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內(nèi)科護(hù)理:內(nèi)分泌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

內(nèi)分泌系統(tǒng)由內(nèi)分泌腺和分布于各組織的激素分泌細(xì)胞(或細(xì)胞團(tuán))以及它們所分泌的激素組成。

一、內(nèi)分泌腺和激素分泌細(xì)胞

1.內(nèi)分泌腺人體的內(nèi)分泌腺主要包括:①下丘腦和神經(jīng)垂體(垂體后葉);②松果體;③腺垂體(垂體前葉和中葉);④甲狀腺;⑤甲狀旁腺;⑥內(nèi)分泌胰腺(包括胰島和胰島外的激素分泌細(xì)胞);⑦腎上腺皮質(zhì)和髓質(zhì);⑧性腺(皋丸或卵巢)。此外,也有人將胸腺和胎盤列為內(nèi)分泌腺,但它們的主要功能不是內(nèi)分泌調(diào)節(jié)。

2.彌散性神經(jīng)-內(nèi)分泌細(xì)胞系統(tǒng)亦稱為胺前體攝取和脫羧(APUD)細(xì)胞系統(tǒng)。這些細(xì)胞主要分布于腦、胃、腸、胰和腎上腺髓質(zhì)。在其他組織中,也散布有數(shù)目不等的APUD細(xì)胞,主要合成和分泌肽類與胺類激素。

3.組織的激素分泌細(xì)胞非內(nèi)分泌組織的細(xì)胞也往往具有激素和/或細(xì)胞因子的合成和分泌功能如心房肌細(xì)胞(ANP)、脂肪細(xì)胞(leptin)、血管內(nèi)皮細(xì)胞(內(nèi)皮素)、成纖維細(xì)胞(FGF)等。

二、激素分泌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.合成肽類激素的細(xì)胞這類細(xì)胞的共同特點(diǎn)是:①與激素合成相關(guān)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體含量豐富;②胞漿內(nèi)含有膜包裹的分泌顆粒,顆粒內(nèi)含膚類激素及其前體;③細(xì)胞常排列成索狀或團(tuán)塊狀,有時形成濾泡或具有特殊分化的膜結(jié)構(gòu)。神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞除上述特征外,還具有神經(jīng)電活動、神經(jīng)元突觸連接結(jié)構(gòu)和對神經(jīng)遞質(zhì)有生理反應(yīng)等特點(diǎn)。胃、腸、胰等組織的APUD細(xì)胞胞漿透明,可單個或三五成群夾雜在主質(zhì)細(xì)胞間隙中。

2.合成類固醇類激素的細(xì)胞此類細(xì)胞的共同特點(diǎn)有:①與激素合成有關(guān)的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含量豐富,線粒體晴常呈管泡狀,但無分泌顆粒;②胞漿的脂質(zhì)小滴較多,其中含有供激素合成的膽固醇;③細(xì)胞呈彌散性或成群分布。

三、激素

內(nèi)分泌激素是細(xì)胞分泌的微量活性物質(zhì),由血液輸送至遠(yuǎn)處組織并通過受體而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的化學(xué)信使物質(zhì)。但現(xiàn)代內(nèi)分泌學(xué)已將激素的范圍擴(kuò)展到具有局部調(diào)節(jié)作用的旁分泌活性物質(zhì)和具有細(xì)胞自身調(diào)節(jié)作用的自分泌活性物質(zhì)。分子結(jié)構(gòu)清楚者稱為激素,結(jié)構(gòu)尚不明確者稱為因子(factors)。

(一)激素分類

在人體內(nèi),已知的激素和因子已有200多種,一般根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分為四類。

1.胺類激素和蛋白質(zhì)激素亦稱為含氮激素,均由氨基酸殘基組成分子的一級結(jié)構(gòu)。由前激素原基因(DNA)編碼,轉(zhuǎn)錄mRNA后在核糖體翻譯出肽鏈,形成的前激素原再經(jīng)裂肽酶作用和化學(xué)修飾加工,形成具有生物活性的激素。

