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人体生理学/内分泌系统

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内分泌系统概述

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内分泌系统是一个无管腺体控制系统,这些腺体在特定器官内分泌激素。激素充当“信使”,通过血液循环传递到身体的不同细胞,这些细胞会解读这些信息并采取行动。

一种小小的化学物质进入血液并对身体远处的位置产生作用,这听起来很不可思议。然而,这种现象每天都在我们的身体里发生。维持稳态和对刺激做出反应的能力很大程度上取决于体内分泌的激素。没有激素,你就无法生长、维持恒定体温、生育后代,也无法执行生命的基本行动和功能。

内分泌系统提供了一种从大脑下丘脑到控制身体新陈代谢、生长发育和繁殖的所有器官的电化学连接。

内分泌系统分泌两种类型的激素:类固醇(或脂类)激素和非类固醇(或蛋白质)激素。

内分泌系统通过负反馈调节其激素,除了分娩等非常特殊的例子。激素活性增加会导致该激素的产生减少。免疫系统和其他因素也会作为控制因素,共同维持激素的稳定水平。

腺体类型

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主要内分泌腺体。(左侧为男性,右侧为女性)1. 松果体 2. 垂体 3. 甲状腺 4. 胸腺 5. 肾上腺 6. 胰腺 7. 卵巢 8. 睾丸

外分泌腺是指那些通过导管释放细胞分泌物的腺体,这些导管排放到外部或器官的腔内(空旷的内部空间)。这些包括某些汗腺、唾液腺和胰腺,以及乳腺。它们不被认为是内分泌系统的一部分。

内分泌腺是指那些没有导管,而是直接将分泌物释放到细胞间液或血液中的腺体。内分泌腺的集合构成了内分泌系统。

1,主要内分泌腺包括垂体(前叶和后叶)、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺(皮质和髓质)、胰腺和性腺。
2,垂体附着在下丘脑的脑下部。
3,甲状腺由两个侧叶组成,通过一个横桥连接,附着在气管上。它们位于喉部略下方。
4,甲状旁腺是四块组织,每块侧叶甲状腺的后面嵌入两块。
5,每个肾脏顶部都有一块肾上腺。皮质是肾上腺的外层。髓质是内部核心。
6,胰腺位于胃的下弯处,靠近胃与小肠第一部分十二指肠交汇的地方。
7,性腺(卵巢和睾丸)位于盆腔。

激素及其类型

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激素是一种化学信号。它们是细胞之间通信的一种方式。

内分泌系统产生激素,这些激素在维持稳态以及调节繁殖和发育中起着至关重要的作用。激素是由细胞产生的化学信使,它会对其他细胞(靶细胞)的细胞活动产生特定的变化。与外分泌腺(产生唾液、乳汁、胃酸和消化酶等物质)不同,内分泌腺不将物质分泌到导管(管子)中。相反,内分泌腺将激素直接分泌到周围的细胞外空间中。然后,激素扩散到附近的毛细血管中,并通过血液运输到全身。

内分泌系统和神经系统通常朝着相同的目标努力。两者都用化学物质(激素和神经递质)影响其他细胞。但是,它们以不同的方式实现目标。神经递质立即(在毫秒内)作用于邻近的肌肉、腺体或其他神经细胞,其作用是短暂的。相反,激素需要更长的时间才能产生预期的效果(秒到天),可能会影响任何细胞,无论是在附近还是远处,产生的效果持续时间与其在血液中的停留时间一样长,可能长达几个小时。

在下表中,列出了主要的激素、它们的靶点以及它们在靶细胞中的功能。

内分泌腺 释放的激素 化学类别 靶组织/器官 激素的主要功能
下丘脑 下丘脑释放激素和抑制激素 垂体前叶 调节垂体前叶激素
垂体后叶 抗利尿激素 (ADH) 肾脏 刺激肾脏重吸收水分
催产素 子宫,乳腺 刺激子宫肌肉收缩和乳腺分泌乳汁
垂体前叶 促甲状腺激素 (TSH) 糖蛋白 甲状腺 刺激甲状腺
促肾上腺皮质激素 (ACTH) 肾上腺皮质 刺激肾上腺皮质
促性腺激素 (FSH, LH) 糖蛋白 性腺 卵子和精子的产生,性激素的产生
催乳素 (PRL) 蛋白质 乳腺 产奶
生长激素 (GH) 蛋白质 软组织,骨骼 细胞分裂,蛋白质合成和骨骼生长
甲状腺 甲状腺素 (T4) 和三碘甲状腺原氨酸 (T3) 碘化氨基酸 所有组织 提高代谢率,调节生长发育
降钙素 骨骼,肾脏和肠道 降低血钙水平
甲状旁腺 甲状旁腺激素 (PTH) 骨骼,肾脏和肠道 升高血钙水平
肾上腺皮质 糖皮质激素 (皮质醇) 类固醇 所有组织 升高血糖水平,刺激蛋白质分解
盐皮质激素 (醛固酮) 类固醇 肾脏 重吸收钠并排泄钾
性激素 类固醇 性腺,皮肤,肌肉和骨骼 刺激生殖器官并带来性特征
肾上腺髓质 肾上腺素和去甲肾上腺素 修饰的氨基酸 心脏和其他肌肉 在紧急情况下释放,升高血糖水平,“战或逃”反应
胰腺 胰岛素 蛋白质 肝脏,肌肉,脂肪组织 降低血糖水平,促进糖原的形成
胰高血糖素 蛋白质 肝脏,肌肉,脂肪组织 升高血糖水平
睾丸 雄激素 (睾酮) 类固醇 性腺,皮肤,肌肉和骨骼 刺激男性性特征
卵巢 雌激素和孕激素 类固醇 性腺,皮肤,肌肉和骨骼 刺激女性性特征
胸腺 胸腺素 T淋巴细胞 刺激T淋巴细胞的产生和成熟
松果体 褪黑素 修饰的氨基酸 控制昼夜节律和周年节律,可能参与性器官的成熟

