第9章 内分泌系统生理
第一节 激素
(一)激素的分类
按化学结构分两类:含氮类激素,可分为肽、胺、蛋白质等,如下丘脑分泌的调节肽、腺垂体分泌的促激素、胰岛素、甲状腺素等;类固醇激素,如肾上腺皮质激素和性腺激素。
(二)激素作用的一般特性
激素虽然种类很多,作用复杂,但它们在对靶组织发挥调节作用的过程中,具有某些共同的特点:
1、信息传递作用
2、激素作用的相对特异性(选择性)
3、高效能生物放大作用(量小作用大)
4、相互作用
当多种激素共同调节着某一生理活动时,它们之间往往存在着协同作用或拮抗作用,对维持该生理过程的相对稳定起重要作用。例如生长激素、糖皮质激素、胰高血糖素都有升高血糖的协同作用;相反胰岛素则能降低血糖,起到拮抗效应。
另外,有的激素本身并不能直接对某些器官、组织或细胞产生作用,然而在它存在的条件下,可使另一种激素的作用明显增强,这一现象称为允许作用(permissive action)。如糖皮质激素对心肌和血管平滑肌无收缩作用,即无升血压效应,但儿茶酚胺与糖皮质激素合用时,可使儿茶酚胺更好地发挥对心血管的调节作用,使血压升高效应明显。
第二节 下丘脑
一、下丘脑神经内分泌细胞分泌的调节肽
在下丘脑基底部的“促垂体区”的神经元群能分泌肽类激素,经垂体门脉到达腺垂体、调节腺垂体的分泌,统称为下丘脑调节肽。下丘脑调节肽共有9种:
1、促甲状腺激素释放激素(TRH)
三肽,主要作用于腺垂体,促进促甲状腺激素(TSH)释放,形成下丘脑-腺垂体-甲状腺功能轴。TRH也促进催乳素的释放,但是否参与催乳素的生理调节,尚不能肯定。
2、促性腺激素释放激素(GnRH)
十肽,促进腺垂体合成与释放促性腺激素卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH),FSH和LH促进女、男性腺各生成卵子、精子以及分泌雌、雄性激素,形成下丘脑-腺垂体-性腺功能轴。
3、生长抑素(GHRIH或GIH)
十四肽,主要作用是抑制垂体生长激素(GH)的基础分泌,生长抑素还可抑制LH、FSH、TSH、PRL及ACTH的分泌,以及抑制胰岛素、胰高血糖素、肾素、甲状旁腺激素以及降钙素的分泌。
4、生长素释放激素(GHRH)
仅仅具有促进腺垂体分泌生长素的作用,无垂体外作用。
5、促肾上腺皮质释放激素(CRH)
四十一肽,其主要作用是促进腺垂体合成与释放促肾上腺皮质激素(ACTH),促进肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素,形成了下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质功能轴。
6、催乳素释放抑制因子(PIF)与催乳素释放因子(PRF)
分别可以抑制和促进腺垂体分泌催乳素。
7、促黑素细胞激素释放因子(MRF)与释放抑制因子(MIF)
调节腺垂体分泌黑色素细胞激素。
第三节 垂体
垂体大致可以分为腺垂体和神经垂体两部分。
一、腺垂体分泌的激素
腺垂体中的前部占腺垂体的绝大部分,它是体内最重要的内分泌腺。腺垂体可分泌促甲状腺素(TSH,促进甲状腺分泌甲状腺激素)、促肾上腺皮质激素(ACTH,促进肾上腺皮质分泌皮质激素)、促性腺激素(GTH,促进男、女性腺分别分泌雄、雌激素和产生精子、卵细胞)、生长激素、催乳素和促黑素细胞激素(MSH)。
(一)生长激素(GH)
