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05 第五章 激素与细胞信号传导.docx

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本课件把激素定位为生物体内的化学信息分子,先讲含氮类、类固醇与脂肪酸衍生物三大类激素及其分泌腺与反馈调节,再进入细胞信号转导:受体特征与类型、异三聚体 G 蛋白、以 cAMP 和 IP₃/DAG/Ca²⁺ 为第二信使的两条经典通路、钙调素与 NO-cGMP 途径,以及酪氨酸激酶受体和胞内受体的调节方式,末了补充昆虫激素与五类植物激素。

激素概念页,界定激素作为体内化学信息分子并列出含氮类、类固醇与脂肪酸衍生物三类划分
激素分泌页,列出下丘脑垂体靶腺轴及胰腺、甲状腺、肾脏、脂肪组织等分泌的主要激素
激素生理功能页,说明肾上腺素在惊吓紧张时的心跳血压效应及促进糖原分解升高血糖的作用
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第1页:激素的概念与分类

激素
生物体内特殊组织或腺体产生的,直接分泌到体液(血液、淋巴液、脑脊液、肠液),通过体液运送到靶细胞、靶器官从而引起特殊激动效应的一群微量有机化合物,可看作生物体内的“化学信息分子”
  • 激素分泌的方式:内分泌、旁分泌、自分泌
  • 分类:含氮类激素(蛋白质多肽类、氨基酸衍生物)、类固醇激素、脂肪酸衍生物
  • 激素作用的特征

第2页:激素的分泌与分泌腺

各分泌腺之间的上下级关系:下丘脑 → 垂体前叶 → 腺体 → 分泌外周激素。

  • 大脑皮层 → 肾上腺髓质 → 肾上腺素
  • 胰腺:胰岛素、胰高血糖素
  • 甲状腺:降钙素;甲状旁腺:甲状旁腺素
  • 胸腺:胸腺素
  • 胃肠道:促胃泌素、肠促胰液素、胰高血糖素、胃抑肽等
  • 肾脏:肾素、促红细胞生成素;心脏:心房肽
  • 脂肪组织:瘦素(16 kD)

第3页:甲状腺激素与肾上腺素

  • 甲状腺激素
肾上腺素的生理作用
分泌直接受大脑皮层控制,处于惊吓和紧张状态时分泌增多;可使心跳加快、血压升高、呼吸加快,促进氧进入细胞
肾上腺素的代谢作用
促进糖原分解、促进糖的异生,使血糖升高,增加代谢燃料,提供能量
前列腺素(PG,局部激素)
分为 A、B、C、D、E、F、G、H 类

第4页:前列腺素与类固醇激素

  • 前列腺素的作用:致炎、致痛、致热;对大脑皮层有镇静安定作用;扩张支气管和肺部脉管系统;有抗脂解作用;调节胃酸分泌、促进胃肠蠕动、调节消化功能
  • 类固醇激素(甾类激素):肾上腺皮质激素(盐皮质激素、糖皮质激素、雄激素);性激素(雌激素、雄激素)
  • 蛋白质多肽类激素:胰岛素(51 个氨基酸,胰腺 β 细胞分泌,降低血糖)
  • 胰高血糖素:29 个氨基酸,胰腺 α 细胞分泌,升高血糖
  • 促甲状腺激素释放激素:焦谷氨酸-组氨酸-脯氨酰胺

第5页:受体特征与第二信使学说

  • 激素分泌的调节:上级分泌腺对下级分泌腺的调节;反馈调节(使输入信号增强者为正反馈,减弱者为负反馈或反馈抑制)
受体
能与激素、药物、神经递质、毒素或其他化学物质特异结合并触发细胞生物学效应的大分子物质,多数化学本质是蛋白质;能与受体特异结合的物质统称配体
受体的特征
特异性、亲和性、饱和性、生物效应
受体的类型
细胞膜受体;胞内受体(核内受体)
第二信使
cAMP、cGMP、Ca²⁺、IP₃、DAG、NO 等

第6页:G蛋白的结构与种类

受体结构特点:七跨膜螺旋。

G 蛋白
异三聚体(α、β、γ 亚基)GTP 结合蛋白,是存在于质膜上的一组信息传递蛋白
α 亚基特点
具有 GTPase 活性;具有受体、GTP、GDP 和腺苷酸环化酶的结合部位
  • 种类:Gs、Gi、Gt、Gq 等
  • 不同 G 蛋白 α 亚基不同,β、γ 亚基相似

第7页:cAMP与IP3、DAG信号途径

  • cAMP 的合成与分解
  • 蛋白激酶 A(PKA)的激活
  • 信息传递途径
  • 霍乱毒素和百日咳毒素的作用机制
  • 以 IP₃、DAG 和 Ca²⁺ 为第二信使的调节:IP₃、DAG 的产生

第8页:磷脂信号途径与钙调素

DAG 的作用
激活蛋白激酶 C(PKC)
IP₃ 的作用
打开肌浆网膜 Ca²⁺ 通道,使胞内 Ca²⁺ 浓度升高;静息时胞内钙浓度 0.1 μmol/L,胞外钙浓度 0.1–10 mmol/L
钙调素
胞内重要的钙受体蛋白,由 148 个氨基酸组成的单链球蛋白,含约 30% 酸性氨基酸(Asp、Glu),pI = 4.3,分子中不含 Cys 与 Trp,对热稳定,分子中有 4 个 Ca²⁺ 结构域

磷脂信号途径;Ca²⁺ 与钙调素的调节方式见本页图示。

第9页:钙调素作用与cGMP、NO信使

  • Ca²⁺/CaM 调节的酶有 30 多种,参与肌肉收缩、神经递质的合成与分泌、激素的分泌、细胞的运动、细胞的增殖与分化、血小板的聚集等;钙也是植物中最早确定的信号分子
  • cGMP 的合成与分解:GTP → cGMP → 5′-GMP,由鸟苷酸环化酶(GC)催化
  • GC 有两种:单跨膜受体酶(可被激素激活)与可溶性胞浆酶(含血红素辅基,可被 NO 激活使 cGMP 浓度升高)
  • NO:一种新的细胞信使

第10页:酪氨酸激酶受体调节

  • 这类激素包括胰岛素及多种生长因子,如表皮生长因子(EGF)
  • 受体特征与调节机制见本页图示

胞内受体激素的信息传递:类固醇激素、甲状腺素等经胞内受体介导。

第11页:胞内受体激素的信息传递

胞内受体激素的信息传递:类固醇激素、甲状腺素等借助胞内(核内)受体调节基因表达,详见原课件图示。

第四节 昆虫激素和植物激素。

第12页:昆虫激素与植物激素

昆虫激素
调节控制脱皮、变态、生殖腺发育等生理过程的激素:脑激素(由前脑神经细胞分泌的多肽激素,促进前胸腺分泌脱皮激素)、保幼激素(抑制幼虫变成虫的速度,防止出现成虫性状)、脱皮激素(固醇类化合物,使幼虫内部器官分化、变态及脱皮)
  • 植物生长素:如吲哚乙酸,促进细胞生长,促新器官生长和组织分化,促花、芽、果实发育
  • 赤霉素:促进高等植物发芽、生长、开花、结实
  • 细胞分裂素:嘌呤衍生物,促进细胞分裂和分化
  • 脱落酸:植物生长抑制剂,促进离层细胞成熟,引起器官脱落
  • 乙烯:降低植物生长速度,促果实早熟
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