2.胺類激素其原料為氨基酸,如兒茶酚胺由酪氨酸轉(zhuǎn)化而來;色氨酸在脫羧酶或羧化酶催化下生成血清素或褪黑素。

3.氨基酸類激素由氨基酸衍生而來,如甲狀腺激素(TH)由酪氨酸經(jīng)碘化、偶聯(lián)而成。

4.類固醇類激素其骨架結(jié)構(gòu)為環(huán)戊烷氫菲。在腎上腺皮質(zhì)、性腺或其他組織內(nèi),經(jīng)鏈裂酶、羥化酶、脫氫酶、異構(gòu)酶等作用后,轉(zhuǎn)變?yōu)樘瞧べ|(zhì)激素(如皮質(zhì)醇)、鹽皮質(zhì)激素(如醛固醇)、雄激素(如睪酮與二氫睪酮)、雌激素(如雌二醇)、孕激素(如孕酮)。在肝和腎內(nèi),膽鈣化醇可被先后羥化為25-(OH)D3及1,25-(OH)2D3。

(二)激素的合成與貯存

如前所述,肽激素的合成與一般蛋白質(zhì)相同,激素以分泌顆粒形式貯存。醫(yī)。學(xué)教育網(wǎng)搜集整理非肽類激素的合成方式各異。激素在體內(nèi)的貯存量十分有限,但貯存在甲狀腺濾泡細(xì)胞外腔中的TH可滿足機(jī)體數(shù)個月之需。

(三)激素分泌方式

1.內(nèi)分泌(endocrine)分泌的激素先進(jìn)入毛細(xì)血管,再經(jīng)腺體靜脈進(jìn)入體循環(huán)(下丘腦激素先進(jìn)入垂體門脈系統(tǒng),內(nèi)分泌胰腺激素先進(jìn)入門靜脈),隨血液分布于機(jī)體各組織器官中,與靶細(xì)胞的特異受體結(jié)合發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。

2.旁分泌(paracrine)一般不進(jìn)入血液,僅(或主要)在局部發(fā)揮作用。

3.自分泌(autocrine)自分泌激素反饋?zhàn)饔糜谧陨砑?xì)胞,是細(xì)胞自身調(diào)節(jié)的重要方式之一。

4.胞內(nèi)分泌(intracrine)由胞漿合成的激素直接轉(zhuǎn)運(yùn)至胞核,影響靶基因的表達(dá)。

5.神經(jīng)分泌(neurocrine)神經(jīng)激素由神經(jīng)細(xì)胞分泌,借軸漿流沿神經(jīng)軸突運(yùn)送至所支配(或貯存)的組織(如神經(jīng)垂體),或經(jīng)垂體門脈系統(tǒng)到達(dá)腺垂體,調(diào)節(jié)靶細(xì)胞的激素合成和分泌。

此外,還有并鄰分泌(juxtacrine)、腔分泌(solinocrine)和雙重分泌(amphicrine)等激素分泌方式,后兩者是激素進(jìn)入腺腔、腺導(dǎo)管或消化道的一種分泌現(xiàn)象,腔分泌只分泌激素而雙重分泌可同時分泌激素和外分泌物質(zhì)。

(四)激素轉(zhuǎn)運(yùn)

激素的轉(zhuǎn)運(yùn)載體為蛋白質(zhì),具有與激素結(jié)合的相對特異性。例如,血漿白蛋白和甲狀腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可轉(zhuǎn)運(yùn)小分子激素物質(zhì),其特異性不高。特異性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白主要有甲狀腺素結(jié)合球蛋白(TBG)、性激素結(jié)合球蛋白(SHBG)、皮質(zhì)醇結(jié)合球蛋白(CBG)、胰島素結(jié)合蛋白、醫(yī)。學(xué)教。育網(wǎng)搜。集整理GH結(jié)合蛋白、IGF結(jié)合蛋白、胰高糖素樣肽-1結(jié)合蛋白等。

(五)激素的降解與轉(zhuǎn)換

肽類激素的半衰期短,一般約3~7min.類固醇類激素的半衰期依激素的類型和分子結(jié)構(gòu)而異,但一般均較膚類激素長,多數(shù)為數(shù)小時,少數(shù)可長達(dá)數(shù)周以上。激素在改變分子結(jié)構(gòu)或在體內(nèi)代謝后,其半衰期可縮短或延長,例如25-(OH)D3的半衰期約2~3周,經(jīng)腎小管上皮細(xì)胞1a-羥化轉(zhuǎn)變?yōu)閘,25-(OH)2D3后,其半衰期明顯縮短(6~8h)。T4和睪酮在外周組織中可分別轉(zhuǎn)化為T3和二氫睪酮,其生物活性均增加。

