激素

激素是由内分泌腺或器官组织的内分泌细胞所合成和分泌的高效能生物活性物质,它以体液为媒介,在细胞之间递送调节信息。激素种类繁多,调节细胞代谢、生长、发育、分化、生殖以及行为等多种生理过程和病理变化,是维持机体内环境稳态的重要调节因子。
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概述
激素是由内分泌腺或器官组织的内分泌细胞所合成和分泌的高效能生物活性物质,它以体液为媒介,在细胞之间递送调节信息。激素种类繁多,调节细胞代谢、生长、发育、分化、生殖以及行为等多种生理过程和病理变化,是维持机体内环境稳态的重要调节因子。
根据激素的化学结构,可将其分为胺类、多肽或蛋白质类、脂类激素三大类。
1、胺类激素
胺类激素多为氨基酸的衍生物。例如,属于儿茶酚胺的肾上腺素等由酪氨酸经酶修饰而成;甲状腺激素为由甲状腺球蛋白分子裂解而来的含碘酪氨酸缩合物;褪黑素是以色氨酸为原料合成。
2、多肽或蛋白质类激素
多肽或蛋白质类激素种类繁多,分布广泛。主要与靶细胞膜受体结合而发挥作用。下丘脑、垂体、甲状旁腺、胰岛、胃肠道等部位分泌的激素大多属于此类。
3、脂类激素
脂类激素是指以脂质为原料合成的激素,主要为类固醇激素和脂肪酸衍生的生物活性廿烷酸类物质。类固醇激素以胆固醇为前体,典型代表是孕酮、醛固酮、皮质醇、睾酮、雌二醇等。廿烷酸类激素的合成原料来源于细胞膜的磷脂,几乎所有组织细胞都能生成,包括前列腺素、白细胞三烯类、血栓素A2等。
激素主要来源于经典内分泌腺体、非内分泌腺器官、组织器官转化这三个方面。
1、经典内分泌腺体
如垂体、甲状腺、甲状旁腺、胰岛、肾上腺、性腺等。
2、非内分泌腺器官
包括脑、心、肝、肾、胃肠道等器官的一些细胞,除自身所固有的特定功能外、还兼有内分泌功能,如心肌细胞可生成心房钠尿肽等。
3、组织器官转化
部分激素可在一些组织器官中转化生成,如血管紧张素Ⅰ和1,25-二羟维生素D3分别在肺和肾组织转化为具有生物活性的激素。
在临床医学方面,激素类药物主要被用于治疗多种内分泌疾病,还可用于免疫调节和抗炎,以及急救和重症治疗。
1、内分泌疾病治疗
对于甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退、肾上腺皮质功能减退等内分泌疾病,激素替代疗法是重要治疗手段。通过补充患者体内缺乏的激素,可以恢复或维持正常的生理功能。
2、免疫调节和抗炎
激素类药物,尤其是糖皮质激素,如地塞米松、强的松等,具有强大的抗炎和免疫调节作用。它们被广泛用于治疗风湿性疾病(如类风湿关节炎)、自身免疫性疾病(如系统性红斑狼疮)以及过敏性疾病等。通过抑制炎症反应和免疫反应,减轻患者的症状并控制疾病进展。
3、急救与重症治疗
在严重感染、创伤等危急重症的抢救中,激素药物也发挥着重要作用。它们可以提高机体的应激能力,维持生命体征稳定,为患者的后续治疗争取时间。
4、其他治疗
此外,激素还被用于治疗白血病、再生障碍性贫血等血液病,以及眼科、皮肤科等专科疾病。其应用范围之广,几乎涵盖了医学的各个领域。
原理机制
激素由内分泌腺或器官组织的内分泌细胞合成和分泌,受到体液调节、神经调节等多种机制的调控,可因机体的需要适时启动、适量分泌和及时终止。
多数内分泌细胞只分泌一种激素,但也有少数可合成和分泌一种以上激素,如腺垂体的促性腺激素细胞可分泌卵泡刺激素和黄体生成素。同一内分泌腺(如腺垂体)可以合成和分泌多种激素;同一种激素又可由多部位组织细胞合成和分泌,如生长抑素分别可在下丘脑、甲状腺、胰岛、肠黏膜等部位合成和分泌。
激素分泌主要受到体液调节和神经调节。
1、体液调节
(1)直接反馈调节:很多激素都参与体内物质代谢的调节,这些物质代谢导致的血液中理化性质的变化,又反过来调节相应激素的分泌水平,形成直接反馈效应。比如甲状旁腺激素可促进骨钙入血,引起血钙升高;而血钙升高则可负反馈性引起甲状旁腺激素分泌减少,从而维持血钙水平的稳态。
