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生理学基础
1.12.4 第四节 肾上腺

第四节 肾上腺

肾上腺位于两侧肾脏的内上方,其外覆被膜,内为实质。实质分为中央部分的髓质和周围部分的皮质两个部分,二者在发生、结构和功能上均不相同。

一、肾上腺皮质

(一)肾上腺皮质激素

肾上腺皮质由外向内分为球状带、束状带和网状带。其中,球状带细胞分泌盐皮质激素,以醛固酮(详见第八章)为代表;束状带细胞分泌糖皮质激素,以皮质醇为代表;网状带细胞主要分泌性激素,如脱氢雄酮和雌二醇。肾上腺皮质激素属于类固醇(甾体)激素。

(二)糖皮质激素的生理作用

1.对物质代谢的作用

①糖代谢:糖皮质激素促进糖异生,升高血糖,这是由于它促进蛋白质分解,有较多的氨基酸进入肝,同时增强肝脏内与糖异生有关酶的活性,致使糖异生过程大大加强。如果糖皮质激素分泌过多(或服用此类激素药物过多),可使血糖升高,甚至出现糖尿;相反,肾上腺皮质功能低下患者,则可出现低血糖。②蛋白质代谢:糖皮质激素抑制肝外组织蛋白质的合成并加速其分解,特别是肌肉组织蛋白质分解,加速氨基酸转移至肝,生成肝糖原。③脂肪代谢:糖皮质激素促进脂肪分解,增强脂肪酸在肝内的氧化过程。肾上腺皮质功能亢进时,糖皮质激素对身体不同部位的脂肪作用不同,四肢脂肪组织分解增强,而面、腹、肩及背的脂肪合成有所增加,呈现“满月脸”、“水牛背”,四肢脂肪相对减少,消瘦,形成特殊的向心性肥胖。

2.对水盐代谢的影响

皮质醇有较弱的贮钠排钾的作用,即对肾远曲小管和集合管重吸收Na+和排出K+有轻微的促进作用。另外,皮质醇还可降低肾小球入球血管阻力,增加肾小球血浆流量而使肾小球滤过率增加,有利于水的排出。肾上腺皮质功能不全患者,排水能力明显降低,严重时可出现“水中毒”,如补充适量的糖皮质激素即可得到缓解。

3.对器官系统的作用

(1)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,此外,还能促进淋巴细胞与嗜酸性粒细胞的破坏。

(2)对循环系统的影响: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),有利于提高血管的张力和维持血压。

(3)对消化系统的作用:糖皮质激素能增加胃酸及胃蛋白酶原的分泌,提高胃腺细胞对迷走神经与胃泌素的反应性,因而有加剧和诱发溃疡的可能。

(4)对神经系统的影响:糖皮质激素能提高中枢神经系统的兴奋性。当糖皮质激素过多时,会出现失眠、烦躁不安、及注意力不集中等现象。

4.在应激反应中的作用

当机体遇到感染、缺氧、创伤、手术、饥饿、疼痛、寒冷以及精神紧张和焦虑不安等情况时,血中ACTH浓度立即增加,导致糖皮质激素也相应增多,以增加机体对有害刺激的抵抗力。一般将能引起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。

此外,糖皮质激素还有促进胎儿肺表面活性物质的合成、增强骨骼肌的收缩力、抑制骨的形成和促进其分解等作用。在临床上,可使用大剂量的糖皮质激素及其类似物用于抗炎、抗过敏、抗中毒和抗休克等的治疗。

(三)糖皮质激素分泌的调节

糖皮质激素的分泌,可分为基础分泌和应激状态下的分泌两种形式。不论是基础分泌还是应激分泌都受下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质功能轴及其反馈的调节(图11-4)。