不同动物的GH的化学结构、免疫特性有较大差别。人的生长激素(hGH)是含191个氨基酸的多肽,结构与催乳素相似,故与催乳素的作用有交叉。除猴外,其它动物的GH对人类无效。利用DNA重组技术可以生产hGH供临床应用。
1、生长激素的作用
(1)促进全身的生长发育 这是由于它一方面促进骨骼的生长,另一方面促进蛋白质合成使肌肉发达。还可促进机体内脏器官的生长发育,但对神经细胞的生长发育没有影响。动物幼年时切除垂体,动物即停止生长,如能及时补充GH尚能使其恢复生长。
相关疾病:
①侏儒症 临床上由于垂体先天损害而缺少GH的儿童,身材矮小,但智力正常,称为侏儒症。该患者的上、下身身长比例基本上与正常人相似;②巨人症 幼年时GH分泌量过多,则使身材发育过于高大,形成巨人症;③肢端肥大症 成年后GH分泌过多,由于成年人长骨生长停止,GH则将刺激肢端骨及面骨增生,出现肢端肥大症。此类患者的内脏器官如肝、肾等也增大。
(2)参与对中间代谢和能量代谢的调节(与生长介素无关) GH可加速DNA、RNA的合成,促进蛋白质的合成。
促进脂肪分解,供应能量,因而使组织脂肪减少,特别使肢体中的脂肪减少。
对糖代谢的影响较复杂,生理水平的GH能刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,间接加强对葡萄糖的利用。分泌过多时则抑制糖的利用,使血糖升高,由于GH过量会导致脂肪酸氧化增强,进而抑制糖氧化,故GH分泌过多会导致垂体性糖尿。
总之,生理分泌量的GH能促进蛋白质合成,加速脂肪分解,加强糖的合理利用,由糖提供能量转向由脂类提供能量。这些作用一方面有利于机体的生长和修复,另一方面使机体的代谢保持“青年”特点—机体蛋白质与体液丰富,而脂肪较少。
2、生长激素分泌的调节
GH的分泌受下丘脑GHRH和GHRIH的双重调节,血中生长介素可对GH分泌有负反馈调节作用。GH的分泌还受到睡眠及血中糖和氨基酸含量等因素的影响(见图10-1)。应激时GH分泌也增加,运动可促进GH的分泌。

图10-1 睡眠对生长激素的影响
(二)催乳素(PRL)
是含有199个氨基酸的多肽,作用广泛。PRL能促进乳腺生长发育,引起并维持乳腺泌乳。在女性青春期,乳腺的发育主要是性激素和其它激素的协同作用。妊娠时PRL与雌激素、绒毛膜生长素以及孕激素等进一步促进乳腺发育,使泌乳条件逐渐成熟,但并不泌乳,待分娩后,PRL才发挥始动和维持乳腺分泌的作用。
PRL也受下丘脑双重控制。催乳素释放因子促进其分泌;催乳素释放抑制因子抑制其分泌,后者功能占优势。婴儿吸吮母亲乳头时刺激乳头感觉神经末梢,冲动传到下丘脑促使催乳素释放因子分泌,接着引起PRL分泌。刺激停止后PRL的分泌减少或停止。这是一种典型的神经内分泌反射。应激状态下,PRL往往与ACTH、GH分泌增加同时出现,应激刺激停止后,三者都逐渐恢复正常水平。PRL在应激时的功能尚不清楚。
二、神经垂体释放的激素
(一)升压素(VP)或称抗利尿素(ADH)
VP的生理作用及其分泌调节已在本书血液循环系统及泌尿系统有关章节中介绍,不再重复。
(二)催产素(OXT)
1、OXT刺激乳腺和子宫双重作用
以刺激乳腺的作用为主。
2、OXT对子宫平滑肌的作用
OXT对不同种属的动物、未孕与已孕的子宫效果不同。未孕子宫对它不敏感,妊娠子宫对它则较敏感。雌激素能增加子宫对OXT的敏感性,而未孕时雌激素的作用则相反。
第四节 甲状腺
一、甲状腺激素
