:主要是酪氨酸衍生物,包括去甲肾上腺素、肾上腺素及甲状腺素等。
(2)脂质激素
脂质激素是指以脂质为原料合成的激素,均为脂质衍生物,包括类固醇激素(甾体激素)、固醇激素和脂肪酸衍生物。
①类固醇激素:具有环戊烷多氢菲母核的一类物质,主要包括肾上腺皮质及性腺分泌的激素,如醛固酮、皮质醇、雄激素、雌激素和孕激素等。
②固醇激素:主要为由皮肤、肝、肾等器官转化并活化的胆固醇衍生物——1,25-二羟维生素D。
③脂肪酸衍生物:主要指衍生于21碳脂肪酸的激素,如花生四烯酸转化的前列腺素、血栓素和白细胞三烯类等。
3)激素作用的一般特征
激素对靶细胞发挥调节作用的过程具有下述共同特征。(www.daowen.com)
(1)信息传递作用
激素是以信息传递的方式发挥作用。它们作用于靶细胞时,并不涉及成分添加和能量供应,只是将携带的信息传递给靶细胞,促进靶细胞内原有的生理生化过程。
(2)作用的特异性
激素在信息传递过程中,只选择性地作用于某些器官和组织,这种特性称为激素作用的特异性。激素作用的器官、组织和细胞,分别称为靶器官、靶组织和靶细胞。激素作用的特异性与靶细胞上存在能与该激素特异性结合的受体有关。因此,激素作用的特异性强弱,是由存在相应受体的靶组织或细胞多少决定的。有的激素(如生长激素、甲状腺素)能广泛作用于身体许多靶组织、靶细胞,也是因为这些靶组织、靶细胞内存在着该激素的受体。有些激素专一地选择作用于某一内分泌腺体,该内分泌腺称为靶腺。如促甲状腺素只作用于甲状腺,促肾上腺皮质激素只作用于肾上腺皮质等。
(3)作用的高效性
正常生理状态下,血液中激素含量很低,一般在nmol/L甚至pmol/L水平。但激素与受体结合后,能够在细胞内产生一系列酶促反应,形成一个高效能的生物放大系统,称为激素放大效应。通过生物放大效应,微量激素就能发挥强大的生理效应。例如下丘脑内0.1μg CRH可使腺垂体释放1μg ACTH。而后者能使肾上腺皮质分泌释放40μg糖皮质激素,效应放大了400倍。
(4)激素间相互作用
当多种激素共同参与调解某一个生理活动时,激素与激素之间往往存在协同或颉颃作用。例如,胰高血糖素和肾上腺皮质激素都能使血糖升高,当两者共存时升血糖效应增强,即为协同作用;而胰岛素能降低血糖,与上述两种激素共存时,升血糖效应减弱,即为颉颃作用。激素之间的协同作用与颉颃作用对于维持机体特定生理活动的相对稳定起着重要的作用。
此外,有的激素本身对某些组织细胞并无直接作用,但它的存在是其他激素发挥生理作用的必要前提,这种现象称为允许作用。例如糖皮质激素本身对心肌和血管平滑肌收缩没有调节作用,但它存在时可使儿茶酚胺对心血管活动的调节明显加强。
4)激素分泌的调节
激素是内分泌系统实现调节作用的基础,其分泌活动受到严密的调控,根据机体的需要适时适量地分泌。除了受到本身分泌规律的调控外,激素主要受神经和体液两大因素的调控作用。
(1)神经调节
下丘脑是神经系统与内分泌系统相互联系的重要枢纽。下丘脑中一些肽能神经元既具有分泌神经激素的内分泌功能,又保持了神经细胞的典型功能。一方面,神经系统通过植物性神经对内分泌腺或内分泌细胞进行调节。例如胰岛、肾上腺髓质等腺体受到植物性神经的支配。在应激状态下,交感神经互动增强,刺激肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素。另一方面,下丘脑通过下丘脑-腺垂体-靶腺轴影响和调节其靶腺激素的分泌。下丘脑的神经分泌细胞分泌多种调节性多肽,经垂体门脉系统到达腺垂体,调节腺垂体多种促激素的分泌,进而再影响和调节其他内分泌腺的分泌活动,这种调节称为神经-体液调节。
(2)体液调节
体液因素的调节主要表现在体内代谢产物对激素分泌的反馈性调节。几乎所有激素都参与机体内物质代谢过程的调节,而代谢产物又反过来影响相应激素的分泌,形成直接的反馈作用。例如当血糖浓度升高时,直接作用于胰岛B细胞,促进胰岛素的分泌,从而降低血糖;当血糖浓度下降至过低时,又使胰岛B细胞分泌胰岛素减少,从而维持血糖的稳定。甲状旁腺素和降钙素调节血钙浓度,血钙浓度改变同时也能调节前者的分泌,以维持血钙的稳定。
此外,激素本身也具有反馈性调节作用。例如下丘脑-垂体-靶腺轴调节系统中,靶腺激素的浓度变化会对上级内分泌组织产生反馈影响。血液中甲状腺素浓度升高,会直接作用于垂体,抑制垂体分泌促甲状腺素。同时,也会作用于下丘脑,抑制促甲状腺素释放激素的分泌。
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