多數(shù)激素在肝、腎和外周組織降解為無活性的代謝產(chǎn)物,故肝、腎功能減退往往影響激素的滅活。例如,肝功能嚴(yán)重障礙者,雌激素的降解明顯減慢,半衰期延長。膚類激素亦可在合成該激素的細(xì)胞內(nèi)降解,并形成調(diào)節(jié)激素代謝和生物活性的另一途徑。例如,甲狀旁腺主細(xì)胞內(nèi)的PTH水解酶與PTH顆粒共存于同一分泌顆粒中,這可能是防止過多PTHS、分泌的一種保護(hù)性機(jī)制。

(六)激素的分泌節(jié)律

1.生物節(jié)律人體中的生物節(jié)律可發(fā)生于一個細(xì)胞、一種組織或器官、一個生物個體或一個生物群體。醫(yī)。學(xué)教育網(wǎng)搜集整理許多激素的分泌具有脈沖節(jié)律性。在激素清除率相對恒定狀態(tài)下,激素的血濃度主要受分泌脈沖頻率和振幅的影響。血濃度變化周期自數(shù)分鐘(如神經(jīng)遞質(zhì))、數(shù)小時(如LH、TRH、睪酮、皮質(zhì)醇、生長激素、泌乳素、TSH、醛固酮等)、數(shù)天(如FSH),至數(shù)周(月經(jīng)周期調(diào)節(jié)激素)、數(shù)月(季節(jié)性節(jié)律,如T4、l,25-(OH)2D3、妊娠)不等。在人的一生中,同一激素的節(jié)律分泌也是變化的。一般來說,激素的半衰期越短、脈沖變化越明顯。

2.晝夜節(jié)律個體的生長、發(fā)育、代謝和環(huán)境變化及神經(jīng)-內(nèi)分泌的“生物鐘”現(xiàn)象與下丘腦的視上核活動有關(guān),并與褪黑素的晝夜節(jié)律分泌有密切聯(lián)系,而褪黑素的分泌又是由光照和血清素能神經(jīng)調(diào)節(jié)的。在病理情況下,激素的節(jié)律性分泌可有顯著改變,如Cushing綜合征患者的皮質(zhì)醇晝夜節(jié)律消失往往先于血皮質(zhì)醇濃度的升高,測定皮質(zhì)醇及ACTH的晝夜節(jié)律性有助于Cushing綜合征的早期診斷。

3.血液激素濃度的晝夜變化下丘腦晝夜活動的節(jié)律性和激素脈沖性分泌引起垂體激素的血濃度波動。例如,血皮質(zhì)醇的晝夜節(jié)律是垂體ACTH節(jié)律性分泌(來源于CRH分泌的節(jié)律性)的反映。

4.尿液成分濃度的晝夜變化尿液中的激素、激素分解產(chǎn)物、電解質(zhì)或其他成分的晝夜變化是代謝調(diào)節(jié)激素、進(jìn)食、體力活動、腎臟調(diào)節(jié)等多種因素共同作用的結(jié)果。在相對恒定條件下,尿量、鈣、鉀、鈉、兒茶酚胺及其他代謝產(chǎn)物均有晝夜節(jié)律性波動。白晝排出較多,夜間排出減少,差值可達(dá)1倍以上。

(七)血漿激素組分的不均一性

激素組分包括激素原、活性激素變異體、活性激素單體、二聚體、多聚體、激素的分解片段等,肽類激素和類固醇類激素均存在血漿激素組分的不均一現(xiàn)象。分析測定結(jié)果時必須考慮測定的組分范圍及其臨床意義。