甲状腺激素主要有甲状腺素(又称四碘甲酸原氨酸(T4))和三碘甲酸原氨酸(T3)两种。甲状腺激素合成的原料有碘和甲状腺球蛋白,在甲状腺球蛋白的酪氨酸残基上发生碘化,并合成甲状腺激素。人每天从食物中大约摄碘100~200μg,甲状腺含碘总量约8000μg,占全身碘量的90%。因此,甲状腺与碘代谢的关系极为密切。
(一)甲状腺激素的贮存、释放、运输与代谢
1、贮存
甲状腺激素在腺泡腔内以胶质的形式贮存,贮存的量很大,可供机体利用50~120天之久,因此应用抗甲状腺药物时,用药时间需要较长才能奏效。
2、释放
甲状腺受到TSH刺激,通过吞饮作用将T4、T3及其他含碘化酪酸残基的甲状腺球蛋白胶质小滴吞入腺细胞内,然后溶酶体蛋白水解酶水解T4、T3及MIT/DIT。甲状腺分泌的激素主要是T4,约占总量的90%以上,T3的分泌量较少,但T3的生物活性比T4约大5倍。
3、运输
T4释放入血后,在血液中运输形式有两种:一种是与血浆蛋白结合,一种则呈游离状态,两者之间可互相转化;游离的甲状腺激素在血液中含量甚少,然而正是这些游离的激素才能进入细胞发挥作用,结合型的甲状腺激素是没有生物活性的。
4、代谢
血浆T4半衰期为7天,T3半衰期为1.5天,20%的T4与T3在肝内降解,与葡萄糖醛酸或硫酸结合后,经胆汁排入小肠,在小肠内重吸收极少,绝大部分被小肠液进一步分解,随粪排出。其余80%的T4在外周组织脱碘酶(5’-脱碘酶或5-脱碘酶)的作用下,产生T3(占45%)与rT3(占55%)。
二、甲状腺激素的生物学作用
(一)对代谢的影响
1、产热效应
甲状腺激素可提高大多数组织的耗氧率,增加产热效应。这种产热效应可能由于甲状腺激素能增加细胞膜上Na+-K+泵的合成及其活力,后者是一个耗能过程。甲状腺素使基础代谢率增高,1mg的甲状腺素可增加产热4300kJ。甲状腺功能亢进患者的基础代谢率可增高35%左右;而功能低下患者的基础代谢率可降低15%左右。
2、对三大营养物质代谢的作用
总的来说,在正常情况下甲状腺激素主要是促进蛋白质合成,特别是使骨、骨骼肌、肝等蛋白质合成明显增加,这对幼年时的生长、发育具有重要意义。但是甲状腺激素分泌过多,反而使蛋白质,特别是骨骼肌的蛋白质大量分解,因而消瘦无力。在糖代谢方面,甲状腺激素有促进糖的吸收,肝糖原分解的作用。同时它还能促进外周组织对糖的利用。它加速了糖和脂肪代谢,增加机体的耗氧量和产热量。
(二)促进生长发育
甲状腺激素促进生长发育作用最明显是在婴儿时期,在出生后头4个月内影响最大。它主要促进骨骼、脑和生殖器官的生长发育。若没有甲状腺激素,垂体的GH也不能发挥作用。并且,当甲状腺激素缺乏时,垂体生成和分泌GH也减少。所以先天性或幼年时缺乏甲状腺激素,可引起呆小病。呆小病患者的骨生长停滞而身材矮小,上、下半身的长度比例失常,上半身所占比例超过正常人。又因神经细胞树突、轴突、髓鞘以及胶质细胞生长发生障碍,所以导致脑发育不全而智力低下。他们性器官也发育不成熟。患者必须在出生后3个月左右即补充甲状腺激素,迟于此时期,则治疗往往无效。
三、甲状腺激素分泌调节
甲状腺功能活动主要受下丘脑与腺垂体的调节。下丘脑、腺垂体和甲状腺三个水平紧密联系,组成下丘脑-腺垂体-甲状腺轴(图 10-2)。此外,甲状腺还可进行一定程度的自身调节。
(一)下丘脑-腺垂体-甲状腺功能轴
