理论教育 动物生理:垂体的内分泌成果

动物生理:垂体的内分泌成果

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:将大白鼠的垂体柄切断以消除GHRH和GHRIH对垂体生长激素分泌的影响,结果显示垂体分泌生长激素量迅速减少,说明整体条件下,GHRH的促进作用占优势。哺乳动物幼畜吸吮乳头时,对乳头的刺激引起神经冲动,经脊髓上传至下丘脑,引起PRF分泌增多,从而促进垂体分泌催乳素增加。人类的垂体中间叶已退化,促黑激素由分散在腺垂体中的分泌细胞产生。血液中促黑激素浓度可反馈性调节腺垂体促黑激素的分泌。

动物生理:垂体的内分泌成果

垂体又称为脑垂体,为一扁圆形小体,位于脑的底部、低估构成的垂体窝内。垂体是重要的内分泌腺,分为前叶和后叶,即腺垂体和神经垂体两部分(图10.1)。垂体对机体内很多内分泌腺有调控作用,但其自身内分泌活动又直接受到下丘脑调控,因此其在神经系统和内分泌系统相互联系中起到枢纽作用。垂体分泌和释放的激素包括腺垂体激素和神经垂体激素两大类,主要激素及作用见表10.3。

图10.1 垂体示意图

表10.3 垂体主要激素及生理作用

1)腺垂体激素

(1)生长激素

生长激素(GH)是一具有种属特异性的肽类激素,其主要作用是可以促进人和动物的发育及细胞的增殖。不同动物的GH在化学结构、生物活性及免疫性质上差异很大。

①生长激素的生理作用

a.促进生长:生长激素促进骨、软骨、肌肉和其他组织细胞分裂增殖,促进蛋白质合成,从而加速骨骼和肌肉的生长发育。此外,生长激素还是机体重要的应激激素之一。幼年动物在摘除垂体后,生长停滞;但若是及时补充生长激素,则可以使其恢复生长发育。人在幼年时,如果生长激素分泌不足,会导致生长发育迟缓,身体特别矮小,称为“侏儒症”;如果生长激素分泌过多,则可引起全身各部过度生长,骨骼生长尤为明显,导致身材异常高大,称为“巨人症”。成年后,长骨骨骺闭合不再生长,此时如果生长激素分泌过多,将刺激肢端骨、面骨、软组织等增生,表现为手、足、鼻、下颌、耳、舌等其他组织生长异常,表现出不相称的增大,称为“肢端肥大症”。

b.调节代谢:生长激素可通过生长介素促进钙、磷、钠、钾、硫等元素以及氨基酸进入细胞,增加DNA合成进而促进蛋白质合成。生长激素促进脂肪分解,增强脂肪酸氧化,提供能量。特别是使肢体组织脂肪含量减少。同时,抑制外周组织摄取和利用葡萄糖,减少葡萄糖消耗,提高血糖水平。

②生长激素分泌的调节

a.下丘脑对生长激素分泌的调节:下丘脑分泌的GHRH和GHRIH对生长激素的分泌具有双重调控作用,GHRH促进生长激素的分泌而GHRIH抑制其分泌。将大白鼠的垂体柄切断以消除GHRH和GHRIH对垂体生长激素分泌的影响,结果显示垂体分泌生长激素量迅速减少,说明整体条件下,GHRH的促进作用占优势。一般认为,GHRH对生长激素的分泌起经常性作用,而GHRIH只在应激状况下生长激素分泌过多时才发挥抑制性调节作用。GHRH和GHRIH相互促进与制约,共同维持机体生长激素水平的稳定。

b.反馈调节:生长激素浓度对下丘脑GHRH和腺垂体自身生长激素分泌有负反馈调节作用。摘除大白鼠垂体后,血液中生长激素浓度降低,而下丘脑内GHRH含量却有所增加。胰岛素样生长因子(IGF)在下丘脑和垂体水平也对生长激素的分泌有负反馈调节作用。IGF能刺激下丘脑释放GHRIH,从而抑制生长激素的分泌。

c.昼夜节律及睡眠的影响:人在觉醒状态下,生长激素分泌减少;进入慢波睡眠后,生长激素分泌明显增加,这对机体生长和体能恢复有利。

d.代谢物质的影响:血液中糖、氨基酸和脂肪酸均能影响生长激素的分泌。实验证实,当静脉注射胰岛素使血糖下降至500mg/L以下时,经过30~60min,血液中生长激素水平可升高21~30倍。相反,血糖升高后,生长激素分泌下降。

e.激素的影响:甲状腺激素、雌激素以及睾酮的应激刺激均能引起生长激素的分泌。青春期血液中睾酮或雌激素浓度升高,可使生长激素分泌明显增加。

(2)催乳素

①催乳素的生理作用:催乳素(PRL)是含3个二硫键的蛋白质,其主要作用是促进哺乳动物乳腺发育、发动并维持泌乳。此外,催乳素可以促进性腺的发育。催乳素能促进黄体形成并分泌孕激素;也可以促进雄性动物前列腺及精囊腺的生长,促进睾酮的合成。催乳素还参与应激反应。在应激状态下,血液中催乳素浓度明显升高。

在鸟类动物,催乳素能刺激鸟类产生新羽毛,促进嗉囊发育,抑制性活动。在鱼类,催乳素起到调节渗透压和水盐平衡的作用。部分鱼类具有从海水向淡水或者从淡水向海水迁移的特性。而催乳素可以减少鱼类肠道对Na+和水的吸收,促进水分从肾脏排出,从而能在低渗环境中维持血液中无机离子浓度。

