所必需的激素。在人类和哺乳动物,甲状腺激素也是维持正常生长与发育不可缺少的激素,对脑和骨骼的发育尤其重要。在胚胎期,T4和T3可诱导神经因子的合成,促进神经元的分裂、突起的形成和胶质细胞以及髓鞘的生长等。甲状腺激素还可刺激骨化中心的发育,使软骨骨化,促进长骨和牙齿的生长。但胚胎期胎儿骨的生长并不必需甲状腺激素,所以,患先天性甲状腺发育不全的胎儿,出生时身长可基本正常,但脑的发育受到了不同程度的影响。各种原因引起的胎儿或者婴幼儿甲状腺激素缺乏会使患儿智力发育迟缓,长骨生长停滞,牙齿发育不良,表现为呆小症(cretinism)。 (3)对器官系统的作用
a.对神经系统活动的影响 甲状腺激素不但影响胚胎期脑的发育,对已分化成熟的神经系统活动也有作用,主要表现为提高中枢和外周神经系统的兴奋性。甲状腺激素还可以易化儿茶酚胺的效应(允许作用),使交感神经系统活动增强。因此,甲状腺机能亢进的患者可以出现精神活动活跃、易激动和烦躁、睡眠不好、注意力不易集中和肌肉纤颤等症状;而甲状腺功能低下时,出现精神活动迟钝、行动迟缓等。
b.对心血管活动的影响 甲状腺激素可使心率增快,心肌收缩力增强,心输出量与心脏作功增加。甲状腺功能亢进患者心动过速,可因过度耗竭而致心力衰竭。
c.对生殖系统的影响 幼年发生严重甲状腺功能低下的患者,可以出现生殖系统发育不全。在成年女性,甲状腺功能低下可导致月经不规则,甚至闭经,不育,即使受孕也易流产;甲状腺功能亢进则引起月经稀少,甚至闭经。在男性严重甲状腺功能低下患者可伴有生殖器官发育不全,副性征不明显,甚至睾丸不下降。一般认为甲状腺激素对生殖系统的作用是通过对性腺分泌的影响实现的。
甲状腺激素还对肾上腺皮质、肾小球、胃肠道、血红蛋白等有不同程度的影响。
6. 胰岛素的生理作用
(1)调节糖代谢 胰岛素通过增加糖的去路与减少糖的来源,降低血糖。主要有四方面的作用:①促进组织细胞摄取血液中的葡萄糖,并加速葡萄糖在
细胞中的氧化、利用;②促进糖原合成,抑制糖原分解;③抑制糖异生;④促进葡萄糖转变为脂肪酸,并贮存于脂肪组织。胰岛素对糖代谢最初的调节作用是促进细胞摄取葡萄糖,在小肠和肾脏通过继发性主动转运完成,在肌肉和脂肪等组织则通过葡萄糖转运体(glucose transporter,GLUT)参与的易化扩散方式完成。
胰岛素是体内唯一能直接降低血糖浓度的激素,各种原因引起的胰岛素缺乏会导致糖代谢障碍,血糖浓度升高,如果超过肾糖阈,尿中则出现葡萄糖。 (2)调节脂肪代谢 胰岛素调节脂肪代谢的作用表现为:①促进葡萄糖进入脂肪细胞,可转化为α-磷酸甘油,并合成为脂肪,也就是将葡萄糖的能量以脂肪的形式贮存于脂肪细胞中;②抑制脂肪酶的活性,减少体内脂肪的分解;③促进肝合成脂肪酸,并转运到脂肪细胞中贮存。此外,在胰岛素作用下脂肪细胞可合成少量脂肪酸。
胰岛素严重缺乏时,脂肪分解产生的大量脂肪酸氧化成乙酰辅酶A,过量的乙酰辅酶A又生成大量酮体,导致酮血症和酮症酸中毒。
(3)调节蛋白质代谢及生长 胰岛素促进蛋白质合成,并抑制蛋白质分解和糖异生, 胰岛素增强蛋白质的合成过程与生长素有协同作用,因此可以促进机体的生长。
7. 糖皮质激素的主要作用: (1)对物质代谢的调节作用
1)糖代谢:糖皮质激素具有显著的升血糖效应,是调节体内糖代谢的重要激素之一。主要是使氨基酸进入肝内,促进糖异生和肝糖原合成;同时糖皮质激素有抗胰岛素的作用,能降低肌肉、脂肪等组织对胰岛素的反应性,减少外周组织对葡萄糖的利用,最终导致血糖升高。
2)蛋白质代谢:糖皮质激素促进肝外组织,尤其是肌肉组织的蛋白质分解,并加速氨基酸入肝生成肝糖原。糖皮质激素分泌过多时,由于蛋白质分解增强,合成减少,可出现肌肉消瘦、骨质疏松、皮肤变薄、淋巴组织萎缩等。 3)脂肪代谢:糖皮质激素促进脂肪分解,加强脂肪酸在肝内的氧化过程,有利于糖异生,可使脂肪呈现特殊的分布形式。
4)水盐代谢:增加肾小球血浆流量,肾小球滤过增加,促进水的排泄。
(2)对功能系统的作用
1)血液系统:糖皮质激素可不同程度地增加血液中性粒细胞、血小板、单核细胞和红细胞的数量,而使淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞减少。 2)血管系统:糖皮质激素对于维持正常血压是必需的。一方面,糖皮质激素能提高血管平滑肌对儿茶酚胺的敏感性(即允许作用),可能是由于糖皮质激素能增加血管平滑肌细胞膜上儿茶酚胺受体的数量和调节细胞内的信息传递过程,并抑制前列腺素的合成;另一方面,糖皮质激素能降低血管内皮的通透性,有助于维持血容量。