腺垂体分泌的TSH是调节甲状腺分泌的主要激素。TSH是一种糖蛋白激素,由α和β两个亚单位组成。其生物活性主要决定于β亚单位,但只有α和β两个亚单位结合在一起时才能显出全部活性。腺垂体TSH呈脉冲式释放,每2~4h出现一次波动,在脉冲式释放的基础上,还有日周期变化,血中TSH浓度清晨高而午后低。
TSH的作用是促进甲状腺激素有合成与释放。给予TSH最早出现的效果是甲状腺球蛋白水解与T4、T3的释放。TSH还能促进腺泡上皮细胞的葡萄糖氧化,尤其经己糖氧化旁路,可提供过氧化酶作用所需要的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。TSH的长期效应是刺激甲状腺细胞增生,腺体增大,这是由于TSH刺激腺泡上皮细胞核酸与蛋白质合成增强的结果。切除腺垂体之后,血中TSH迅速消失,甲状腺发生萎缩,甲状腺激素分泌明显减少。
在甲状腺腺泡上皮细胞存在TSH受体,TSH与其受体结合后,通过G蛋白激活腺苷酸环化酶,使cAMP生成增多,进而促进甲状腺激素的释放与合成。TSH还可通过磷脂酰肌醇系统刺激甲状腺激素的释放与合成。
有些甲状腺功能亢进患者,血中可出现一些免疫球蛋白物质,其中之一是人类刺激甲状腺免疫球蛋白(human thyroid-stimulatingimmunoglobulin,HTSI),其化学结构与TSH相似,它可与TSH竞争甲状腺细胞腺上的受体刺激甲状腺,这可能是引起甲状腺功能亢进的原因之一。TSH的分泌受下丘脑TRH的控制。

图10-2 下丘脑-腺垂体-甲状腺功能轴
(二)甲状腺激素的反馈调节
T4、T3在血中的浓度也经常反馈调节TSH的分泌,是一种负反馈过程。这种负反馈抑制是维持甲状腺功能相对稳定的重要环节。血中游离的T4与T3浓度的升降,对腺垂体TSH的分泌起着经常性反馈调节作用。当血中游离的T4与T3浓度增高时,抑制TSH分泌。实验表明,甲状腺激素抑制TSH分泌的作用,是由于甲状腺激素刺激腺垂体促甲状腺激素细胞产生一种抑制性蛋白,它使TSH的合成与释放减少,并降低腺垂体对TRH的反应性。由于这种抑制作用需要通过新的蛋白质合成,所以需要几小时后方能出现效果,而且可被放线菌D与放线菌酮所阻断。T3对腺垂体TSH分泌的抑制作用较强,血中T4与T3对腺垂体这种反馈作用与TRH的刺激作用,相互拮抗,相互影响,对腺垂体TSH的分泌起着决定性作用。
关于甲状腺激素对下丘脑是否有反馈调节作用,尚难有定论。
另外,有些激素也可影响腺垂体分泌TSH,如雌激素可增强腺垂体对TRH的反应,从而使TSH分泌增加,而生长素与糖皮质激素则对TSH的分泌有抑制作用。
(三)体内外刺激对甲状腺激素分泌的影响
各种体内外刺激可以通过感受器,经传入神经到中枢神经系统,促进或抑制下丘脑分泌TRH,进而再影响甲状腺的分泌。例如寒冷刺激就是通过皮肤冷感受器再经上述环节而促进甲状腺分泌。此称为开环调节,发生开环调节时负反馈调节暂时失去作用。雌激素促进甲状腺激素的分泌,而生长激素和糖皮质激素抑制其分泌。
(四)自身调节
甲状腺功能的自身调节是指在完全缺少TSH或TSH浓度基本不变的情况下,甲状腺自身对碘供应的多少而调节甲状腺激素的分泌。当食物中碘供应过多时,首先使甲状腺激素合成过程中碘的转运发生抑制,同时使合成过程也受到抑制,使甲状腺激素合成明显下降。这种过量的碘所产生的抗甲状腺聚碘作用称为Wolff-Chaikoff效应。如果碘量再增加时,它的抗甲状腺合成激素的效应消失,使甲状腺激素的合成增加。外源碘供应不足时,碘转运机制将加强,甲状腺激素的合成和释放也增加,使甲状腺激素分泌不致过低。碘的这种作用原理尚不清楚。
