第十一章 内分泌与麻醉

【目的要求】了解内分泌系统在调节主要生理过程中的作用，激素的化学性质、一般特征和作用机制，组织激素和功能器官内分泌。熟悉甲状旁腺激素、降钙素与钙三醇的作用，激素的节律性分泌，生长激素、甲状腺激素、糖皮质激素和胰岛素的分泌调节。掌握激素和允许作用的概念，下丘脑与腺垂体的机能联系，下丘脑调节肽的概念及主要作用，生长激素、甲状腺激素、糖皮质激素和胰岛素的生理作用，应激反应的概念。掌握麻醉与手术对内分泌功能的影响：麻醉与手术对下丘脑和垂体功能的影响，麻醉与手术对下丘脑－垂体－甲状腺轴的影响，麻醉与手术对下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴的影响及对肾上腺髓质功能的影响。

【教学内容】

1.        内分泌系统作用及其组成，内分泌、激素、激素允许作用的概念、激素的化学性质、激素作用的机制和一般特征、激素分泌节律及其分泌调控。

2.        下丘脑与腺垂体的机能联系，下丘脑调节肽。腺垂体分泌的激素，生长激素的生理作用和分泌的调节。下丘脑-神经垂体系统，血管升压素和催产素的来源及作用。松果体的内分泌。

3.        甲状腺激素的合成、储存、释放、运输、代谢和生理作用，甲状腺激素的分泌调节。

4.        甲状旁腺激素、降钙素与钙三醇的作用。

5.        胰岛素和胰高血糖素的生理作用和分泌的调节。

6.        肾上腺皮质激素种类，糖皮质激素的生理作用和分泌的调节，盐皮质激素的生理作用和分泌的调节，肾上腺雄激素的作用，肾上腺髓质激素的作用与分泌调节。

7.        前列腺素、瘦素等的作用，心脏、胃肠和肾脏等的内分泌功能。

8.        麻醉与手术对内分泌功能的影响：麻醉与手术对下丘脑和垂体功能的影响（ACTH，TSH，GH，PRL，ADH）；麻醉与手术对下丘脑－垂体－甲状腺轴的影响（甲状腺激素）；麻醉与手术对下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴的影响（皮质醇）及对肾上腺髓质功能的影响。

【计划学时】6学时。

Chapter XI Endocrine System

  The endocrine system is one of the body's two major communications systems. It consists of all those glands that secrete hormones, which are chemical messengers carried by the blood from the endocrine glands to target cells elsewhere in the body.

Fundamental Characteristics of Hormone

  Chemical structures and synthesis The amine hormones are the iodine containing thyroid hormones-thyroxin and triiodothyronine and the catecholamines (mainly epinephrine) secreted by the adrenal medulla. Most hormones are peptides and are synthesized as larger molecules that are then cleaved. Steroid hormones are produced from cholesterol by the adrenal cortex and the gonads, and by the placenta during pregnancy. The most important steroid hormones produced by the adrenal cortex are the mineralocorticoid aldosterone, the glucocorticoid cortisol, and two androgens. The ovaries produce mainly estradiol and progesterone, and the testes produce mainly testosterone.

  Transport of hormones in the blood Peptide hormones and catecholamines dissolve in the plasma water, but steroid and thyroid hormones, being water-insoluble, circulate mainly bound to plasma proteins.

  Hormone metabolism and excretion The liver and kidneys are the major organs that remove hormones from the plasma by metabolizing or excreting them. The peptide hormones and catecholamines are rapidly removed from the blood, whereas the steroid and thyroid hormones are removed more slowly. After their secretion, some hormones are metabolized to more active molecules in their target cells or other organs.

  Mechanisms of hormone action The receptors for steroid and thyroid hormones are inside the target cells; those for the peptide hormones and catecholamines are on the plasma membrane. Hormones can cause up-regulation and down-regulation of their own receptors and those of other hormones. The induction of one hormone's receptors by another hormone increases the first hormone's effectiveness and may be essential to permiting the first hormone to exert its effects. Intracellular receptors activated by steroid and thyroid hormones combine with DNA in the nucleus and induce the transcription of DNA into mRNA; the result is increased synthesis of particular proteins. Receptors activated by peptide hormones and catecholamines utilize one or more of the signal transduction mechanisms available to plasma membrane receptors; the result is altered activity of proteins in the cell.

