第四章 内分泌系统生物化学
激素(Hormones)是内分泌腺或内分泌细胞所分泌的一类化学物质,这些物质对一定的组织或细胞(靶组织或靶细胞)发挥特有的作用,产生特定的生物学效应,调节体内代谢.
激素是一类重要的细胞外信息(信号)分子,属"第一信使".
现在已知的激素约有数十种之多,本章重点讨论的有下列几类:甲状腺激素,肾上腺髓质及皮质激素,胰岛的激素,垂体激素以及下丘脑激素等.主要介绍它们的化学本质和结构特点,结构与功能的关系,生物合成和降解以及对代谢的作用等.同时还介绍两类较新发现的激素:心钠素和内皮素.性激素,前列腺素,松果体激素等将在以后有关学科中讨论.
第一节 甲状腺激素
甲状腺分泌的激素总称甲状腺激素,主要为T3和T4 ,T4又称甲状腺素(thyroxme),它们都是含碘的酪氨酸衍生物,见表4—1.
注:MIT 3-monoiodotyrosine, DIT 3,5-dliodotyrosine
T3 3,5,3'-triodothyronine,r—T3, reverse T3,
T4 3,5,3,5'-tetraiodothyronine,thyroxinc
一,生物合成
甲状腺激素在甲状腺滤泡内合成,合成原料是酪氨酸和碘.但酪氨酸并非游离的,而一种特殊的蛋白
质,即甲状腺球蛋白(thyroglobulim)中的酪氨酸残基;碘则是从血液中摄取入甲状腺滤泡上皮细胞的无机碘化物(I-)合成的T3 和T4仍未脱离甲状腺球蛋白分子,而是以这种蛋白形式储存在滤泡腔中(图4—1).
(一)聚碘
合成所需的碘为无机碘,即I-,可从血液中摄取.甲状腺摄取血液中I-的机制是"主动运输",需消耗ATP,与钠泵有关.
甲状腺的聚碘能力可用131I示踪来测定,即口服Na131后在一定时间测定甲状腺部位碘放射性,计算吸131I率;,24h于均为30%.甲亢时吸131I.
正常人3h摄131I率千均为15%,24h于均为30%.甲亢时吸131I率大为增加,3h往往>50%,甲减时降低.因此临床上常测定甲状腺吸131I率作为诊断甲状腺功能的一个指标.
成人每天需从食物中获得5μg碘才能满足合成甲状腺激素的需要.食物中的碘在肠道中还原成I—后才能被吸收进入血液.某些地区如远离海洋的高原地区,缺少海产食物,居民易患地方性甲状腺肿.
碘的作用比较复杂,小量并长期供给I—,可作为体内合成甲状腺激素的原料,但大量并短期供给I—,例如短期服复方碘液,则有抑制甲状腺激素从甲状腺滤泡分泌出来的作用,并可抑制促甲状腺激素(见本章第六节)的作用,因此临床上作为甲状腺手术前的一种常规处理.
甲状腺的聚碘作用可被氰化物,缺氧,2,4—二硝基苯酚,乌本苷,SCN—,C104—等所抑制.
(二)碘的氧化
进入滤泡的I—经甲状腺过氧化物酶的催化转变成活性碘,后者可使甲状腺球蛋白中的酪氨酸残基碘化. 甲状腺过氧化物酶
2I—+2H'+H202 "I2"+2H2O
活性碘
(三)酪氨酸碘化生成MIT和DIT
在甲状腺球蛋白分子上进行.甲状腺球蛋白是一种糖蛋白,每分子含百余个酪氨酸残基,其中约
18%可被活性碘碘化成MIT或DIT残基,催化碘化作用的酶也是甲状腺过氧化物酶.
(四T3和T4 的生成
甲状腺球蛋白分子上的MIT和DIT残基偶联生成T3和T4 ,此时T3和T4仍带在甲状腺球蛋白分子上,并储存于滤泡腔中,其储存量可供2～4个月的需要.催化偶联作用的酶也是甲状腺过氧化物酶.此酶附着于滤泡上皮细胞顶端膜的滤泡腔面,因此上述碘的氧化,酪氨酸的碘化和T3及T4 的生成均在顶端膜的滤泡腔面上进行,即在上皮细胞的胞外进行(图4—1),合成以T4为主.甲状腺球蛋白的一定的空间结构是酪氨酸残基的碘化和T3,T4合成的必要条件,若空间结构异常,可以造成甲状腺激素的缺乏.
从摄碘开始到合成甲状腺球蛋白分子上的T3和T4 ,整个过程约需48小时以上.在合成后,即储存于滤泡腔中(细胞外),此与其他激素多储存于细胞内有所不同.另一点不同的是甲状腺激素的储存量很大,可供机体利用50～120天之久,因此当应用抑制甲状腺激素合成的药物时,用药时间必需较长才能奏效.
二,分泌,运输及降解
(一)分泌
储存于滤泡腔中的甲状腺球蛋白在促甲状腺激素(TSH)的刺激下,首先通过胞饮作用由顶端膜吞入细胞与溶酶体融合,溶酶体中有蛋白酶,将甲状腺球蛋白水解,释出T3,T4及MIT,DKI,其中T及T4扩散入血液,而MIT及DKI 则经脱碘酶作用脱碘,脱去的碘可以再用于合成甲状腺激素.正常成人每日分泌50～150μg甲状腺激素,主要为T3,T4很少.

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