第五节 肾上腺
肾上腺包括中央部的髓质和周围部的皮质两个部分,两者在发生、结构与功能上均不相同,实际上是两种内分泌腺。皮质是腺垂体的一个靶腺,髓质受交感神经节前纤维直接支配,相当于一个交感神经节。
一、肾上腺皮质
肾上腺皮质激素分为三类:球状带细胞分泌盐皮质激素(mineralocorticoid),主要是醛固酮(aldosterone);束状带细胞分泌糖皮质激素(glucocorticoid),主要是皮质醇(cortisol);网状带细胞主要分泌糖皮质激素和少量性激素。
肾上腺皮质激素属于甾体激素,脂溶性。合成它们的原料主要来自血液中的胆固醇。在皮质细胞的线粒体内膜或内质网中所含的裂解酶与羟化酶等酶系的作用下,使胆固醇先变成孕烯酮,然后再进一步转变为各种皮质激素。由于肾上腺皮质各层细胞存在的酶系不同,所以合成的皮质激素亦不相同。
皮质醇进入血液后,75%~80%与血中皮质类固醇结合球蛋白(corticosteroid-binding globulin,CBG)或称为皮质激素运载蛋白结合,15%与血浆白蛋白结合,5%~10%的皮质醇是游离的。结合型与游离型皮质醇可以相互转化,维持动态平衡。
(一)糖皮质激素
人体糖皮质激素以皮质醇为主,有少量皮质酮。而实验动物大鼠和小鼠肾上腺皮质则主要分泌皮质酮。
1、糖皮质激素的生物学作用
(1)对三大营养物质代谢的影响 糖皮质激素是调节机体糖代谢的重要激素之一,它促进蛋白质分解,使较多的氨基酸进入肝,同时增强肝内糖异生酶活性,使糖异生过程大大加强。糖皮质激素有抗胰岛素作用,抑制外周组织对葡萄糖的利用,使血糖上升。
糖皮质激素对身体不同部位的脂肪作用不同,使脂肪进行重新分布,即“向心性分布”:四肢脂肪组织分解增强,而腹、面、肩及背的脂肪合成有所增加,以致呈现面圆、背厚、躯干部发胖而四肢消瘦的特殊体形——向中性肥胖(柯兴氏综合征体征)。
(2)对水盐代谢的影响 皮质醇有较弱的贮钠排钾作用。并可增加肾小球滤过率,有利于水的排出。
(3)对血细胞的影响 糖皮质激素可使血中红细胞、血小板和中性粒细胞的数量增加,而使淋巴细胞和嗜酸性粒细胞减少。
(4)对血管反应的影响 糖皮质激素能增强血管平滑肌对儿茶酚胺的敏感性(允许作用),抑制具有血管舒张作用的前列腺素的合成,降低毛细血管的通透性,有利于维持血容量。
(5)促进胃酸和胃蛋白酶的分泌,抑制胃粘液分泌,加速胃上皮细胞脱落。破坏胃粘膜屏障,诱发或加剧胃溃疡。
(6)有提高中枢神经系统兴奋性的作用,小剂量会引起欣快感,大剂量则导致思维不能集中、烦躁和失眠。
(7)在应激反应中的作用 当机体受到各种有害刺激,如缺氧、创伤等,血中ACTH浓度立即增加,糖皮质激素也相应增多。能引起ACTH与糖皮质激素分泌增加的各种刺激称为应激刺激,而产生的反应称为应激(stress)反应。发生应激反应时机体内分泌及神经系统的主要变化包括两个方面:① 腺垂体分泌GH、PRL、ACTH增加,肾上腺皮质分泌糖皮质素增加;② 交感-肾上腺髓质系统功能增加:肾上腺髓质分泌肾上腺素增加,交感神经兴奋。
(二)肾上腺盐皮质激素
球状带分泌的盐皮质激素在人体以醛固酮为主,对水盐代谢的作用最强,其次为脱氧皮质醇。