激素可以从化学角度分为四类

  1. 氨基酸衍生:经修饰的氨基酸类激素。
  2. 多肽和蛋白质:分别指含有小于或大于约 100 个氨基酸的氨基酸链。某些蛋白质激素实际上是糖蛋白,含有葡萄糖或其他碳水化合物基团。
  3. 类固醇:由胆固醇合成的脂类激素。类固醇的特征是四个相互交联的碳氢化合物环。
  4. 二十烷酸类:由质膜中磷脂的脂肪酸链合成的脂类。

在血液中循环的激素会扩散到细胞周围的组织液中。具有特定激素受体的细胞会做出相应的反应。由于激素和靶细胞的特异性,同一种激素在不同类型的靶细胞中产生的作用可能会有所不同。

激素通过两种方法激活靶细胞,具体方法取决于激素的化学性质。

  • 脂溶性激素(类固醇激素和甲状腺激素)可穿过靶细胞的细胞膜。脂溶性激素随后与受体蛋白结合,受体蛋白反过来激活 DNA 片段,启动特定基因的表达。基因转录和随后的 mRNA 翻译产生的蛋白质充当调节特定生理细胞活动的酶。
  • 水溶性激素(多肽、蛋白质和大多数氨基酸激素)与细胞质膜上的受体蛋白结合。受体蛋白反过来刺激以下第二信使之一的产生

环磷酸腺苷 (cAMP) 的产生是当受体蛋白激活另一个膜结合蛋白(称为 G 蛋白)时。G 蛋白激活腺苷酸环化酶,该酶催化 ATP 生成 cAMP。环磷酸腺苷随后触发一种酶,产生特定的细胞变化。

肌醇三磷酸 (IP3) 由膜磷脂生成。IP3 反过来会触发内质网释放 Ca2+,Ca2+ 随后激活产生细胞变化的酶。

内分泌腺会响应以下一种或多种刺激释放激素

  1. 其他内分泌腺的激素。
  2. 血液中的化学特性(除激素外)。
  3. 神经刺激。

大多数激素的产生由负反馈系统管理。神经系统和某些内分泌组织监测身体的各种内部状况。如果需要采取行动以维持稳态,则会释放激素,这些激素可以直接由内分泌腺释放,也可以通过大脑下丘脑的作用间接释放,下丘脑会刺激其他内分泌腺释放激素。激素激活靶细胞,靶细胞会启动调整身体状况的生理变化。当恢复正常状况后,纠正行动(激素的产生)就会停止。因此,在负反馈中,当原始(异常)状况得到修复或抵消时,纠正行动就会减少或停止。例如,血液中葡萄糖的含量通过负反馈控制胰岛素和胰高血糖素的分泌。

某些激素的产生受正反馈控制。在这种系统中,激素会导致状况加剧,而不是减弱。随着状况加剧,激素的产生会增加。这种正反馈并不常见,但在分娩过程中会发生,分娩过程中激素水平会随着越来越强烈的子宫收缩而升高。同样,在哺乳过程中,激素水平会随着哺乳而升高,导致产奶量增加。由下丘脑分泌的导致排乳和子宫收缩的激素是催产素

内分泌腺

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垂体

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下丘脑构成间脑的下部,位于脑干正上方。垂体(脑垂体)通过一根称为漏斗的细柄连接到下丘脑底部。垂体由两个主要区域组成,即垂体前叶(前叶或腺垂体)和垂体后叶(后叶或神经垂体)。下丘脑还控制垂体的腺体分泌。

下丘脑监管许多内部身体状况。它接收来自全身感受器的传入神经刺激,并监测血液的化学和物理特性,包括温度、血压以及营养物质、激素和水分含量。当出现稳态偏差或需要进行某些发育变化时,下丘脑会通过指挥垂体前叶和后叶释放激素来刺激身体各个部位的细胞活动。下丘脑通过以下两种途径之一向这些腺体传递指令:垂体位于大脑下部,并通过垂体柄连接。它可以被称为主腺,因为它是在内分泌系统中发生的所有事件的主要场所。它分为两个部分:叶(腺垂体)和叶(神经垂体)。垂体前叶负责发送控制身体所有其他激素的激素。

垂体后叶

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下丘脑和垂体后叶之间的交流通过神经分泌细胞进行,这些细胞跨越了下丘脑和垂体后叶之间很短的距离。神经分泌细胞胞体产生的激素被包装在囊泡中,并通过轴突运输,存储在位于垂体后叶的轴突末端。当神经分泌细胞受到刺激时,产生的动作电位会触发存储在轴突末端的激素释放到垂体后叶内的毛细血管网络中。两种激素,催产素和抗利尿激素 (ADH),就是这样产生的并释放的。ADH 释放减少或肾脏对 ADH 的敏感性下降会导致一种称为尿崩症的疾病。尿崩症的特点是多尿(尿量过多)、高钠血症(血液钠含量增加)和烦渴(口渴)。催产素由下丘脑的室旁核分泌,少部分由下丘脑的视上核分泌。催产素在男性和女性中都会分泌。在女性中,催产素作用于乳腺和子宫。在男性中,催产素通过引起输精管收缩促进精子进入尿道。

后叶由神经组织(神经外胚层)组成,源自下丘脑。它的功能是储存催产素和抗利尿激素。当下丘脑神经元放电时,这些激素就会释放到后叶的毛细血管中。

垂体后叶实际上是下丘脑的一个延伸。它不产生自己的激素,只储存和释放催产素和抗利尿激素。ADH 也称为精氨酸加压素 (AVP) 或简称为加压素。

垂体前叶

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前叶源自口腔外胚层,由腺上皮组成。下丘脑和垂体前叶(腺垂体)之间的交流通过下丘脑产生的激素(释放激素和抑制激素)进行,这些激素通过毛细血管的门脉网络传递到垂体前叶。它由三个部分组成:1. 远侧部,2. 结节部,3. 中间部。释放激素和抑制激素是由下丘脑称为神经分泌细胞的特殊神经元产生的。这些激素被释放到毛细血管网络或初级丛中,并通过静脉或垂体门脉运输到为垂体前叶供血的第二毛细血管网络或次级丛中。然后,激素从次级丛中扩散到垂体前叶,在那里启动垂体前叶产生特定的激素。垂体前叶产生的许多激素是促性腺激素或促激素,它们是刺激其他内分泌腺分泌激素的激素。