Control of Hormone Secretion

  Types of inputs that control hormone secretion The secretion of a hormone may be controlled by the plasma concentration of an ion or nutrient that the hormone regulates, by neural input to the endocrine cells, and by a tropic hormone. The autonomic nervous system is the neural input controlling many hormones, but the hypothalamic and posterior-pituitary hormones are controlled by neurons in the brain.

  Control systems involving the hypothalamus and pituitary The pituitary gland, comprising the anterior pituitary and the posterior pituitary, is connected to the hypothalamus by a stalk containing nerve fibers and blood vessels. The nerve fibers, which originate in the hypothalamus and terminate in the posterior pituitary, secrete oxytocin and vasopressin. The anterior pituitary secretes growth hormone (GH), thyroid-stimulating hormone (TSH), adrenocorticotropic hormone (ACTH), prolactin, and two gonadotropic hormones-follicle-stimulating hormone (FSH) and luteinizing hormone (LH). The anterior pituitary also produces B-lipotropin and B-endorphin along with ACTH, all being portions of the parent pro-opiomelanocortin molecule. Secretion of the anterior pituitary hormones is controlled mainly by hypothalamic releasing hormones secreted into capillaries in the median eminence and reaching the anterior pituitary via the portal vessels connecting the hypothalamus and anterior pituitary. The secretion of each releasing hormone is controlled by neuronal and hormonal input to the hypothalamic neurons producing it. In each of the three-hormone sequences beginning with a hypothalamic-releasing hormone, the third hormone exerts a long-loop negative-feedback effect on the secretion of the hypothalamic and/or anterior-pituitary hormone. The anterior-pituitary hormone may exert a short-loop negative-feedback inhibition of the hypothalamic releasing hormone(s) controlling it. Hormones not in a sequence can also influence secretion of the hypothalamic and/or anterior-pituitary hormones in the sequence.      

Hormonal Influences on Growth

  Growth hormone is the major stimulus of postnatal growth. It stimulates the release of IGF-I from the liver and many other cells, and IGF-I then acts locally or as a hormone to stimulate mitosis. Growth hormone also acts directly on cells to stimulate protein synthesis. Growth hormone secretion occurs mainly during sleep and is highest during adolescence. The thyroid hormones stimulate brain development during infancy and bone growth during childhood and adolescence.  Insulin stimulates growth mainly during in utero life. Testosterone and estrogen stimulate bone growth during adolescence but also cause epiphyseal closure. Testosterone also stimulates protein synthesis. Cortisol, in high concentration, inhibits growth and stimulates protein catabolism.

Hormonal Influences on Blood Glucose

  Hormones secreted by the pancreas regulate blood glucose; insulin promotes uptake of glucose when the supply in the blood is high; glucagon increases the level of glucose in the blood by promoting glycogenolysis, gluconeogenesis, and glucose sparing. The postabsorptive state is defined by the drop in glucose and therefore in the insulin concentration in the blood. This drop in insulin removes catabolic pathway inhibition, and glucagon secretion stimulates catabolic pathways. Stimulation of catabolic pathways begins even before food is ingested or absorbed.