醛固酮是调节机体水盐代谢的重要激素,它可促进肾远曲小管及集合管重吸收钠、水和排出钾,即保钠、保水和排钾作用。当醛固酮分泌过多时,将使钠和水贮留,引起高血钠、高血压和血钾降低。相反,醛固酮缺乏时则钠与水的排出过多,血钠减少,血压降低,而尿钾排出减少,血钾升高。盐皮质激素与糖皮质激素一样,可增强血管平滑肌对儿茶酚胺的敏感性,且作用比糖皮质激素更强。关于盐皮质激素分泌的调节已在循环系统和泌尿系统叙述。
(三)性激素
肾上腺皮质分泌的性激素以雄激素为主。少量的雄性激素对妇女的性行为甚为重要。雄性激素分泌过量时可使女性男性化。
二、肾上腺髓质
(一)髓质激素的生物学作用
肾上腺髓质的嗜铬细胞分泌两种激素:肾上腺素和去甲肾上腺素,以肾上腺素为主。当机体遭遇紧急情况时(恐惧、惊吓、焦虑、创伤或失血等):交感神经活动增强,髓质分泌激素急剧增加。其结果是:心跳加快加强,心输出量增加,血压升高,血流加快;内脏血管收缩,内脏器官血流量减少,肌肉血管舒张,肌肉血流量增加,为肌肉提供更多氧和营养物质;支气管舒张,气体交换阻力减少,改善氧的供应;肝糖原分解,血糖升高,营养供给增加。总之,上述一切变化都是在紧急情况下通过交感-肾上腺髓质系统发生的适应性反应,称为应急反应。引起应急反应的各种刺激也是引起应激反应的刺激。两个系统相辅相成,使机体的适应能力更为完善。
第六节 胰岛
人类的胰岛细胞按其染色和形态学特点,分为A、B、D及PP细胞:A细胞占胰岛细胞总数的25%,分泌胰高血糖素(glucagon);B细胞约占60%,分泌胰岛素(insulin)。D细胞数量较少,分泌生长抑素(somatostatin)。PP细胞很少,分泌胰多肽(pancreaticpolyeptide)。每个胰岛周围有丰富的毛细血管,交感神经、副交感神经和肽能神经的末梢都直接终止于胰岛细胞。
一、胰岛素
(一)胰岛素的生物学作用
胰岛素由51个氨基酸残基组成,人胰岛素分子量为6000,有A、B两个肽链。我国生化学家于60年代中期首先成功地合成有高度生物活性的胰岛素分子,在生物化学与内分泌学史上做出了巨大贡献。
胰岛素的主要生物学作用是调节糖、脂肪和蛋白质的代谢,是一种促进合成代谢的激素。
1、糖代谢
胰岛素能促进全身各组织,尤其能加速肝细胞和肌细胞摄取葡萄糖,并且促进它们对葡萄糖的贮存和利用,降低血糖。肝细胞和肌细胞大量吸收葡萄糖后,将其转化为糖原贮存起来。所以胰岛素缺乏时,血中葡萄糖不能被细胞贮存和利用,从而血糖浓度升高。如超过肾糖阈(180mg/dL血浆)时,尿中就会出现葡萄糖并伴以尿量增加,发生胰岛素依赖性糖尿病。
2、脂肪代谢
胰岛素一方面促进肝细胞合成脂肪酸,然后运送到脂肪细胞储存;另一方面抑制脂肪分解。进入脂肪细胞的葡萄糖不仅用于合成脂肪酸,而且主要使其转化成α-磷酸甘油,并与脂肪酸形成甘油三酯贮存于脂肪细胞内。胰岛素缺乏时,不仅引起糖尿病,而且还可引起脂肪代谢紊乱,出现血脂升高,加速脂肪酸在肝内氧化,生成大量酮体,以致引起酮血症与酸中毒。进而动脉硬化,引起心、血管系统发生严重病变。
3、蛋白质代谢
胰岛素对于蛋白质代谢也非常重要。促进氨基酸进入细胞,然后直接作用于核糖体,促进蛋白质的合成。它还能抑制蛋白质分解。对机体生长过程,胰岛素与生长素共同作用时,才能发挥明显的效应。