(八)激素合成與分泌的調(diào)節(jié)途徑

1.內(nèi)分泌調(diào)節(jié)激素要發(fā)揮對靶組織(靶細(xì)胞)的調(diào)節(jié)作用,必須具備下列基本條件:①激素具有正常的“生物活性”(即激素的分子結(jié)構(gòu)正常),變異型激素或激素原的活性下降或缺乏;②如激素為非水溶性物質(zhì),轉(zhuǎn)運(yùn)時要與激素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合,將激素運(yùn)抵靶細(xì)胞。有時,水溶性激素(如胰島素、IGF、GH等)也以與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合的形式運(yùn)輸,其意義可能是減少游離激素的濃度波動和降解,轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白起著貯存、緩沖和調(diào)節(jié)激素活性的功能;③靶細(xì)胞受體的結(jié)構(gòu)、受體-激素結(jié)合的特異性和親和力正常;④受體后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)和級聯(lián)反應(yīng)(cascadereaction)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能正常;⑤促激素與靶激素或被調(diào)節(jié)代謝物之間形成正性興奮或負(fù)性抑制的反饋調(diào)節(jié)環(huán),使激素的分泌量或代謝物濃度迅速而嚴(yán)格地控制在機(jī)體所需的范圍內(nèi);⑥靶細(xì)胞對激素的反應(yīng)性和激素整體活動的協(xié)調(diào)性需要免疫調(diào)節(jié)和(或)神經(jīng)調(diào)節(jié)參與。以上調(diào)節(jié)環(huán)路的任何步驟異常都可能導(dǎo)致內(nèi)分泌代謝疾病。

2.旁分泌/自分泌調(diào)節(jié)旁分泌和自分泌是局部激素調(diào)節(jié)和組織重建調(diào)節(jié)的主要方式。機(jī)體根據(jù)各組織器官的功能不同,表現(xiàn)出不同的局部調(diào)節(jié)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)機(jī)制。例如,內(nèi)分泌胰腺的A、B、D細(xì)胞的調(diào)節(jié)具有同種細(xì)胞之間的整合性和協(xié)調(diào)性,以保證對血糖濃度快速而精細(xì)的調(diào)節(jié)。而在睪丸組織中,由內(nèi)分泌和旁分泌激素、細(xì)胞因子、生長因子、代謝產(chǎn)物等組成的局部調(diào)節(jié)系統(tǒng)是維持正常的睪丸激素分泌和睪丸生殖功能所必需的。

(九)激素與神經(jīng)系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)的相互聯(lián)系

神經(jīng)系統(tǒng)主要借下丘腦與內(nèi)分泌系統(tǒng)建立起神經(jīng)一內(nèi)分泌調(diào)節(jié)聯(lián)系。下丘腦的活動由更高級神經(jīng)中樞(大腦皮質(zhì))通過神經(jīng)遞質(zhì)控制,外部環(huán)境刺激通過傳入神經(jīng)在神經(jīng)中樞轉(zhuǎn)換成化學(xué)信號,并由一些神經(jīng)元進(jìn)行分析整合,最后通過興奮性或抑制性神經(jīng)遞質(zhì)影響下丘腦的神經(jīng)激素分。下丘腦的釋放激素或釋放抑制激素經(jīng)垂體門脈系統(tǒng)進(jìn)入腺垂體,促進(jìn)或抑制垂體激素的分,并進(jìn)一步影響靶腺的功能。另一方面,垂體激素也可通過血液循環(huán)、腦脊液或垂體門脈系統(tǒng)的逆向血流與擴(kuò)散作用反饋?zhàn)饔糜谙虑鹉X甚至更高級神經(jīng)中樞。其他內(nèi)分泌激素(如皮質(zhì)醇、T3、T4、兒茶酚胺、雌二醇等)也對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有重要調(diào)節(jié)作用。

免疫系統(tǒng)的免疫應(yīng)答、免疫調(diào)節(jié)和免疫監(jiān)視等功能均與神經(jīng)-內(nèi)分泌有密切聯(lián)系。一方面,神經(jīng)-內(nèi)分泌調(diào)控著免疫功能;另一方面,免疫應(yīng)答的信使物質(zhì)和免疫效應(yīng)物(抗體、細(xì)胞因子等)又對神經(jīng)一內(nèi)分泌系統(tǒng)有明顯影響。許多內(nèi)分泌疾病的病因與自身免疫反應(yīng)有關(guān),激素對靶細(xì)胞的效應(yīng)常需局部細(xì)胞因子的介導(dǎo),形成復(fù)雜的細(xì)胞水平及基因水平的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。

許多激素本身具有免疫活性。例如,褪黑素可透過細(xì)胞膜(吲哚胺類易透過胞膜的雙脂質(zhì)層),與胞漿的自由基結(jié)合,起著抗氧化作用,是使細(xì)胞核、細(xì)胞活性蛋白及其他生物大分子免受自由基破壞的細(xì)胞保護(hù)劑。又如,糖皮質(zhì)激素可作用于免疫反應(yīng)的多個環(huán)節(jié),具有顯著的免疫抑制作用。

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