垂体前叶通过称为下丘脑-垂体门脉系统的门脉系统接收来自下丘脑的释放激素。

垂体前叶分泌

  • 促甲状腺激素 (TSH)
  • 促肾上腺皮质激素 (ACH)
  • 催乳素
  • 促卵泡激素 (FSH)
  • 促黄体激素 (LH)
  • 生长激素 (GH)
  • 内啡肽
  • 和其他激素

它是在响应来自下丘脑的各种化学信号而完成的,这些信号通过从下丘脑到垂体前叶的特殊毛细血管系统传递,从正中隆起向下传递到前叶。这些信号包括

  • 促甲状腺激素释放激素 (TRH)
  • 促肾上腺皮质激素释放激素 (CRH)
  • 多巴胺 (DA),也称为“催乳素抑制因子”(PIF)
  • 促性腺激素释放激素 (GnRH)
  • 生长激素释放激素 (GHRH)

这些来自下丘脑的激素会导致垂体释放相应的激素。垂体激素释放的控制是通过靶腺的负反馈实现的。例如,甲状腺激素的稳态是通过以下机制实现的:来自下丘脑的 TRH 刺激垂体前叶释放 TSH。TSH 反过来刺激甲状腺释放甲状腺激素。甲状腺激素随后会导致负反馈,抑制 TRH 和 TSH 的释放。

心脏、胃肠道、胎盘、肾脏和皮肤的主要功能不是分泌激素,但也包含一些产生激素的专门细胞。

此外,除红血球以外的所有细胞都会分泌一类称为二十烷酸类的激素。这些激素是旁分泌物或局部激素,主要影响邻近细胞。二十烷酸类的两类,前列腺素 (PGs) 和白三烯 (LTs),具有广泛的、不同的效应,具体取决于靶细胞的性质。例如,二十烷酸类活动可能会影响血压、血液凝固、免疫和炎症反应、生殖过程以及平滑肌收缩。

拮抗激素

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维持稳态通常需要将条件限制在狭窄的范围内。当条件超过稳态上限时,会触发特定行动,通常是激素的产生。当条件恢复正常时,激素的产生就会停止。如果条件超过稳态下限,就会触发不同的行动,通常是第二种激素的产生。作用于将身体状况从相反的极端恢复到可接受范围内内的激素被称为拮抗激素。甲状腺和甲状旁腺是负责稳态的最主要两个腺体。

血糖浓度的调节(通过负反馈)说明内分泌系统通过拮抗激素的作用维持体内平衡。胰腺中称为胰岛的细胞团包含两种类型的细胞,**α细胞**和**β细胞**。这些细胞通过产生拮抗激素胰岛素和胰高血糖素来控制血糖浓度。

β细胞分泌**胰岛素**。当进食后血糖浓度升高时,β细胞将胰岛素分泌到血液中。胰岛素刺激肝脏和大多数其他体细胞吸收葡萄糖。肝脏和肌肉细胞将葡萄糖转化为糖原,用于短期储存,而脂肪细胞将葡萄糖转化为脂肪。响应此过程,血液中的葡萄糖浓度下降,而胰岛素分泌则通过血糖水平下降的负反馈而停止。

α细胞分泌**胰高血糖素**。当血糖浓度下降(例如运动时),α细胞将胰高血糖素分泌到血液中。胰高血糖素刺激肝脏释放葡萄糖。肝脏中的葡萄糖来自糖原的分解。胰高血糖素还刺激从氨基酸和脂肪酸中产生酮体。酮体是某些组织中葡萄糖的替代能源。当血糖水平恢复正常时,胰高血糖素的分泌通过负反馈而停止。

拮抗激素的另一个例子发生在维持血液中Ca2+离子浓度时。甲状旁腺激素(PTH)来自甲状旁腺,通过增加肠道中的Ca2+吸收和肾脏中的重吸收以及刺激骨骼中Ca2+释放来增加血液中的Ca2+。降钙素(CT)通过抑制骨基质的分解和减少血液中钙的释放产生相反的效果。

甲状腺

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**甲状腺**是人体最大的内分泌腺之一。它位于颈部,喉部下方,有两个叶,分别位于气管的两侧。它参与产生激素T3(三碘甲状腺原氨酸)和T4(甲状腺素)。这些激素会增加人体细胞的代谢活动。甲状腺还会产生和释放降钙素(甲状腺降钙素),它有助于调节血液中的钙水平。降钙素或甲状腺降钙素会降低血液中的钙浓度。从血液中去除的大多数钙都储存在骨骼中。

甲状腺激素由两个成分组成,甲状腺素和碘。这种激素会增加大多数体细胞的代谢。饮食中碘缺乏会导致甲状腺肿大,被称为单纯性甲状腺肿。早期发育中的甲状腺功能减退会导致呆小症。在成年人中,它会导致粘液性水肿,其特征是肥胖和嗜睡。甲状腺功能亢进会导致一种称为突眼性甲状腺肿的疾病,其特征是体重减轻以及过度活跃和易怒的行为。

