第一节 概述

一、激素和内分泌的概念 

      动物的腺体分为外分泌腺和内分泌腺。外分泌腺有专门导管输送其分泌物至皮肤表面或某些管腔中，如汗腺，粘液腺和各种消化腺。

      内分泌腺无导管，分泌物由腺细胞透入血管或淋巴管。主要有脑垂体、甲状腺、后腮腺、胰岛、嗜铬组织和肾间组织，性腺、松果体、史坦尼氏小体以及尾垂体。

      人和动物体内有许多特异化的腺体和细胞，它们能分泌一种或多种化学物质进入血液循环。这些化学物质经血流转运到身体的特定器官、组织和细胞而发挥作用，产生效应。由于这些腺体和细胞的分泌方式是把化学物质直接释放入血液循环，而并不象消化腺那样经过导管分泌到消化管管腔内，所以把这种分泌方式特称为“内分泌”（endocrine）；他们释放的化学物质称为“激素”（hormone）。

      激素作用的特定部位称为“靶”（ target），包括靶器官、靶组织和靶细胞。

      内分泌系统是指分散在体内各个部位的内分泌腺体和细胞的总称。

二、激素的分类

激素按其化学性质可分为三大类：

（一） 蛋白质、多肽和氨基酸衍生物类激素

      这类激素种类很多，主要分布在下丘脑、垂体前叶和胃肠道等处；易被胃肠道消化液分解，一般须用注射。

（二） 甾体激素（也称类固醇激素）

      这类激素的分子结构都以环戊烷多氢菲为核心，如肾上腺皮质分泌的糖皮质激素、盐皮质激素和性腺分泌的性激素等。可口服吸收。

（三）  脂肪酸类激素

      主要是前列腺激素（PG）。结构特征为8－12个碳原子组成的5碳环不饱和脂肪酸。

三、机体的化学信息传递

       机体内的化学信息传递方式包括； 1、神经递质；  2、一般激素；  3、神经激素；  4、外激素；  5、细胞内和细胞间的某些化学物质（不属于真正的内分泌细胞） 。本章主要说明一般激素和神经激素的生理知识。

四、激素的作用特点 

（一）特异性。

表现之一：一种激素只能对它自己的靶细胞有作用。

表现之二：有些激素，如生长激素、甲状腺素、胰岛素和肾上腺皮质激素几乎对全身的组织细胞都有作用，似乎没有特别的靶细胞。但这些激素仍然只与细胞膜上或胞浆内的特异性受体相结合后才能激发一系列的生理、生化过程。

（二）放大作用。

      在下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统中，0.1微克促肾上腺皮质激素释放激素能促使垂体前叶释放10倍量（1微克）的促肾上腺皮质激素（ACTH），而1微克ACTH又能促使肾上腺皮质产生40微克糖皮质类固醇，这些数量的糖皮质激素可刺激肝脏产生5.6毫克糖原，全部过程从0.1微克放大到5.6毫克，即放大了56000倍。

      这种放大作用在激素作用中普遍存在。

（三）缓慢、持久、广泛；

（四）相关性。有以下表现：

1、协同作用：如生长激素、胰高血糖素都是血糖浓度增加；类固醇激素对17α20β-双羟孕酮的协同作用。

2、拮抗作用：如胰高血糖素和胰岛素之间的关系。

3、允许作用：如去甲肾上腺素和皮质醇及催乳素和皮质醇之间的关系（后者对前者有允许作用）。

4、反馈作用：负反馈/正反馈；长反馈/短反馈/超短反馈。

5、竞争作用：如醛固酮和孕酮之间的关系。

（五）节律性。

      激素作用的节律性可分日节律、月节律、季节律和年节律。日节律与光照/黑暗，觉醒/睡眠有关。如人的ACTH和皮质醇的分泌是在早晨觉醒之前达到高峰，夜间临睡之前降到最低点。大白鼠与人相反。妇女的促性腺激素和雌激素的分泌是一种月节律。有些鸟类的迁徙和孵育有季节性。有些鱼类和甲壳类的洄游和产卵一年只有一次。这些外部行为的特殊表现，都是因为激素分泌的季节律、年节律引起的生理效应。

五、激素合成和分泌的机制

      激素的生物合成有两种途径：

（一）由激素的结构基因通过转录与翻译形成 ；

（二）通过细胞内存在的酶系催化合成 。

      一般认为，蛋白质、肽类激素的分泌是通过胞吐作用，而类固醇激素是通过简单扩散作用进入血液。近来有关类固醇激素的研究发现，某些类固醇激素可能也是通过颗粒性的胞吐作用进行的。