(2)多轴系反馈调节:人体内的轴系主要有下丘脑-垂体-甲状腺轴、下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴和下丘脑-垂体-性腺轴等。轴系内高位激素对下位内分泌活动具有促进性调节作用,而下位激素对高位内分泌活动多起抑制性作用。比如甲状腺激素水平升高,可反馈到垂体和下丘脑,抑制促甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素分泌,从而减少甲状腺激素分泌。
2、神经调节
下丘脑是神经系统与内分泌系统活动相互联络的重要枢纽,内外环境中各种形式的刺激都可能经这些神经通路影响下丘脑神经内分泌细胞的分泌活动,发挥其对内分泌的调节作用。例如,在应激状态下,交感神经系统活动增强,肾上腺髓质分泌儿茶酚胺类激素增加,协同交感神经广泛动员机体潜在能力,增加能量释放,以适应活动需求。
功能作用
激素对机体整体功能的调节作用可归纳为维持机体稳态、调节新陈代谢、促进生长发育、调节生殖过程几个方面。
1、维持机体稳态
激素参与调节水、电解质和酸碱平衡以及维持体温和血压相对稳定等过程,还直接参与应激等,与神经系统、免疫系统协调、互补,全面调整机体功能,适应环境变化。
2、调节新陈代谢
多数激素都参与调节组织细胞的物质中间代谢和能量代谢,维持机体的营养和能量平衡,为机体的各种生命活动奠定基础。比如胰岛素和胰高血糖素通过调节血糖水平来影响糖代谢,肾上腺素和甲状腺激素则能促进糖、脂肪和蛋白质的分解,提高机体的能量供应。
3、促进生长发育
激素可以促进全身组织细胞的生长、增殖和分化,参与细胞凋亡过程等,调节各系统器官的正常生长发育和功能活动。生长激素是促进骨骼、肌肉和内脏器官生长的主要激素;甲状腺激素则对神经系统的发育和骨骼的成熟至关重要;性激素则参与生殖器官的发育和第二性征的出现。
4、调节生殖过程
激素促进生殖器官的正常发育成熟和生殖的全过程,维持生殖细胞的生成直到妊娠和哺乳过程,以保证个体生命的绵延和种系的繁衍。
虽然各种激素对靶细胞的调节效应不尽相同,但可表现出一些共同的作用特征,包括相对特异性作用、信使作用、高效作用、相互作用。
1、相对特异性作用
激素作用的特异性主要取决于分布于靶细胞的相应受体。尽管多数激素均可通过血液循环广泛接触机体各部位的器官、腺体、组织和细胞,但各种激素只选择性作用于与其亲和力高的特定目标。
2、信使作用
激素是一种信使物质或传讯分子,它携带某种特定含义的信号,起到传递某种信息的作用。由内分泌细胞发布的调节信息以分泌激素这种方式递送给靶细胞,其作用旨在启动靶细胞固有的、内在的一系列生物效应,激素并不作为底物或产物直接参与细胞的物质与能量代谢反应过程。
3、高效作用
在生理状态下,多数激素的血浓度很低,但信号传导环节具有生物放大效应,所以激素作用高效。
4、相互作用
人体内各种激素产生的效应会相互影响、彼此关联。激素间的相互作用包括协同作用、拮抗作用、允许作用和竞争作用。
误区提示
认为食物中的激素(尤其是动物性食品中的激素残留)会导致人体激素失衡是错误的。人体内的激素系统与食物中的激素在化学结构和功能上存在显著差异。而且,大多数食物中的激素含量极低,经过烹饪和消化后,能够被人体吸收的部分更是微乎其微。因此,正常饮食摄入的食物中的激素不太可能对人体激素平衡产生显著影响。然而,为了健康考虑,建议选择新鲜、无污染的食物,并遵循均衡饮食的原则。
临床上并没有“激素能治百病”的说法。虽然激素类药物可以对于多种疾病起到治疗作用,如抗炎、免疫抑制、补充等,但并不意味着它们可以包治百病。激素类药物的使用需要根据患者的具体病情和身体状况进行个体化治疗,不能盲目使用或滥用。否则,不仅可能无法达到预期的治疗效果,还可能导致一系列严重的副作用和并发症。
激素治疗不一定会导致依赖性或成瘾性。虽然某些激素(如糖皮质激素)在长期或过量使用时可能产生一定的副作用,包括依赖性和戒断反应,但这并不意味着所有激素都会如此。而且,在医生的指导下合理使用激素,可以最大限度地减少这些副作用的发生。此外,许多激素治疗是针对特定疾病或症状的必要手段,其益处往往远大于潜在的风险。