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图11-4 糖皮质激素分泌调节示意图

1.促肾上腺皮质激素(ACTH)对糖皮质激素的调节

ACTH是腺垂体所分泌,分泌呈现日周期性节律波动,入睡后ACTH分泌逐渐减少,午夜最低,随后又逐渐增多,至觉醒起床前进入分泌高峰,白天维持在较低水平,入睡时再减少。由于ACTH分泌的日节律波动,使糖皮质激素的分泌也随之表现昼夜周期节律性变化。ACTH不但刺激糖皮质激素的分泌,也刺激束状带与网状带细胞生长发育。切除动物的腺垂体后,束状带与网状带萎缩,糖皮质激素的分泌显著减少,如及时补充ACTH,可使已发生萎缩的束状带与网状带基本恢复,糖皮质激素的分泌回升。

2.促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)对腺垂体的调节

下丘脑促垂体区分泌的CRH,通过垂体门脉系统被运送到腺垂体,使促肾上腺皮质激素细胞分泌ACTH,CRH为节律性释放,ACTH促进糖皮质激素分泌,形成下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质功能轴。

3.反馈调节

当血中糖皮质激素浓度升高时,可使腺垂体释放ACTH减少,ACTH的合成也受到抑制,同时,腺垂体对CRH的反应性减弱。糖皮质激素的负反馈调节主要作用于垂体,也可作用于下丘脑,这种反馈称为长反馈。ACTH还可反馈抑制CRH神经元,称为短反馈。如病人长期大量应用糖皮质激素,药物可以通过长反馈抑制ACTH的合成和分泌,甚至造成肾上腺皮质萎缩,故停药时应采取逐渐减量停药或间断给ACTH的方法,以防止出现肾上腺皮质功能低下的现象。

二、肾上腺髓质的内分泌

肾上腺髓质分泌肾上腺素(E)和去甲肾上腺素(NE)两种激素,它们都属于儿茶酚胺类激素。血液中的去甲肾上腺素除由髓质分泌外,主要来自肾上腺素能神经纤维末梢,而肾上腺素则主要来自肾上腺髓质。

(一)肾上腺髓质激素的生理作用

肾上腺髓质受交感神经节前纤维的支配和控制,两者关系非常的密切,共同组成交感-肾上腺髓质系统。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,这一系统将立即被调动起来,肾上腺素与去甲肾上腺素的分泌将大大增加,并参与机体的应急反应。它们作用于中枢神经系统,提高其兴奋性,使机体处于警觉状态,反应灵敏:呼吸加强加快,肺通气量增加;心跳加快,心缩力增强,心输出量增加,血压升高,血液循环加快,内脏血管收缩,骨骼肌血管舒张同时血流量增多,全身血液重新分配,以利于应急时重要器官得到更多的血液供应:肝糖原分解增强,血糖升高,脂肪分解加速,血中游离脂肪酸增多,葡萄糖与脂肪酸氧化过程增强,以适应在应急情况下对能量的需要。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,故称之为应急反应。实际上,引起应急反应的各种刺激,也是引起应激反应的刺激,当机体受到应激刺激时,同时引起应急反应与应激反应,两者相辅相成,使机体的适应能力更加完善。肾上腺素与去甲肾上腺素的主要生理作用见表11-2。

表11-2 肾上腺素与去甲肾上腺素的主要生理作用比较表

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(二)肾上腺髓质激素分泌的调节

1.交感神经

交感神经节前纤维支配肾上腺髓质,交感神经兴奋时,节前纤维末梢释放乙酰胆碱,作用于髓质嗜铬细胞上的N型受体,引起肾上腺素与去甲肾上腺素的释放。若交感神经兴奋时间较长,则合成儿茶酚胺所需要的酪氨酸羟化酶、多巴胺β-羟化酶以及PNMT的活性均增加,故可促进儿茶酚胺的合成。

2.ACTH与糖皮质激素

ACTH与糖皮质激素可促进某些合成酶的活性,进而促进髓质激素的合成和分泌,如PNMT和多巴胺β-羟化酶。