内容提要

（一）激素的概述

1．激素的概念

激素是由内分泌腺或散在内分泌细胞所分泌的高效能生物活性物质，经组织液或血液转运到身体的特定器官、组织和细胞而发挥其调节作用。

2．激素的作用方式

（1）远距分泌：激素经血液循环运送到距分泌部位较远的靶细胞产生效应。

（2）旁分泌：通过细胞间液直接扩散至邻近细胞发挥作用。

（3）神经分泌：神经细胞分泌的激素经垂体门脉至腺垂体发挥作用。

（4）自分泌：内分泌细胞所分泌的激素在局部扩散又返回作用于该内分泌细胞而发挥反馈作用的方式。

3．激素的分类和作用机制

（1）含氮类激素：包括蛋白质、肽类、胺类。含氮激素绝大多数是亲水性激素，作为第一信使与细胞膜受体结合，经信息转导引起细胞内cAMP、Ca²⁺、IP₃及cGMP等第二信使浓度的变化，再由第二信使介导一系列的细胞内生物学效应。

（2）类固醇激素：包括肾上腺皮质激素和性激素。胆固醇的衍生物1，25-二羟基维生素D₃即1,25-(OH)₂-D₃也归属于类固醇激素。类固醇激素是亲脂性激素，能自由通过细胞膜，与胞浆受体结合形成激素-胞浆受体复合物，然后进入细胞核内，激素与核内的受体结合，形成激素-核受体复合物，启动或抑制DNA的转录过程，从而诱导或减少新蛋白质的生成，发挥特有的生理作用。

4．激素的生理作用

（1）通过调节蛋白质、糖、脂肪及水盐代谢，维持机体内环境的稳定。

（2）促进细胞的分裂、分化，调节生长、发育、衰老等过程。

（3）影响神经系统的发育和活动，与学习、行为、记忆等相关。

（4）促进生殖器官的发育和成熟，调节生殖过程。

5．激素作用的一般特性

（1）信息传递作用。

（2）相对特异性。

（3）高效能生物放大作用。

（4）激素间的相互作用（如协同作用、对抗作用和允许作用等）。

（5）激素分泌的周期性。

（二）下丘脑-垂体系统

1．下丘脑-垂体功能单位

（1）下丘脑-腺垂体系统：下丘脑“促垂体区”小细胞肽能神经元分泌下丘脑调节肽，经过垂体门脉系统运输至腺垂体（垂体前叶），调节腺垂体活动的功能系统。

（2）下丘脑-神经垂体系统：位于下丘脑视上核、室旁核的神经内分泌大细胞合成的抗利尿激素和催产素，经下丘脑垂体束的轴浆运输到达神经垂体（垂体后叶），并通过神经垂体储存和释放的功能系统。

2. 下丘脑调节肽

（1）概念

下丘脑调节肽是由下丘脑促垂体区的肽能神经元分泌，具有调节腺垂体活动的肽类激素。

（2）种类

目前已清楚的有9种下丘脑调节肽，分别是促甲状腺激素释放激素（TRH）、促性腺激素释放激素(GnRH)、促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)、生长激素释放激素(GHRH)、生长激素释放抑制激素(SS)、促黑激素释放因子(MRF)、促黑激素释放抑制因子(MIF)、催乳素释放因子(PRF)、催乳素释放抑制因子(PIF)。

3.垂体前叶激素

（1）垂体前叶的种类

垂体前叶是体内最重要的内分泌腺，至少分泌7种激素，其中生长激素（GH）、催乳素（PRL）、促黑激素（MSH）没有靶腺，分别调节生长、乳腺发育、黑色细胞功能；而促甲状腺激素（TSH）、促肾上腺皮质激素（ACTH）、卵泡刺激素（FSH）、黄体生成素（LH）通过靶腺发挥作用。

（2）生长激素的作用和调节

主要作用：①促进机体的生长：生长激素对几乎所有组织和器官的生长都有促进作用，特别是骨骼、肌肉和内脏器官。人幼年时，若生长激素分泌不足，将导致侏儒症；若生长激素分泌过多，将导致巨人症。人成年后，若生长激素分泌过多，将导致肢端肥大症。②促代谢作用：生长激素促进蛋白质的合成和脂肪的分解；促进肝脏葡萄糖的释放和抑制肌肉对葡萄糖的利用，升高血糖水平。

分泌的调节：生长激素受下丘脑GHRH与SS的双重调节，生长激素和胰岛素样生长因子对其释放有负反馈调节作用；而代谢因素、睡眠、甲状腺激素、雌雄激素和应激刺激等均可影响生长激素的分泌。例如，慢波睡眠、低血糖、血氨基酸增多、脂肪酸增多均可引起生长激素分泌增加。