甲状腺是一个双叶腺,它表现出一种强大的主动转运机制,用于从血液中吸收碘离子。当血液流经腺体时,碘会转化为活性碘。这种碘与称为酪氨酸的氨基酸结合。两个碘化酪氨酸分子然后结合形成甲状腺素。甲状腺素形成后,会与一种称为甲状腺球蛋白的多糖蛋白物质结合。正常的甲状腺可以以这种结合形式储存几个星期的甲状腺素。当一种特定的激素释放到血液中时,甲状腺素会从甲状腺球蛋白中酶解下来。这种激素由垂体产生,被称为促甲状腺激素(TSH)。TSH刺激甲状腺素分泌中某些主要的限速步骤,从而改变其释放速率。各种身体缺陷,无论是饮食、遗传还是疾病引起的,都可能减少释放到血液中的甲状腺素的量。其中最常见的一种缺陷是由于饮食中碘缺乏造成的。在垂体持续分泌TSH的情况下,甲状腺会肿大,形成甲状腺肿。这是合成甲状腺激素的徒劳尝试,因为碘水平太低。正常情况下,甲状腺激素通过负反馈环路作用于垂体,减少对甲状腺的刺激。在甲状腺肿中,反馈环路无法运作 - 因此持续刺激甲状腺,并不可避免地在颈部产生突起。以前,海产品是碘的主要来源。因此,远离海洋的内陆地区普遍存在甲状腺肿。如今,在食盐中添加碘,甲状腺肿的发生率已大幅下降。

甲状腺素的作用是刺激细胞中的氧化代谢;它会增加大多数身体组织的氧气消耗和热量产生,脑是一个明显的例外。甲状腺素也是正常生长所必需的。最可能的解释是甲状腺素会促进生长激素对蛋白质合成的作用。甲状腺素的缺乏会显著降低生长激素刺激氨基酸摄取和RNA合成的能力。甲状腺素还在密切相关的器官发育领域发挥着至关重要的作用,特别是中枢神经系统的发育。

如果甲状腺素含量不足,就会导致甲状腺功能减退。甲状腺功能减退的症状源于体内细胞中氧化能量释放反应速度减慢。患者通常表现出皮肤肿胀、迟钝和活力降低。甲状腺功能减退的其他症状包括体重增加、性欲减退、不能忍受寒冷、肌肉疼痛和痉挛以及指甲易碎。儿童的甲状腺功能减退,称为呆小症,会导致智力障碍、侏儒症和永久性性发育不成熟。有时甲状腺会产生过量的甲状腺素,这种情况被称为甲状腺功能亢进。这种情况会导致体温过高、大量出汗、血压升高、体重减轻、易怒、失眠以及肌肉疼痛和无力等症状。它还会导致眼球从眼窝突出,称为突眼。这令人惊讶,因为它通常不是与代谢加快相关的症状。甲状腺功能亢进可以通过部分切除或部分辐射破坏腺体来治疗。最近,人们发现了几种抑制甲状腺活动的药物,它们的使用正在取代以前的手术方法。不幸的是,甲状腺疾病需要终身治疗,由于人体需要对甲状腺激素进行敏感的平衡,无论是补充还是抑制甲状腺功能都需要数月甚至数年才能调节。


T3和T4在体内的功能

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碘和T4会刺激蝌蚪鳃、尾巴和鳍细胞发生壮观的细胞凋亡(程序性细胞死亡),将水生、食草的蝌蚪转变为陆生、食肉的青蛙,拥有更好的神经、视觉空间、嗅觉和认知能力,以便捕猎。与两栖动物的变态不同,哺乳动物的甲状腺切除术和甲状腺功能减退可以被认为是一种向爬行动物生命早期阶段的系统发育和代谢回归。事实上,许多看似困扰着甲状腺功能减退症患者的疾病具有爬行动物般的特征,例如干燥、无毛、鳞状、冰冷的皮肤,以及新陈代谢、消化、心率和神经反射的普遍减慢,伴随迟钝的脑活动、高尿酸血症和体温过低(Venturi,2000)。]] T3和T4的产生受促甲状腺激素(TSH)的调节,促甲状腺激素由垂体释放,垂体是位于大脑中的一个豆状结节。当T3和T4水平过低时,TSH的产生会增加。甲状腺激素会释放到全身,以指导人体的代谢。它们会刺激身体内的所有细胞以更高的代谢速率工作。如果没有这些激素,人体细胞将无法调节它们进行化学反应的速度。在某些情况下,例如寒冷的温度,它们的释放会增加,此时需要更高的代谢来产生热量。当儿童出生时就患有甲状腺激素缺乏症,他们会出现身体生长问题和发育问题。大脑发育也会严重受损。

碘的重要性

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没有充足的碘源,就不能产生甲状腺激素。体内碘浓度虽然很大,但可能只有甲状腺本身浓度的1/25。当甲状腺中碘含量低时,身体会努力产生T3和T4,这通常会导致甲状腺肿大,形成甲状腺肿。

甲状腺外碘

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静脉注射123-碘后的人体闪烁显像序列(从左到右),30分钟后、20小时后和48小时后。在脑周围和脑脊液(左)、唾液腺、口腔粘膜和胃中,放射性碘浓度高且快速。在甲状腺中,I-浓度更渐进,也在储备库中(从30分钟后的1%,到48小时后的5.8%,占总注射剂量的百分比。只有在怀孕和哺乳期,乳腺中碘浓度最高。在尿液中观察到放射性碘的高排泄量。[1]

碘占T4分子量的65%和T3分子量的59%。15-20毫克碘集中在甲状腺组织和激素中,但人体70%的碘分布在其他组织中,包括乳腺、眼睛、胃黏膜、子宫颈和唾液腺。在这些组织的细胞中,碘通过钠碘同向转运体(NIS)直接进入。它在乳腺组织中的作用与胎儿和新生儿的生长发育有关,但在其他组织中的作用尚不清楚。研究表明它在这些组织中具有抗氧化作用。

美国食品与营养委员会和医学研究所建议的成人每日碘摄入量为150微克,哺乳期妇女的每日碘摄入量为290微克。然而,甲状腺每天只需要不超过70微克的碘来合成所需的T4和T3。这些更高的每日建议摄入量似乎对于包括哺乳乳腺、胃黏膜、唾液腺、口腔黏膜、胸腺、表皮、脉络丛等在内的许多身体系统的最佳功能是必要的。[2][3][4] 此外,碘可以添加到细胞膜中二十二碳六烯酸和花生四烯酸的双键上,使它们对自由氧基团的反应性降低。[5]

