12 第七章 激素.ppt

第1页：第七章激素第一节激素概述第二

• 第七章激素第一节激素概述第二节激素的作用机理第三节几种重要的激素

第2页：细胞信号转导

定义

细胞感受、转导内外环境刺激及调节代谢生理反应和基因表达的分子途径。是研究生物信息流或细胞通讯的重要前沿课题,

包括

胞间信号、跨膜信号转导、胞内信使、蛋白质可逆磷酸化及其对基因表达的调控,细胞信号转导途径的多样性、网络化与专一性等

研究内容

外界环境刺激因子和胞间通讯信号分子等,作用于细胞表面(或胞内)受体后,跨膜转换形成胞内第二信使,以及经过其后的信号途径组分级联传递、引起细胞生理反应和诱导基因表达的过程

细胞信号的主要种类

生物大分子的结构信息、物理信号(电、光、磁)、化学信号(细胞间和细胞内通讯分子)

第3页：化学信号

胞间化学信号的主要类型

(第一信使)内分泌激素;神经递质;旁分泌和自分泌因子;气体信号分子

细胞内通讯的信号分子

(第二信使)cAMP、cGMP、Ca2+、IP3/DG、H+、花生四烯酸等

传递途径的特征

信号分子小移动容易、快速产生快速灭活、信号传递级联放大、传递途径呈网络系统

第4页：胞间化学信号

• 胞间化学信号

第5页：细胞信号转导主要途径模式图

• 细胞信号转导主要途径模式图

第6页：第一节激素概述

• 激素的概念及生理作用特定细胞(组织和腺体)产生的,直接分泌到体液中,通过体液(血液)运送到特定作用部位,从而引起特殊激动效应的一群微量的有机化合物。是细胞间传递化学信息的化学物质,含量少;作用很大;效率高。属内源性生物活性物质。分类:脂溶性和水溶性;动物激素和植物激素;含氮激素、类固醇激素、脂肪酸衍生物激素。功能:在新陈代谢中起调节控制作用。合成:一是由激素的结构基因通过转录和翻译形成;二是通过胞内存在的酶系催化合成。对于高等动物:分泌激素的细胞被称为内分泌细胞,受激素作用的细胞被称为靶细胞

第7页：二、激素的通讯特点

• 激素的通讯特点
• 激素作用具有的特异性与高度特异性的受体有关

第8页：第二节激素的作用机理第一种方式

• 第二节激素的作用机理第一种方式:通过cAMP起作用。第二种方式:通过导致磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG) 而起作用。第三种方式:通过激素对受体中酪氨酸的磷酸化作用而起作用。第四种方式:通过基因形成特异的蛋白质而起作用

第9页：第一种方式

• G蛋白是指结合鸟苷酸的蛋白质,主要包括Gt、Gs、Gi、Go、Gq等几种。它们都是由、β、γ等三种亚基组成,其中多数的α亚基具有GTP酶的活性

第10页：所有8个亚型的腺苷酸环化酶都可被异三聚体

• 所有8个亚型的腺苷酸环化酶都可被异三聚体G蛋白的α亚基所活化,但它们被G蛋白的β、γ亚基调节的情况各不相同

第11页：cAMP的发现及第二信使学说的提出197

• cAMP的发现及第二信使学说的提出1971年诺贝尔生理学或医学奖,发现激素作用的机制。20世纪5O年代,E.W. Sutherland在体外试验证明,向肝组织切片加入肾上腺素时,可在悬浮液中出现游离葡萄糖,而且明显导致糖原磷酸化酶活性的增加,此酶活性在糖原分解为葡萄糖过程中起着限速作用。正是这个初步的工作,导致cAMP第二信使的发现。萨瑟兰Earl W. Sutherland, Jr.美国Vanderbilt大学1915年--1974年

第12页：胞内信使

• 腺苷酸环化酶adenylate cyclase,ACSutherland等在6O年代分离鉴定,90年代初将其基因克隆。已被克隆的8个膜结合的哺乳类环化酶都有一条120kDa的多肽链,其1165个氨基酸形成12个跨膜区,分为各有6个跨膜区的两个结构域
• cAMP特异的环核苷酸磷酸二脂酶cAMP specific cyclicnucleotide phosphodiesterase,cAMP-PDE哺乳类环核苷酸PDE超家族,已知共有7个亚类(或称同工酶),每个亚类都是结构功能相似的家族,各有2—6个成员

第13页：cAMP的合成与分解

• cAMP的合成与分解

第14页：cAMP

• 霍乱毒素和百日咳毒素都可以导致各自的靶细胞内的cAMP浓度的提高

第15页：cAMP依赖的下游蛋白质磷酸化

• 依赖cAMP的蛋白激酶(cAMP-dependent protein kinase,PKA):属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族
• Edwin G Krebs 等于1968年发现;1992年获Nobel 医学生理学奖

第16页：cAMP信号传递过程中的放大作用

• cAMP信号传递过程中的放大作用

第17页：cAMP参与调节的某些生理过程

• cAMP参与调节的某些生理过程生理过程细胞组织促进糖原分解,抑制糖原合成肝、肌肉、脂肪组织促进糖原异生肝、肾促进甘油三酯及胆固醇酯水解脂肪细胞、肝、肌肉、产生类固醇细胞抑制脂类合成肝、脂肪细胞促进类固醇激素合成肾上腺皮质、黄体、睾丸间质细胞促进分泌反应外分泌(胰、唾液腺)、甲状腺、胰岛素、胃酸、脑垂体分泌细胞增强膜透性(离子)神经细胞、肌肉细胞、视网膜增强膜透性(水)肾、膀胱、皮肤基因转录(微生物乳糖操纵子、酶诱导)蛋白质合成分解效应(肝)、选择性蛋白质合成(肾上腺皮质)细胞分裂与分化肿瘤细胞等

