内分泌调节轴讲稿.ppt
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1、第八章 内分泌调节轴下丘脑垂体甲状腺轴(分化、代谢)下丘脑垂体生长轴(生长)下丘脑垂体肾上腺轴(代谢、免疫)下丘脑垂体性腺轴(性腺发育)调节血糖的主要激素调节血钙的主要激素胃肠道激素其它激素1精选2精选一、下丘脑垂体甲状腺轴TRH(促甲状腺激素释放激素,thyrotropin-releasing hormone):结构:由谷氨酸组氨酸脯氨酸构成的三肽;生理作用:促进腺垂体合成和分泌促甲状腺激素TSH,从而促进甲状腺激素的合成与释放;促进腺垂体分泌催乳素和生长激素;对胃液分泌与胃运动有抑制作用;3精选TSH(促甲状腺素)TSH(thyroid stimulating hormone,thyrot
2、ropin)是腺垂体分泌的一种糖蛋白,分子量25000Da;其分子结构中含有一个a链和一个链,其中a链与FSH、LH的a链完全相同,链的结构差异较大,并决定其特殊的生理作用;生理作用:促进甲状腺细胞增生;促进甲状腺激素的合成与分泌;促进脂肪组织内的脂肪动员。4精选甲状腺及其激素甲状腺是个体发育中最早出现的内分泌腺之一,禽类的甲状腺在孵化第7天开始活动,哺乳动物的甲状腺在胚胎中期开始发挥功能;甲状腺位于气管腹侧,甲状软骨附近,由腺泡腔组成,腺泡腔内充满由甲状腺球蛋白组成的胶状物质;甲状腺主要分泌甲状腺素(thyroxine,T4;triiodothyroxine,T3 与rT3。5精选甲状腺激素
3、(一)结构:由酪氨酸残基和一个酚环构成,T4含4个碘原子,T3含3个碘原子;合成:包括以下4个过程聚碘作用:腺泡细胞依赖碘泵(iodine pump)从血浆中主动摄取碘离子;碘的活化:碘离子在过氧化物酶作用下转变为活性碘;酪氨酸碘化:活性碘在酪氨酸碘化酶作用下,与甲状腺球蛋白分子上的酪氨酸结合,形成一碘酪氨酸残基(MIT)和二碘酪氨酸残基(DIT);偶连:MIT+DIT=T3,DIT+DIT=T46精选甲状腺激素(二)储存:T3、T4合成后,与甲状腺球蛋白共同储存在腺泡腔中,在机体需要时,甲状腺球蛋白被吞饮入细胞内,被溶酶体酶水解,释放出T3、T4;转运:T3、T4在血液中99%与血浆蛋白质结
4、合,1%的保持游离;灭活:T4在组织内脱去一个碘,形成T3而发挥作用。T4半衰期为6-7天,T3为1-3天。7精选甲状腺激素的生理作用对代谢的作用促进氧化产热,提高基础代谢,参与体温调节(钠-钾-ATP酶、ADP);参与维持毛细血管通透性,促进水与离子转运;促进单糖吸收、糖原分解,促进胰岛素降解,升高血糖;促进甘油三酯、磷脂、胆固醇的分解与合成;促进蛋白质和酶的合成,维持总氮平衡;8精选甲状腺激素的生理作用对生长发育与生殖的作用促进组织器官的分化,对生长激素的促生长作用起允许作用;促进神经系统的发育,维持神经系统的正常功能;参与胚胎发育、生精作用,维持正常生殖。9精选二、下丘脑垂体生长轴GHR
5、H(growth hormone releasing hormone,生长激素释放激素):由下丘脑释放的多肽类激素,其结构由44、40或37个氨基酸残基构成;GHRH的生理作用:促进腺垂体分泌和释放生长激素;GHRH的生物技术研究与应用10精选生长抑素(somatostatin,SS)SS也称为GIH(growth hormone releasing inhibiting hormone),1973年由Brazeau从绵羊的下丘脑提取成功,并确定了分子结构。SS由14个(或28个)氨基酸残基构成,其前体物含116个氨基酸残基;已人工合成;SS不仅存在于下丘脑,还存在于脑的其它部位、胰腺、胃肠道
6、粘膜和外周神经;SS的生理作用:抑制腺垂体细胞分泌生长激素;抑制其它腺垂体激素(LH、TSH、FSH、PRL、ACTH)、胰岛素、胰高血糖素以及胃肠道激素的分泌;抑制神经系统的活动;SS的生物技术研究与应用11精选生长激素(growth hormone,GH)GH的分子结构:由单肽链构成,含191个氨基酸残基,分子量20000-26000Da,有明显的种属特异性;GH的分泌有明显的昼夜节律和年龄变化;GH的作用方式:直接对组织细胞发挥作用;通过肝脏产生IGF(类胰岛素生长因子)间接发挥作用:GH的生理作用:促进全身组织细胞的生长与增殖;促进钙、磷和硫酸盐在软骨中的沉积;促进物质代谢:促进细胞摄