（3）催乳素的作用

主要作用：①引起和维持泌乳；②对卵巢的作用；③在应激反应中的作用。

4．垂体后叶激素

（1）血管升压素（抗利尿激素）的作用

主要作用：①抗利尿作用；②缩血管作用；③释放ACTH的作用。

（2）催产素的作用

主要作用：①收缩子宫；②射乳作用。

（三）甲状腺和甲状旁腺

1. 甲状腺是人体最大的内分泌腺，分泌甲状腺激素。甲状腺激素是酪氨酸的碘衍生物，主要包括四碘甲腺原氨酸（T₄）和三碘甲腺原氨酸（T₃）。甲状腺激素在腺泡上皮细胞内合成，储存在腺泡腔内，然后释放入血，经血液运输到全身组织而发挥作用。

2．甲状腺激素的作用

（1）对生长发育的作用：甲状腺激素具有促进生长发育与组织分化的作用，尤其是对骨骼和中枢神经系统的生长发育影响最大。婴幼儿缺乏甲状腺激素，将患呆小病。

（2）对机体代谢的影响：甲状腺激素促进能量代谢，提高大多数组织的耗氧量，使产热增加；促进蛋白质和各种酶的合成；促进小肠粘膜对糖的吸收，促进糖原和糖的分解，加速脂肪、肌肉等外周组织对葡萄糖的摄取和利用；促进脂肪酸氧化，加速胆固醇的降解和促进其合成，且分解速度超过合成。

（3）对器官系统的作用：提高已分化成熟的成年人中枢神经系统的兴奋性；可使心率增快，心收缩力增强，心输出量及心肌耗氧量增加；可增加消化道的运动和消化腺的分泌。

3．甲状腺激素分泌的调节

（1）下丘脑-腺垂体-甲状腺轴的调节作用

①下丘脑对腺垂体的调节：下丘脑分泌的TRH对腺垂体起经常的调节作用，可促进腺垂体合成和释放TSH；而下丘脑分泌的SS则抑制TSH的合成和释放。

②腺垂体对甲状腺的调节：TSH是促进T₃、T₄合成和分泌最主要的激素。

③甲状腺激素的负反馈调节：腺垂体对血中T₃、T₄变化十分敏感，血中T₃、T₄浓度升高，可引起TSH合成和分泌减少。

（2）甲状腺的自身调节

当血中碘浓度开始增加时，T₃和T₄合成有所增加。摄入碘量增加到一定限度后，甲状腺激素合成和释放受到抑制。摄入碘量少则出现代偿性甲状腺碘转运机制增强，加强甲状腺激素的合成，并可出现甲状腺代偿性增生，长期缺碘发生地方性甲状腺肿。

（3）自主神经系统的调节

交感神经可促进甲状腺激素的合成和分泌，副交感神经对其起抑制作用。

4. 甲状旁腺激素的作用主要是升高血钙、降低血磷，是调节血钙、血磷水平的主要激素。通过动员骨钙入血、促进肾小管对钙的重吸收、抑制肾小管对磷的重吸收而发挥作用。另外降钙素和1,25-(OH)₂-D₃在钙、磷代谢中也着重要的作用。降钙素主要作用是降低血钙和血磷，其主要靶器官是骨，对肾也有一定作用。1,25-(OH)₂-D₃对骨钙的动员和骨盐沉积都有作用，总效应是血钙升高。

（四）肾上腺

1．肾上腺包括肾上腺皮质和肾上腺髓质。.肾上腺皮质主要分泌糖皮质激素、盐皮质激素和性激素。这三类激素属于类固醇激素，合成场所在线粒体、原料为胆固醇。皮质激素与细胞核内受体结合影响基因表达从而发挥调节作用。