第18页：检验一种激素是否通过第二信使

• 检验一种激素是否通过第二信使cAMP机制起作用,可参考下列标准
• 加该激素到它的靶细胞应能引起cAMP浓度增加
• 靶细胞中加外源cAMP应可模拟该激素的作用
• 加该激素到含质膜系统中应能提高腺苷酸环化酶的活性
• 靶细胞中加PDE酶的抑制剂(如茶碱)应可增加该激素的效应
• 加该激素应能激活靶细胞中依赖cAMP的蛋白激酶(PKA)

第19页：cAMP在正常细胞内浓度≤10-6

• cAMP在正常细胞内浓度≤10-6mol/L,在某些胞外信号刺激作用下,它可以在数秒之内增加数倍,从而产生调节细胞反应的信号;cAMP在完成其功能后又被cAMP磷酸二酯酶破坏,降低到正常水平,从而终止胞内信号
• 通过cAMP信号途径传递信号的胞外信号分子有
• 肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素、促黄体激素、甲状旁腺激素、甲状腺刺激激素等

第20页：第二种方式

• 第二种方式:通过导致磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG) 而起作用。磷酸肌醇酶特异受体肌醇磷脂IP3DG+Ca2+Ca2++ CaM 磷酸化作用PKC 磷酸化作用肌醇磷脂

第21页：

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第23页：第三种方式

• 第三种方式:通过激素对受体中酪氨酸的磷酸化作用而起作用。-P-P-P-PP-P-P-P-SrcGapPI3KPICrRPTK受体酪氨酸蛋白激酶-P-P-P-P-P胞外胰岛素

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第26页：第四种方式

• 第四种方式:通过基因形成特异的蛋白质而起作用固醇类激素及少量含氮激素以此方式。细胞质细胞核细胞外激素

第27页：水溶性激素的受体通常在细胞膜上

• 水溶性激素的受体通常在细胞膜上,而脂溶性激素的受体通常在细胞内(包括细胞质和细胞核)
• 水溶性激素的作用通常最后激活了一些特殊的蛋白质激酶,已发现的蛋白质激酶主要包括PKA、PKC、PKG、TPK等几种
• 根据激酶所催化的磷酸根的受体是哪一种氨基酸,蛋白质激酶可分为Ser/Thr蛋白激酶和Tyr蛋白激酶两类
• 与G蛋白偶联的受体通常具有7个跨膜的α螺旋结构
• 根据激素受体的结构与功能,激素的细胞膜受体可分为G蛋白偶联的受体、受体酶、离子通道、与酶偶联但缺乏酶活性的受体等几类
• 多数细胞受体是整合蛋白质,因此在对它们进行定性是需要使用去垢剂来增溶
• 激素与其受体结合有高亲和性、特异性、饱和性、可逆性、产生强大的生物学效应等特征
• G蛋白与钙调蛋白

第28页：第三节几种重要的激素

• 含氮激素
• 甲状腺激素
• 甲状腺所分泌的激素主要是:甲状腺素三碘甲腺原氨酸:少量的。三碘甲腺原氨酸的活性约为甲状腺素的5-10倍。二者的结构如下

第29页：生理功能天然的甲状腺素是酪氨酸的衍生物

• 生理功能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
• 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

第30页：幼年动物若甲状腺机能减退或切除

• 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;
• 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
• 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.

第31页：肾上腺素

• 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。他们也是酪氨酸的衍生物,为R-构型

第32页：肾上腺素具有与交感神经兴奋相似的作用

• 肾上腺素具有与交感神经兴奋相似的作用,使血管收缩,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
• 肾上腺素主要是调节糖代谢,使cAMP产生显著增加它能够促进肝糖原和肌糖原的分解,升高血糖和血中的乳酸含量。功能

第33页：胰岛激素

• 胰岛是胰脏的内分泌组织。人的胰岛主要由α、β和δ三种细胞组成。α-细胞分泌胰高血糖素,β-细胞分泌胰岛素
• 胰岛素
• 主要是促进细胞摄取葡萄糖;促进肝糖原和肌糖原的合成;抑制肝糖原的分解。降低血糖
• 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。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反

第34页：胰高血糖素

• 由29个氨基酸组成,人和猪的胰高血糖素的氨基酸序列完全一样,其结构如下
• 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。4.甲状旁腺激素
• 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
• 二者的生理作用相反,PTH可以升高血钙,而CT则可以降低血钙,因此都是调节钙磷代谢的激素

第35页：肾上腺皮质激素

• 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。这类激素还具有良好的抗炎,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。糖皮质激素

第36页：性激素•性激素属于类固醇类激素,可分为雄

• 性激素
• 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
• 性激素的分泌受垂体的促性腺激素(LHF 和SH)调节

第37页：前列腺素PG

• 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

第38页：功能•不同结构的前列腺素

• 功能
• 不同结构的前列腺素,其功能也不相同,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
• 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

第39页：本章小结

• 第二信使cAMP
• 激素作用的几种机制
• 与血糖代谢有关的几种激素思考题:588页1,2,3,4,6