降钙素

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降钙素是一种由32个氨基酸组成的多肽激素。它是甲状腺分泌的一种额外的激素,参与调节血液中的钙含量。甲状腺细胞在血液中钙含量过高时分泌降钙素。这种激素会刺激钙向骨骼结构移动。它也可以用于治疗高血钙症或骨质疏松症。如果没有这种激素,钙就会停留在血液中,而不是进入骨骼,使骨骼保持强壮和生长。它在人体中的重要性还没有像在其他动物中那样得到很好的确立。

甲状旁腺

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人体有四个甲状旁腺。它们是小的、浅色的肿块,从甲状腺表面突出。四个腺体都位于甲状腺上。它们呈蝴蝶形,位于颈部,更准确地说是在气管的两侧。甲状旁腺最重要的功能之一是调节身体的钙和磷含量。甲状旁腺的另一个功能是分泌甲状旁腺激素,它会导致骨骼中存在的钙释放到细胞外液中。PTH通过抑制成骨细胞的产生来实现这一点,成骨细胞是参与骨骼生成的一种特殊细胞,并激活破骨细胞,破骨细胞是参与骨骼去除的另一种特殊细胞。

甲状旁腺组织由两种主要类型的细胞组成。

  • 其中一种主要细胞称为嗜酸性细胞。它们的功能基本上未知。
  • 第二种称为主细胞。主细胞产生甲状旁腺激素。

甲状旁腺的结构与甲状腺的结构有很大不同。产生甲状旁腺激素的主细胞紧密排列在小血管周围,与产生甲状腺激素的甲状腺细胞完全不同,甲状腺细胞排列成球形,称为甲状腺滤泡。

PTH或甲状旁腺激素是由这四个腺体分泌的。它直接释放到血液中,并到达其靶细胞,这些靶细胞通常相距很远。然后它与位于靶细胞内部或表面的称为受体的结构结合。

受体结合特定的激素,并产生特定的生理反应,即身体的正常反应。

PTH的主要靶细胞位于骨骼、肾脏和胃肠道。

降钙素是由甲状腺分泌的,它也调节ECF钙含量,并抵消PTH的产钙效应。

成人体内含有高达1公斤的钙。这些钙大部分存在于骨骼和牙齿中。

四个甲状旁腺分泌甲状旁腺激素(PTH)。它对抗降钙素的作用。它是通过从骨骼中的储存部位去除钙,释放到血液中来实现这一点的。它还会向肾脏发出信号,使其重新吸收更多这种矿物质,将其转运到血液中。它还会向小肠发出信号,使其吸收更多这种矿物质,将其从饮食中转运到血液中。

钙对人体代谢的各个步骤都很重要。血液在没有足够钙的情况下无法凝固。骨骼肌需要这种矿物质才能收缩。PTH缺乏会导致手足搐搦,即由于血液中缺乏可利用的钙引起的肌肉无力。

长期以来,人们认为甲状旁腺是甲状腺的一部分,或者与甲状腺在功能上有关联。我们现在知道它们与甲状腺的密切关系是误导性的:无论是发育上还是功能上,它们都与甲状腺完全不同。

甲状旁腺激素,称为甲状旁腺素,调节血液和其他组织之间的钙磷平衡。这种激素的产生直接受沐浴在这些腺体细胞周围的细胞外液中钙浓度的控制。甲状旁腺素至少有以下五种作用:(1)它通过刺激主动转运系统来增加胃肠道对钙的吸收,并将钙从肠道腔中转移到血液中;(2)它增加钙和磷从骨骼到细胞外液的移动。这是通过刺激破骨细胞分解骨骼结构来实现的,从而将磷酸钙释放到血液中。通过这种方式,骨骼中储存的钙被利用了;(3)它增加肾小管对钙的重吸收,从而减少尿钙的排泄;(4)它减少肾小管对磷酸盐的重吸收(5)它刺激肾脏合成1,25-二羟胆钙化醇。

前三种作用会导致细胞外钙浓度升高。第四种作用的适应性价值是防止肾结石的形成。

如果在甲状腺手术过程中意外切除了甲状旁腺,血液中的磷酸盐浓度会升高。钙浓度也会下降,因为更多的钙通过肾脏和肠道排泄,并更多地被纳入骨骼中。这会导致严重的紊乱,特别是在肌肉和神经中,因为它们使用钙离子来进行正常功能。甲状旁腺的过度活跃,可能是由腺体上的肿瘤引起的,会导致骨骼变弱。这是一种使骨骼更容易骨折的病症,因为骨骼中过量的钙被提取出来。

肾上腺

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肾上腺是一对位于肾脏上方的无管腺体。通过激素分泌,肾上腺调节身体许多重要的功能,包括影响运动训练和一般应激反应的生化平衡。糖皮质激素包括皮质酮、可的松和氢化可的松或皮质醇。这些激素的作用是刺激氨基酸转化为碳水化合物,这一过程被称为糖异生,以及肝脏中糖原的形成。它们还会刺激组织中储备糖原的形成,例如肌肉中的储备糖原。糖皮质激素也参与脂类和蛋白质代谢。肾上腺皮质已知会产生超过20种激素,但它们的学习可以通过将它们分为三类来简化:糖皮质激素、盐皮质激素和性激素。

它们是三角形的腺体,位于肾脏的顶部。它们会产生诸如雌激素、孕激素、类固醇、皮质醇和可的松等激素,以及诸如肾上腺素(肾上腺素)、去甲肾上腺素和多巴胺等化学物质。当腺体产生的激素比身体所需的多或少时,就会出现疾病状况。