7、取氨基酸、促进DNA与蛋白质合成、促进脂肪分解、促进胰岛素分泌、加速葡萄糖利用、促进无机离子的摄取和利用。12精选类胰岛素生长因子(IGF)IGF(insulin-like growth factor)包括IGF-1、IGF-2两种;主要由肝脏在GH作用下分泌,其它组织也可合成一定量的IGF,并主要在局部发挥作用;GH的促生长作用主要是通过IGF介导而实现的;IGF在结构上与胰岛素原相似,为单链多肽,人IGF-1含70个氨基酸残基,分子量7646Da,哺乳类IGF-1结构与此高度同源。人IGF-2含67个氨基酸残基,分子量7470Da;IGF在肝脏的生成不仅受到血液GH浓度的影响,更重要的取决
8、于肝细胞上GH受体的含量。13精选类胰岛素生长因子(IGF)IGF的作用:IGF-1可直接促进组织细胞的分裂增殖、促进蛋白合成与沉积、抑制蛋白质降解;高浓度的IGF-1可促进脂肪沉积;IGF-2主要在动物的胚胎发育中发挥重要的促进作用。IGF的转运:血液或组织中存在IGF结合蛋白(IGF binding protein,IGFBP)。目前共发现六种IGFBP(IGFBP 1-6),其中,IGFBP-2、IGFBP-3含量较高;IGFBP的作用:与IGF结合,作为血液与组织中的IGF库;参与调节IGF的活性。IGFBP的组成与含量是评价组织中IGF活性的一项重要指标。14精选生长激素(somat
9、otropin)对家畜生长与泌乳的作用及其机制15精选前 言世界人口在未来40年将增加一倍,在未来40年中人类对食物的需求相当于人类有史以来所消耗的食物总和相等;为满足上述需求,必须依赖新技术以增加食物的产出率;应用外源性生长激素作为一种生物技术,可以提高食物(肉、奶)产出率,同时减少肉品的脂肪沉积;16精选生长激素的出现Evans and Simpson(1920)给大鼠注射牛垂体提取物,证实其具有促生长作用,称之为“生长激素”;进一步发现,生长激素提取物还能提高大鼠与山羊的泌乳量,降低大鼠的脂肪沉积;1945年,Li,Evans and Simpson 首次从垂体前叶分离生长激素成功;17
10、精选重组生长激素(recombinant GH)的出现尽管生长激素的作用一再被实验所证实,而且二战中英国科学家曾用来提高奶牛产奶量,但由于从垂体提取生长激素来源有限,无法满足商业生产的需要;80年代初,生物技术取得突破,出现了应用重组DNA技术生产生长激素;1982年,重组牛生长激素(bST)首次应用于奶牛,随后出现了大量bST与pST(重组猪生长激素)应用于家畜的报道18精选生长激素的结构生长激素是由动物的脑垂体前叶合成与分泌的一种蛋白类激素;生长激素的分泌受到下丘脑GRF与SS的调节;生长激素含191个氨基酸残基,bST与pST有90%的氨基酸序列同源,但两者与hST只有65%同源;因此,
11、bST与pST对人的生长无影响;19精选生长激素的结构值得注意的是,从垂体分泌的ST具有不同的变异型(variant),例如,bST有四种变异型,第127位上为leucine或valine,第191位alanine,第190位phenylalanine。不同的变异型其作用特点有差异,如127-valine比127-leucine促进泌乳的作用更强,血液中浓度也更高;20精选生长激素的结构pST与hST的三维结构已经清楚。ST含4个螺旋,ST为二价分子,因其含有2个位点分别结合不同的ST受体,重组的ST结合蛋白(受体的胞外域)与bST以1:2结合;而且按一定的顺序结合。牛、猪ST受体已被克隆,p
12、ST受体cDNA序列与hST受体cDNA 有89%的同源性,而bST受体为76%;因此受体同源性比激素高;21精选生长激素的促生长作用对肌肉与脂肪组织之间的营养重分配有显著影响;30-77日龄猪注射pST(100ug.kg BW-1.day-1)后,日增重提高10-20%,料肉比提高13-33%,脂肪沉积降低70%,肌肉增长62%。在反刍动物的效果比猪差,其原因与瘤胃发酵有关;对经过良好选育的瘦肉型猪种,生长激素仍有较好的效果;生长激素的作用效果与动物的年龄有关,在猪的生长后期应用效果最佳;22精选生长激素的促生长作用生长激素在促进生长、提高料肉比、改善胴体组成作用的侧重点与其剂量有关。提高体
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