3) 神经系统:糖皮质激素可提高中枢神经系统的兴奋性。肾上腺皮质功能低下时,出现脑力疲乏、萎靡郁闷以及神经质等表现,可以用糖皮质激素纠正。大量的皮质激素则可引起欣快、躁动、幻觉、失眠。
4) 消化系统:糖皮质激素可以促进包括胃液、胃蛋白酶在内的各种消化液和消化酶的分泌。还能提高胃腺对迷走神经和促胃液素的反应性,使胃酸与胃蛋白酶原分泌增加。
5)抗炎症和抗过敏:糖皮质激素通过增强白细胞溶酶体膜的稳定性,减少溶酶体蛋白水解酶进入组织液,减轻对组织的损伤和炎症渗出,糖皮质激素还抑制结缔组织成纤维细胞的增生,从而减轻炎症的增生反应。
6) 其它:糖皮质激素可抑制骨的形成;增强骨骼肌收缩力。但是过多的糖皮质激素可以使骨骼肌蛋白质消耗,肌肉萎缩。糖皮质激素对胎儿多器官系统的发育成熟具有允许作用,如可促进胎儿肺表面活性物质的合成等。 (3) 对应激反应的调节作用:在应激反应中糖皮质激素通过以下几种机制增强机体的抵抗力和适应能力:①减少缓激肽、前列腺素和蛋白水解酶等有害介质的产生;②维持血糖水平,保证重要器官能量物质的供应;③对儿茶酚胺类的允许作用使心肌收缩力加强,血压升高,提高重要器官的血流量。 (4)允许作用:糖皮质激素对某些组织或者细胞的活动没有特定的调节作用,但是适量糖皮质激素的存在却是其它某些激素对这些组织或者细胞充分发挥其特异调节作用的前提。糖皮质激素的这种作用称为允许作用(permissive action)。例如,胰高血糖素和儿茶酚胺类激素只有当糖皮质激素存在时,才能充分影响能量代谢。
8. 肾上腺髓质主要分泌肾上腺素和去甲肾上腺素,作为激素的肾上腺素和去甲肾上腺素对机体多种功能具有重要调节作用。
(1)代谢调节作用 肾上腺素与其受体结合后,通过cAMP激活磷酸化酶,促进糖原分解,使血糖显著升高。肌糖原分解形成的乳酸可以随之氧化,并补充肝糖原。肾上腺素和去甲肾上腺素都能促进脂肪分解和氧化,而且可使机体氧耗量增加,产热量增加,提高基础代谢率。
(2)对器官活动的调节 由于α-和β-肾上腺素能受体在机体分布广泛,所以肾上腺素和去甲肾上腺素对各器官、组织的作用也十分广泛,已在各有关章节中讨论。
(3)参与应急反应 应急反应(emergency reaction)是指机体遭遇紧急情况时,交感-肾上腺髓质系统功能紧急动员的过程。生理学家Cannon早先对交感-肾上腺髓质系统进行过全面研究,提出应急学说(emergency reaction hypothesis),认为当机体遭遇特殊紧急情况时,如畏惧、焦虑、剧痛、失血、脱水、乏氧、暴冷、暴热以及剧烈运动等,交感-肾上腺髓质系统能即刻调动起来,由于儿茶酚胺类物质大量分泌并作用于中枢神经系统,使机体处于反应机敏、高度警觉的状态下。引起应急反应的各种刺激,实际也是应激反应的刺激,两种反应同时发生,共同维持机体的适应能力。应激反应偏重于加强机体对伤害刺激的基础耐受能力,应急反应则偏重于提高机体的警觉性和应变能力。
9. 甲状旁腺激素(PTH)是调节血钙和血磷水平的主要激素,总的效应是升高血钙和降低血磷。
(1)对骨组织的作用:骨是体内最大的钙库,PTH可动员骨钙入血,升高血钙水平,其作用表现为快速效应和延缓效应两个时相。
(2)对肾和小肠的作用:PTH可促进肾远球小管对钙的重吸收,使尿钙减少,血钙升高。PTH抑制近球小管对磷的重吸收,经尿排出的磷酸盐增加,使血磷降低。PTH对肾的一个重要作用是可以激活lα-羟化酶,催化25-(OH)D3转变为活性更高的1,25-(OH)2D3。1,25-(OH)2D3可刺激小肠细胞钙结合蛋白的形成,进而促进钙、镁、磷等的吸收。
10. 与胰岛素相反,胰高血糖素是促进分解代谢的激素。其最显著的效应是
升高血糖。胰高血糖素的基本作用是促进糖原分解、糖异生、脂肪分解和生酮作用。它可以激活肝细胞内的磷酸化酶,加速肝糖原的分解。胰高血糖素加速氨基酸进入肝细胞,同时激活与糖原异生过程相关的酶系,促进糖异生。糖原分解和糖异生作用的增强,使血糖明显升高。胰高血糖素不引起肌肉组织的糖原分解。胰高血糖素可激活脂肪酶,促进脂肪分解,同时又能加强脂肪酸的氧化,使酮体生成增多。胰高血糖素还表现生热效应,可能是由于肝内氨基酸的脱氨作用所致。