肾上腺皮质分泌至少两类激素,糖皮质激素盐皮质激素肾上腺髓质分泌激素肾上腺素(肾上腺素)和去甲肾上腺素(去甲肾上腺素)。

肾上腺皮质:由肾上腺皮质产生的激素提供对压力的长期反应。产生的两种主要激素是盐皮质激素糖皮质激素。盐皮质激素调节盐和水的平衡,导致血容量和血压升高。糖皮质激素监测ACTH,进而调节碳水化合物、蛋白质和脂肪代谢。这会导致血糖升高。糖皮质激素还会降低机体的炎症反应。

皮质醇是最活跃的糖皮质激素之一。它通常会降低全身炎症或肿胀的影响。它还会刺激脂肪和蛋白质转化为葡萄糖,这一过程称为糖异生

醛固酮是盐皮质激素的一个例子。它向肾脏肾单位中的小管发出信号,使其重新吸收钠,同时分泌或消除钾。如果血液中的钠含量低,肾脏会分泌更多的肾素,肾素是一种酶,它会刺激肝脏产生的分子转化为血管紧张素。血管紧张素刺激醛固酮分泌。结果,更多的钠在进入血液时被重新吸收。

醛固酮,主要盐皮质激素,刺激肾脏远曲小管的细胞减少钾的重吸收,增加钠的重吸收。这反过来会导致氯化物和水的重吸收增加。这些激素,以及诸如胰岛素和胰高血糖素等激素,是体内液体离子环境的重要调节剂。

如果血压有下降趋势,肾素-血管紧张素-醛固酮机制可以升高血压。它是通过两种方式实现这一点的。血管紧张素是一种血管收缩剂,会减少血管的直径。随着血管收缩,血压升高。此外,随着钠被重新吸收,通过肾脏的血液变得更加高渗。水通过渗透作用随着钠进入高渗血液。这会增加血液中的体积,也会增加血压。

肾上腺髓质 下丘脑发出神经冲动,经由血液、脊髓和交感神经纤维传递到肾上腺髓质,然后释放激素。这些激素的作用对压力提供了短期反应。

糖皮质激素分泌过多会导致库欣综合征,其特征是肌肉萎缩或退化以及高血压或高血压。这些物质分泌不足会导致阿狄森氏病,其特征是低血压和压力。

肾上腺素和去甲肾上腺素产生“战或逃”反应,类似于交感神经系统的影响。因此,它们会增加心率、呼吸频率、大多数骨骼肌的血液流动以及血液中葡萄糖的浓度。它们会减少消化器官的血液流动并减少大多数消化过程。


从正面看肾上腺。


从背面看肾上腺。

肾上腺性激素主要由男性性激素(雄激素)和少量女性性激素(雌激素和孕激素)组成。通常,从肾上腺皮质释放的性激素由于分泌浓度低而微不足道。但是,在分泌过多的情况下,会出现男性或女性的影响。这类最常见的综合征是女性的“男性化”。

如果皮质激素供应不足,就会出现一种称为阿狄森氏病的疾病。这种疾病的特征是由于缺乏盐皮质激素导致钠离子和水的过度排泄。随之而来的是由于糖皮质激素供应不足导致的血糖水平降低。雄激素供应减少的影响无法立即观察到。注射肾上腺皮质激素可以迅速缓解这些症状。

肾上腺皮质的激素产生直接受垂体前叶激素肾上腺皮质激素(ACTH)的控制。

两个肾上腺位于肾脏附近。每个肾上腺实际上是一个双腺体,由髓质样的内芯和外皮质组成。它们在功能上彼此无关。

肾上腺髓质分泌两种激素,肾上腺素或肾上腺素和去甲肾上腺素或去甲肾上腺素,它们的功能非常相似,但并不完全相同。肾上腺髓质在胚胎学上源于神经组织。它类似于一个过度生长的交感神经节,其细胞体不发出神经纤维,而是直接将活性物质释放到血液中,从而满足内分泌腺的标准。在控制肾上腺素分泌方面,肾上腺髓质的行为就像任何交感神经节一样,依赖于交感神经节前纤维的刺激。

肾上腺素促进几种反应,所有这些反应都有助于应对紧急情况:血压升高,心率加快,由于糖原分解,血液中葡萄糖含量升高,脾脏收缩并挤出储备血液,凝血时间缩短,瞳孔放大,骨骼肌的血液流动增加,肠平滑肌的血液供应减少,毛发竖立。这些肾上腺功能在紧急情况下动员身体资源,被称为战或逃反应。去甲肾上腺素刺激类似于肾上腺素产生的反应,但在将糖原转化为葡萄糖方面效率较低。

肾上腺髓质的重要性似乎值得怀疑,因为完全切除腺体会导致很少的明显变化;人类仍然可以表现出战或逃反应。这是因为交感神经系统在刺激战或逃反应方面补充了肾上腺髓质,激素控制的缺失将由神经系统弥补。

胰腺 是消化系统和循环系统中非常重要的器官,因为它有助于维持我们的血糖水平。胰腺被认为是胃肠系统的组成部分。它产生消化酶,释放到小肠中,有助于将食物颗粒分解为基本元素,这些元素可以被小肠吸收并被身体利用。它还有另一种截然不同的功能,即它形成胰岛素、胰高血糖素和其他激素,将它们送入血液以调节血糖水平和全身其他活动。


它呈梨形,大约 6 英寸长。它位于腹部的中部和后部。胰腺与小肠的第一部分十二指肠相连,位于胃的后面。胰腺由腺体组织构成:胰腺细胞分泌的任何物质都会分泌到器官外部。

胰腺产生的消化液通过一个 Y 形管道分泌到十二指肠,在肝脏的胆总管和胰管在进入十二指肠之前汇合的点。携带到十二指肠的消化酶代表了胰腺的外分泌功能,其中制造了特定物质以直接传递到另一个器官。

注意
胰腺既是外分泌器官,也是内分泌器官。

胰腺在身体的腺体中是独一无二的,因为它还具有非常重要的内分泌功能。整个器官中称为胰岛的小群特殊细胞制造胰岛素和胰高血糖素激素。当然,这些激素对于调节血糖水平至关重要。这些激素直接分泌到血液中,以影响全身器官。

