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激素及其分类

激素是由内分泌腺分泌的化学信使,通过血液运输以调节远处靶组织的活动。它们通过与细胞受体的高度特异性相互作用来控制代谢、生长、生殖和稳态。

化学分类

激素根据其化学结构分类,这决定了其溶解性、运输、受体定位和作用机制。肽激素是氨基酸链,从小肽如促甲状腺激素释放激素(三肽)到大型糖蛋白如促卵泡激素。它们具有水溶性,储存在分泌囊泡中,并通过细胞表面受体起作用。合成分泌涉及转录和翻译,大多数肽激素合成为较大的前激素原,经蛋白酶解加工为活性形式。

类固醇激素源自胆固醇,包括性激素、皮质类固醇和盐皮质激素。它们具有脂溶性,按需合成而非储存,并结合载体蛋白在血液中运输。类固醇激素扩散穿过质膜,通过直接调节基因转录的细胞内核受体起作用。氨基酸衍生激素包括来自酪氨酸的儿茶酚胺、来自酪氨酸的甲状腺激素和来自色氨酸的褪黑素。

内分泌、旁分泌和自分泌信号

内分泌信号涉及释放到血液中作用于远处靶细胞的激素。这是激素作用的经典定义。旁分泌信号涉及作用于邻近细胞而不进入血液的化学信使。胰岛中的生长抑素抑制邻近细胞的胰岛素和胰高血糖素分泌。自分泌信号作用于产生信使的同一细胞。前列腺素和细胞因子通常通过自分泌和旁分泌机制起作用。

主要内分泌腺

下丘脑产生控制腺垂体的释放和抑制激素。促甲状腺激素释放激素刺激TSH释放,促肾上腺皮质激素释放激素刺激ACTH释放,促性腺激素释放激素刺激LH和FSH释放。生长激素释放激素和生长抑素对生长激素分泌提供相反的调控。

腺垂体产生生长激素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、催乳素、黄体生成素和促卵泡激素。神经垂体储存和释放由下丘脑合成的催产素和抗利尿激素。甲状腺产生三碘甲状腺原氨酸和甲状腺素(调节代谢率)以及降钙素(降低血钙)。甲状旁腺产生甲状旁腺激素(升高血钙)。肾上腺皮质产生皮质醇、醛固酮和雄激素,而肾上腺髓质产生肾上腺素和去甲肾上腺素。胰岛产生胰岛素、胰高血糖素和生长抑素。性腺产生性激素,肾脏产生促红细胞生成素和肾素。

激素运输

肽和儿茶酚胺激素具有水溶性,在血浆中自由运输。类固醇和甲状腺激素具有疏水性,需要载体蛋白运输。性激素结合球蛋白运输雄激素和雌激素,皮质类固醇结合球蛋白运输皮质醇,甲状腺结合球蛋白运输甲状腺激素。只有游离未结合的激素部分具有生物活性。载体蛋白通过保护激素免受代谢和过滤来延长其半衰期,形成缓冲快速波动的储存库。

激素半衰期和清除

激素半衰期从几秒到几天不等。肽激素半衰期短(通常几分钟),通过肝脏、肾脏和血液中的蛋白酶解清除。儿茶酚胺通过酶促降解快速失活。类固醇激素半衰期中等(数小时),甲状腺激素半衰期最长(数天)。激素清除涉及肝脏中的代谢转化、胆汁或尿液中的排泄以及受体介导的摄取。

反馈调节

激素分泌主要通过负反馈调节。在下丘脑-垂体-甲状腺轴中,TRH刺激TSH,TSH刺激甲状腺激素产生。甲状腺激素随后抑制TRH和TSH分泌,维持稳定的激素水平。正反馈发生在特定情况下,如雌激素诱导的LH激增触发排卵。