近年的研究表明,几乎体内所有细胞的膜上都有胰岛素受体。胰岛素受体已纯化成功,并阐明了其化学结构。胰岛素受体是由两个α亚单位和两个β亚单位构成的四聚体,α亚单位由719个氨基酸组成,完全裸露在细胞膜外,是受体结合胰岛素的主要部位。α与α亚单位、α与β亚单位之间靠二硫键结合。β亚单位由620个氨基酸残基组成,分为三个结构域:N端194个氨基酸残基伸出膜外;中间是含有23个氨基酸残基的跨膜结构域;C端伸向膜内侧为蛋白激酶结构域。胰岛素受体本身具有酪氨酸蛋白激酶活性,胰岛素与受体结合可激活该酶,使受体内的酪氨酸残基发生磷酸化,这对跨膜信息传递、调节细胞的功能起着十分重要的作用。关于胰岛素与受体结合启动的一系列反应,相当复杂,尚不十分清楚。
(二)胰岛素分泌的调节
1、血糖的作用
血糖浓度是调节胰岛素分泌的最重要因素。血糖浓度升高时可以直接刺激B细胞,使胰岛素的分泌增加,可高达基础水平的10~20倍,使血糖浓度恢复到正常水平;血糖浓度低于正常水平时,胰岛素的分泌减少,可促进胰高血糖素分泌增加,使血糖水平上升。
2、氨基酸和脂肪酸的作用
血液中多种氨基酸如精氨酸、赖氨酸都有刺激胰岛素分泌的作用。主要是和血糖协同作用。在血糖浓度正常时,上述作用微弱;在血糖升高时,过量的氨基酸可使高血糖引起的胰岛素分泌加倍增多。血液中脂肪酸和酮体大量增加时,也能促进胰岛素的分泌。
3、其它激素
许多胃肠道激素以及胰高血糖素都有刺激胰岛素的分泌作用。后者还可以通过使血糖升高而间接地促进胰岛素的分泌。
4、神经调节
支配胰岛的迷走神经兴奋时可以引起胰岛素的分泌,其受体为M受体。交感神经兴奋时,则通过α2受体抑制胰岛素的分泌。
二、胰高血糖素
(一)胰高血糖素的生物学作用
人类胰高血糖素是由29个氨基酸组成的直链多肽,分子量为3485,它的生物学作用与胰岛素相反,是一种促进分解代谢的激素。它促进肝糖原分解和葡萄糖异生作用,使血糖明显升高。胰高血糖素通过cAMP-PK系统,激活肝细胞的磷酸化酶,加速糖原分解。糖异生增强是因为激素加速氨基酸进入肝细胞,并激活糖异生过程有关的酶系。它还能促进脂肪分解,使酮体增多。胰高血糖素产生上述代谢效应的靶器官是肝,切除肝或阻断肝血流,这些作用便消失。
另外,胰高血糖素可促进胰岛素和胰岛生长抑素的分泌。药理剂量的胰高血糖素可使心肌细胞内cAMP含量增加,心肌收缩增强。
(二)胰高血糖素分泌的调节
血糖浓度是调节胰高血糖素分泌的重要因素。血糖浓度降低时,胰高血糖素的分泌增加;而升高时,则分泌减少。而氨基酸的作用和血糖相反,前者升高时也促进胰高血糖素的分泌。胰岛素可以由于使血糖浓度降低而促进胰高血糖素的分泌,但胰岛素可以直接作用于邻近的A细胞,抑制胰高血糖素的分泌。
支配胰岛的交感神经和迷走神经对胰高血糖素分泌的作用和对胰岛素分泌的作用完全相反。即交感神经兴奋则促进其分泌;而迷走神经兴奋抑制胰高血糖素的分泌。当机体处于不同的功能状态时,血中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值(I/G)也是不同的。一般在隔夜空腹条件下,I/G比值为2.3,但当饥饿或长时间运动时,比例可降至0.5以下。比例变小是由于胰岛素分泌减少与胰高血糖素分泌增多所致,这有利于糖原分解和糖异生,维持血糖水平,适应心、脑对葡萄糖的需要,并有利于脂肪分解,增强脂肪酸氧化供能。相反,在摄食或糖负荷后,比值可升至10以上,这是由于胰岛素分泌增加而胰高血糖素分泌减少所致。在这种情况下,胰岛素的作用占优势(见图10-3)。

图10-3 胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节作用