除了胰腺,没有其他器官会产生大量的胰岛素或胰高血糖素。

胰岛素的作用是通过让糖流入细胞来降低血糖水平。胰高血糖素的作用是通过导致储存部位的葡萄糖释放到循环中来提高血糖水平。胰岛素和胰高血糖素以相反但平衡的方式发挥作用,以保持血糖水平稳定。

人体健康的胰腺对于保持良好的健康至关重要,因为它可以预防营养不良并维持正常血糖水平。消化道需要胰腺产生的酶的帮助才能将食物颗粒分解成最简单的元素,否则营养物质无法被吸收。碳水化合物必须分解成单个糖分子。蛋白质必须还原为简单的氨基酸。脂肪必须分解成脂肪酸。胰腺酶在所有这些转化中都非常重要。然后,基本颗粒可以轻松地运输到肠道内壁的细胞中,从那里它们可以被进一步改变并运输到身体的不同组织中,作为燃料来源和建筑材料。同样,如果没有胰岛素和胰高血糖素的平衡作用,身体就无法维持正常血糖水平。

胰腺包含外分泌细胞和内分泌细胞。内分泌细胞群,即胰岛,分泌两种激素。β 细胞分泌胰岛素;α 细胞分泌胰高血糖素。血液中糖的含量取决于这两种激素的相反作用。

胰岛素降低血液中葡萄糖的浓度。大多数葡萄糖进入肝脏和骨骼肌的细胞。在这些细胞中,这种单糖被转化为多糖糖原。因此,胰岛素促进糖原生成或糖原合成,其中葡萄糖分子被添加到糖原链中。在胰岛素的作用下,多余的葡萄糖也储存在脂肪组织细胞中作为脂肪。

胰岛素缺乏会导致糖尿病的发展,特别是1 型糖尿病,即青少年糖尿病。由于胰腺无法产生足够的胰岛素,因此通过胰岛素注射进行治疗。在2 型或成年发病糖尿病中,胰腺会产生足够的胰岛素,但靶细胞对胰岛素没有反应。

如前所述,胰腺是一个混合腺体,既具有内分泌功能,也具有外分泌功能。外分泌部分通过胰管将消化酶分泌到十二指肠。内分泌部分将两种激素,胰岛素和胰高血糖素,分泌到血液中。

胰岛素是一种直接或间接作用于身体大多数组织的激素,大脑除外。胰岛素最重要的作用是刺激许多组织,特别是肝脏、肌肉和脂肪对葡萄糖的摄取。细胞对葡萄糖的摄取会降低血糖,并增加葡萄糖用于葡萄糖参与的细胞反应的可用性。因此,葡萄糖氧化、脂肪合成和糖原合成都会因葡萄糖的摄取而增强。值得注意的是,胰岛素不会改变大脑对葡萄糖的摄取,也不会影响肾小管和胃肠道上皮细胞对葡萄糖的主动转运。

如前所述,胰岛素刺激糖原合成。它还会增加催化糖原合成中限速步骤的酶的活性。胰岛素还会通过抑制甘油三酯分解,以及通过刺激脂肪酸和甘油磷酸合成来产生甘油三酯,从而增加甘油三酯水平。胰岛素还会促进净蛋白质合成,它会刺激氨基酸的主动膜转运,特别是进入肌肉细胞。胰岛素也会对其他肝脏酶产生影响,但胰岛素诱导这些变化的确切机制尚不清楚。

胰岛素由β 细胞分泌,β 细胞位于胰腺中称为胰岛的部位。这些随机分布在整个胰腺中的细胞群还包含其他分泌细胞,称为α 细胞。正是这些α 细胞分泌胰高血糖素。胰高血糖素是一种激素,具有以下主要作用:它增加肝脏从丙酮酸、乳酸、甘油和氨基酸合成葡萄糖(一个称为糖异生的过程,它也会提高血浆葡萄糖水平);它会增加脂肪组织甘油三酯的分解,从而提高血浆中脂肪酸和甘油的水平。胰腺中分泌胰高血糖素的α 细胞就像β 细胞一样,对流经胰腺的血液中葡萄糖浓度的变化作出反应;没有其他神经或激素参与其中。

需要注意的是,胰高血糖素的作用与胰岛素相反。胰高血糖素会升高血浆葡萄糖,而胰岛素会刺激其摄取,从而降低血浆葡萄糖水平;胰高血糖素会升高脂肪酸浓度,而胰岛素会将脂肪酸和甘油转化为甘油三酯,从而抑制甘油三酯分解。

胰腺的α 细胞和β 细胞构成了一个调节血浆葡萄糖水平的推拉系统。

性器官

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性器官(性腺)是男性的睾丸,女性的卵巢。这两个器官都会产生和分泌激素,这些激素由下丘脑和垂体平衡。

生殖器官的主要激素是

睾酮在男性中更为突出。它属于雄激素家族,雄激素是一种产生男性化影响的类固醇激素。睾酮刺激主要性器官的发育和功能。它还会刺激男性第二性征的发育和维持,例如面部毛发生长和声音的低沉。

雌激素 在女性中,这种激素刺激子宫和阴道的发育。它还负责女性第二性征的发育和维持,例如全身脂肪分布和骨盆宽度。

男性

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睾丸产生雄激素(即“睾酮”)。睾酮被归类为类固醇,它负责男性许多身体特征,例如。

  • 宽肩膀
  • 肌肉发达的身体
  • 头发

睾酮增加蛋白质的产生。促进蛋白质合成的激素被称为合成代谢类固醇。合成代谢类固醇在市面上有售,被运动员使用,因为它们有助于提高他们的身体能力,但它们确实有主要的副作用,例如