2．糖皮质激素的主要作用

（1）对物质代谢的影响：糖皮质激素具有抗胰岛素样作用，抑制周围组织对葡萄糖的摄取和利用，促进糖异生，使血糖水平升高；促进脂肪的水解、增强脂肪酸的氧化，有利于糖异生，分泌过多时，可导致脂肪组织的重新分配，出现向心性肥胖；促进蛋白质的分解，抑制蛋白质的合成。

（2）对水盐代谢的作用：糖皮质激素有较弱的盐皮质激素活性，即具有一定保钠、排钾作用；可抑制抗利尿激素的分泌和增加肾小球滤过率，以利于水的排出。

（3）对血液系统的影响：糖皮质激素通过增强骨髓的造血功能，增加红细胞、血小板数目，通过促进附着在血管壁的中性粒细胞进入血液循环以增加中性粒细胞的数目。减少血中淋巴细胞、嗜酸性和嗜碱性粒细胞数目。

（4）允许作用：胰高血糖素和儿茶酚胺类激素只有在糖皮质激素作用的背景下才能够影响能量代谢；糖皮质激素还加强儿茶酚胺类激素收缩血管的作用等。

（5）在应激反应中的作用：糖皮质激素在应激反应中起着重要作用，主要通过减少有害介质的产生，稳定血糖，增加心肌收缩力，升高血压等增加机体的适应力和抵抗力。

（6）其他作用：糖皮质激素还可影响神经系统、细胞发育和骨的形成；促进胃酸和胃蛋白酶的分泌。

3．肾上腺皮质激素分泌释放的调节

肾上腺皮质功能主要受下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴的调节，糖皮质激素的分泌受CRH和ACTH的控制，同时其对腺垂体和下丘脑均有负反馈作用；ACTH对CRH的分泌也有负反馈调节作用。

4. 盐皮质激素为调节水盐平衡的重要激素，它主要作用于肾脏，促进远曲小管和集合管重吸收Na⁺和排出K⁺，起“保钠、保水和排钾”作用。

5. 肾上腺髓质主要分泌肾上腺素和去甲肾上腺素，主要影响中枢神经系统和心血管的活动，还参与应急、应激反应。肾上腺髓质分泌主要受交感神经节前胆碱能纤维的调节。

（四）胰岛

1．胰岛细胞及分泌的激素

胰岛的内分泌腺由多种细胞组成，其分类和分泌的激素如下：A细胞分泌胰高血糖素；B细胞分泌胰岛素；D细胞分泌生长素；P细胞分泌胰多肽。

2．胰岛素生物学作用

胰岛素是促进合成代谢、维持血糖稳定的主要激素，其主要作用如下：

（1）糖代谢：加速葡萄糖的摄取、贮存和利用，促进糖原的合成，抑制糖异生，降低血糖浓度。

（2）脂肪代谢：促进脂肪的合成，抑制脂肪的分解。

（3）蛋白质代谢：促进蛋白质的合成和贮存，抑制蛋白质分解。

3．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，血糖升高刺激B细胞释放胰岛素。

（2）氨基酸和脂肪的作用：多种血氨基酸能增加刺激胰岛素分泌，其中以赖氨酸、精氨酸、亮氨酸作用最强。脂肪酸有较弱的刺激胰岛素分泌的作用。

（3）激素的作用：①胃泌素、促胰液素、胆囊收缩素、抑胃肽等胃肠激素能促进胰岛素分泌，这是口服比静脉注射葡萄糖更易引进胰岛素分泌的原因。②生长激素、雌激素、孕酮促进胰岛素分泌，而肾上腺素抑制胰岛素分泌。③胰高血糖素可通过对胰岛B细胞的直接作用和升高血糖的间接作用，引起胰岛素分泌。

（4）神经调节：刺激迷走神经，直接促进胰岛素的分泌；迷走神经还可通过刺激胃肠激素的释放，间接促进胰岛素的分泌。交感神经兴奋时，抑制胰岛素分泌。

4. 胰高血糖素的作用

胰高血糖素具有很强的促分解代谢作用，可促进糖原分解和糖异生，使血糖明显升高