      类固醇激素分泌进入血液后，即与血液中的类固醇结合球蛋白结合，然后在血液中运输。蛋白质、肽类激素以原激素的形式运输。

六、激素的作用机制

      一般来说，蛋白质和多肽激素与靶细胞膜上的受体结合，而类固醇激素能透过细胞膜与胞内受体结合。

       激素与受体结合后，使受体构型发生改变，进而引发一系列生化变化。

（一）蛋白质、多肽和氨基酸衍生物类 

“二级信使”机制（第二信使学说）

（二）甾体激素

“基因调节”机制（二步作用原理，基因表达学说）

      两种激素的作用机理的模式也不是绝对的，已知许多肽类、蛋白质激素的作用也是通过基因调节而实现的。

七、内分泌腺机能的研究方法

（一）动物实验

          经典和传统的手段，切除内分泌腺，观察切除后果，推断其正常机能，再注射该内分泌提取物或重新移植内分泌腺，观察机能的丧失和回复。

（二）内分泌组织的形态学技术

 1、组织化学技术：利用细胞内储存颗粒的化学性质不同，对染料着色选择性也不同，如三色法，可使垂体催乳素细胞染成红色，促性腺细胞和甲状腺细胞染成蓝色。

2、免疫组化技术

3、电子显微镜技术

（三）激素定量的研究方法 

   1、生物测定法。

      利用激素对动物所产生的特异性生物效应，一般观察激素对靶器官引起的变化，如GH促使大鼠胫软骨生长，FSH对于小鼠卵巢或子宫的增重，ACTH对肾上腺的增重。特点是灵敏度差，费时，耗费实验动物。

   2、放射免疫测定法（radioimmunoassay,RIA） 。原理是基于相同分子的两种类型（一种带标记，另一种不带标记）对第二种浓度较低的分子形成的竞争性结合作用。

      欲建立某种激素的RIA，必须具备该激素的纯化品，然后用该纯化激素（抗原），（1）制备抗血清；（2）用作放射性同位素标记的激素；（3）用作与标记激素进行竞争结合抗体的反应，建立“标准曲线”。 

      在反应式中可见，标记抗原（Ag*）和未标记抗原（Ag）都与抗体结合。而反应中Ag*和Ab的加入量是一定的，如果增加未标记抗原的量，那么B的量就要减少，而Ag-Ab的量增加，所以B将随着Ag的增加而减少，相反随着Ag的减少而增加，两者成函数关系。待反应达到平衡后，采用适当的方法将B与F分离，测定B的放射性脉冲，便可得知B的量。在测定样品的同时，用已知量的 抗原系列（标准品系列）浓度作一条标准曲线。根据样品管的B/F值就可在标准曲线上查出对应的抗原浓度。 

       关于抗体的制备，用大分子的蛋白质和多肽免疫异种动物即可获得抗血清。但分子量在1000左右的物质就不具免疫原性，如促肾上腺皮质激素（ACTH），血管加压素，胰高血糖素以及各种类固醇激素等为了获得高效价的抗体，要预先用化学方法使这类激素与蛋白质结合，然后用此结合物作为抗原进行动物免疫。

       关于标记抗原的制备，多肽和蛋白质激素一般用125I或131I进行标记，经碘化作用后，放射形碘一般挂在蛋白质的酪氨酸残基上。对于类固醇的标记，一般采用3H标记。 

      B与F的分离方法很多，目前广泛用于蛋白质和多肽激素RIA的为双抗体法和聚乙二醇法；用于类固醇RIA的为吸附法。

      双抗体法，通常采用羊抗兔γ球蛋白抗体作为第二抗体（兔血清γ球蛋白为第一抗体），当反应液中加入含有第二抗体的抗血清，于是第二抗体与B结合，形成更大分子的B-第二抗体复合物，然后用离心法将B-第二抗体复合物与F分离。这种方法较灵敏，但费时较长，而且要制备第二抗体。聚乙二醇法（简称PEG法）是采用一定浓度的PEG，加入反应液在室温下反应片刻即可离心分离，因此方便而快速。PEG的作用原理还不清楚。

      吸附法是用一种外面包有右旋糖酐的活性炭，成为加膜活性炭（Dextran coated carbon，DCC）作吸附剂。包围在炭外面的右旋糖酐形成筛孔一样，小分子的F通过筛孔被吸附在活性炭上，而大分子的B则被拒之在外，经离心沉淀后，B留于上清液中。

RIA的优点有：

  ①灵敏度高(pg—ng)。

  ②特异性强，抗原抗体反应，不需对样品提纯，单克隆的使用，可提高特异性。

 ③应用范围广，小分子半抗原制备抗体取得成功后，许多小分子量激素、肽类、药物和体内活性物质都可用于放免，目前已超过300种。广泛用于分子生物学、生物化学、分子药理学、生殖生理学、血液学、临床诊断等领域。

RIA的缺点是：

  （1）同位素的放射性危害。

  （2）同位素来源受到限制，半衰期短，需要经常进行标志。

  （3）非特异性的交叉反应导致的错误结果。

  （4）激素的种间差异带来的限制。

      放射免疫分析法的建立和发展，给医学和生物学的分支—内分泌学的发展带来了革命。激素的测定由原来所用的生物学测定法发展为准确的定量或超微量定量方法，对原来难以测量的激素，现在能给出定量测定的数据。为临床内分泌病的诊断及鉴别诊断提供了可靠的手段和依据，使许多激素在体内的代谢、激素间的相互关系和作用得到阐明，促进了新激素的发现及其准确的测定等。这些内分泌学的发展必然又深化了人们对医学及生物学的认识。

   3、放射受体测定法（radioreceptorassay,RRA）

      根据RIA原理，用组织受体，包括细胞膜、胞浆及核内专一性受体代替抗体，设计出用标记激素与未标记激素竞争组织受体的方法，称为放射免疫受体测定法。由于组织受体性质不稳定，易受温度及pH值的影响而失去作用，而且提取组织受体的过程较为复杂，所以这一方法的应用受到限制。