  • 肝脏和肾脏疾病
  • 高血压(高血压)
  • 精子数量减少和阳痿
  • 攻击性行为(“类固醇狂躁”)
  • 秃头
  • 痤疮


女性

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女性解剖学正面示意图。

卵巢产生雌激素孕激素。雌激素在青春期时会增加,并导致子宫和阴道的生长。如果没有雌激素,卵子就不会成熟。雌激素还负责女性第二性征,如女性体毛和脂肪分布。雌激素和孕激素负责乳房发育和子宫周期。孕激素是一种女性激素,由排卵后黄体在月经周期后半段分泌。它为受精卵植入子宫内膜做好准备,并允许在月经期间完全脱落子宫内膜。在怀孕的情况下,孕激素水平从受孕后一到两周开始保持稳定。


松果体

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松果体(也称为松果体或脑上腺)是大脑中一个小小的内分泌腺。它位于大脑中心附近,两个半球之间,藏在两个圆形的丘脑体连接处的凹槽中。它由两种类型的细胞组成:1. 实质细胞 2. 神经胶质细胞。


松果体是一个红灰色物体,大小约为豌豆(人类为 8 毫米),位于上丘的腹侧背侧,位于髓纹背侧,位于侧向的丘脑体之间。它是间脑的一部分。

松果体是一个中线结构,通常可以在普通颅骨 X 光片中看到,因为它经常钙化。松果体产生和分泌的主要激素是褪黑素。分泌在晚上和 0-5 岁之间最高。褪黑素主要作用于性腺。


词汇表

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肾上腺:位于每个肾脏顶部的内分泌腺

氨基酸衍生:经过修饰的氨基酸激素

拮抗激素:作用于将身体状况从相反的极端恢复到可接受范围内的激素

降钙素:甲状腺产生的激素;有助于调节血钙水平

类二十烷酸:从质膜中磷脂的脂肪酸链合成的脂类

内分泌腺:没有导管的腺体,将其分泌物直接释放到细胞间液或血液中

内分泌系统:一个无导管腺体的控制系统,分泌称为激素的化学信使

雌激素:女性激素;刺激子宫和阴道的发育

外分泌腺:通过导管释放其细胞分泌物的腺体,这些导管排放到外部或器官的腔(空的内部空间)中

激素:某些细胞产生的特定化学物质,控制或帮助控制生物体其他部位的细胞过程

胰岛素:通过允许糖流入细胞而降低血糖水平的激素

碘:身体中的化学物质;没有它,甲状腺激素就无法产生

脂溶性激素:扩散通过靶细胞的细胞膜

甲状旁腺:四个组织块,两个嵌入甲状腺两侧的每个侧块的后部

胰腺:与消化系统和循环系统有关的器官;有助于维持血糖水平

松果体:大脑中一个小小的内分泌腺,位于大脑中心附近,两个半球之间,藏在两个圆形的丘脑体连接处的凹槽中

垂体:附着在下丘脑下部的内分泌腺

多肽和蛋白质:约 100 个氨基酸以下或以上的氨基酸链激素

类固醇:从胆固醇合成的脂类激素;以四个相互交联的碳水化合物环为特征

睾酮:男性中更突出的激素;属于雄激素家族,雄激素是产生男性化作用的类固醇激素

甲状腺:内分泌腺,由两个连接到气管的侧块组成

甲状腺素:刺激细胞氧化代谢;增加大多数身体组织的耗氧量和产热量

水溶性激素:与细胞质膜上的受体蛋白结合

章节复习问题

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这些问题的答案可以在 这里找到

1. 我的孩子刚刚摔倒受伤,我感到焦虑,这是由什么引起的?

A) 胰高血糖素
B) 胰岛素
C) 肾上腺素
D) 促肾上腺皮质激素
E) 以上都不是

2. 鲍勃一生都需要注射胰岛素,这是因为

A) 他的β细胞功能不正常
B) 他的α细胞功能不正常
C) 他的DA激素功能不正常
D) 他的生长激素释放激素功能不正常

3. 盐中添加碘的原因是

A) 预防糖尿病
B) 预防单纯性甲状腺肿
C) 预防艾迪生病
D) 预防库欣综合征

4. 除以下哪种激素外,所有激素都对负反馈做出反应?

A) 孕激素
B) 雌激素
C) 催乳素
D) 催产素
E) 以上都不是

5. 如果我的血钙水平很高,可能是由于

A) 降钙素
B) 甲状旁腺
C) 糖皮质激素
D) 胰高血糖素

6. 从胆固醇合成的脂类激素

A) 蛋白质
B) 氨基酸衍生
C) 多肽
D) 类固醇
E) 类二十烷酸

7. 这种类型的激素必须与细胞质膜上的受体蛋白结合

A) 水溶性
B) 脂溶性
C) 类固醇
D) 多肽
E) a 和 d
F) b 和 c

8. 内分泌腺对什么做出反应释放激素?

A) 来自其他内分泌腺的激素
B) 血液的化学特性
C) 神经刺激
D) 以上所有

9. 垂体前叶分泌

A) 催产素
B) 内啡肽
C) 抗利尿激素
D) 促甲状腺激素释放激素

10. 主细胞产生

A) 肾上腺素
B) 胰高血糖素
C) 胰岛素
D) 盐皮质激素
E) 甲状旁腺激素

11. 列出八个主要的内分泌腺。

12. 列出激素可以化学分类的四大类。

参考文献

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  1. Venturi, S.; Donati, F.M.; Venturi, A.; Venturi, M. (2000). “环境碘缺乏:对陆地生命演化的挑战?”. 甲状腺. 10 (8): 727–9. doi:10.1089/10507250050137851. PMID 11014322.
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  3. Spitzweg, C., Joba, W., Eisenmenger, W. 和 Heufelder, A.E. (1998). “人类钠碘协同转运蛋白基因在甲状腺外组织中的表达分析及其互补脱氧核糖核酸的克隆来自唾液腺、乳腺和胃粘膜”。 临床内分泌代谢杂志. 83: 1746. doi:10.1210/jc.83.5.1746.{{cite journal}}: CS1 maint: 多个姓名:作者列表 (link)
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