②催乳素分泌的调节:催乳素的分泌受下丘脑PRF和PIF的双重调节,前者起促进分泌作用,而后者则抑制其分泌。一般以PIF的抑制作用为主。研究表明:5-羟色胺、内源性阿片肽、血管活性肠肽等神经递质可以促进催乳素的分泌,而生长抑素、γ-氨基丁酸等可以抑制催乳素的分泌。

哺乳动物幼畜吸吮乳头时,对乳头的刺激引起神经冲动,经脊髓上传至下丘脑,引起PRF分泌增多,从而促进垂体分泌催乳素增加。(www.daowen.com)

(3)促黑激素

促黑激素(MSH)由垂体中叶阿黑皮素原生成。低等脊椎动物除圆口纲外,均在垂体中间叶分泌。人类的垂体中间叶已退化,促黑激素由分散在腺垂体中的分泌细胞产生。促黑激素主要生理作用是促进黑色素细胞生成黑色素。黑色素细胞分布于皮肤、毛发、眼球虹膜和视网膜色素层等部位,胞浆内含有特殊的黑色素小体,含有酪氨酸酶,可以催化酪氨酸转化为黑色素。促黑激素可以促进哺乳动物和人黑色素的生成,加深皮肤和毛发的颜色。此外,眼睛的颜色,以及黑痣、雀斑等皮肤上的斑点,都与黑色素有关。

促黑激素主要受下丘脑促黑激素释放因子(MRF)和促黑激素释放抑制因子(MIF)的双重调控。MRF促进促黑激素的分泌,MIF则有抑制作用。二者中以MIF的抑制作用为主。血液中促黑激素浓度可反馈性调节腺垂体促黑激素的分泌。

(4)促激素

腺垂体分泌的促甲状腺素、促肾上腺皮质激素、黄体生成素和促卵泡激素4种激素,均可以作用于外周内分泌靶腺,因此统称为促激素。它们同下丘脑以及外周靶腺分别组成下丘脑-腺垂体-甲状腺轴、下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴、下丘脑-腺垂体-性腺轴,以调节相关激素的分泌。

①促甲状腺素

促甲状腺素(TSH)是一种糖蛋白激素,其主要的生理作用是促进甲状腺的生长和合成、释放甲状腺激素的功能活动。

②促肾上腺皮质激素

促肾上腺皮质激素(ACTH)为多肽类激素,主要作用是促进肾上腺皮质增生以及肾上腺皮质激素的合成与分泌。

③黄体生成素

黄体生成素(LH)是一种糖蛋白激素,对雄性和雌性生殖系统都有作用。一方面,它可以促进睾丸间质细胞增殖并合成雄激素,另一方面可以与促卵泡激素协作促进卵巢合成雌激素,促进卵泡发育、排卵以及排卵后黄体的生成。

④促卵泡激素

促卵泡激素(FSH)也是一种糖蛋白激素,同样主要对雄性和雌性生殖系统发挥生理作用。对于雄性动物,主要是促进生精上皮的发育,精子生成及成熟。对于雌性动物,在促黄体素的协同作用下,促进雌性动物卵巢卵泡细胞的增殖及卵泡的生长发育。生产中,常利用FSH诱导母畜发情排卵。

2)神经垂体激素

神经垂体激素并不是神经垂体合成,而是指在下丘脑视上核、室旁核产生,通过下丘脑-垂体束运输至神经垂体储存并释放的激素,主要包括抗利尿激素(或称升压素)和催产素(或称缩宫素)两种。

(1)抗利尿激素

在正常生理状况下,抗利尿激素(ADH)的主要作用是促进远曲小管和集合管对水的重吸收,使尿液减少。正常生理状况下,ADH几乎没有收缩血管,升高血压的作用。但在失血过多的情况下,ADH释放较多,对维持血压有一定的效用。

在生理状况下,抗利尿激素主要受到循环血量和血浆晶体渗透压的调控。两者的改变,可分别通过脑内渗透压感受器和心房、肺容量感受器调节ADH的释放。例如,由于失血等原因,循环血量下降,动脉血压随之降低,颈动脉窦压力感受器受到刺激后,可反射性地引起ADH释放增多。反之则抑制其释放。

(2)催产素

催产素(OXT)的主要生理作用是分娩时刺激子宫收缩以及在哺乳期促进乳汁排出。因此,又称为缩宫素(OT)。OXT对子宫的促收缩作用,与子宫的功能状态有关。对于非孕子宫,OXT的促进作用较弱,而对妊娠子宫的作用较强。孕激素能降低子宫平滑肌对OXT的敏感性,因此在妊娠初期不会因为子宫收缩而使胎儿提前产出;雌激素则可发挥允许作用,促进OXT与相应受体结合,增加子宫平滑肌对OXT的敏感性。但是,OXT并非分娩时发动子宫剧烈收缩的决定因素。胎儿对子宫颈的刺激可反射性引起OXT释放增加,形成正反馈,促进子宫收缩进一步加强,从而促进胎儿的产出。

催产素的分泌主要受到神经反射性调节。婴儿吸吮乳头时,刺激信息传入下丘脑视上核和室旁核,引起OXT分泌,促进乳腺射乳。在此基础上可形成条件反射,例如婴儿的啼哭即可引起射乳。此外,动物交配时对阴道和子宫颈的机械性刺激也能反射性引起OXT分泌及子宫收缩,利于精子在雌性生殖道内运行及精卵结合。

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