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激素代谢

1 拼音

jī sù dài xiè

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2 简介

任何激素均有一代谢过程,包括生物合成贮藏、释放、转运、灭能和排泄,凡此过程,称为激素代谢。在各种动物和人类生理条件下,每个激素各有其特殊代谢过程,详细叙述将见于生理、生化学中内分泌章节。本节仅概述其轮廓作为临床内分泌学的基础。

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3 生物合成

在近代生理及生化学蓬勃发展的基础上,各种激素的生物合成过程已渐明确,如甾体类激素在肾上腺皮质性腺中合成时,其前体为胆固醇,通过许多酶的活动,促使其脱去侧链,再经原子位置上的羟基化而形成多种性能不同的皮质激素和性激素维生素D的前体亦为胆固醇或麦角醇,经紫外线照射而合成,并经肝肾羟基化后成活性形式,故近年已划归为内分泌范畴。

肽类及蛋白质类激素亦在各种特异性细胞中生物合成。如胰岛素胰岛β细胞中合成,胰高糖素在胰岛α细胞中合成,生长激素释放抑制激素下丘脑正中隆突、许多脑细胞、胰岛δ细胞、胃肠粘膜细胞中合成,胃泌素在胃肠G细胞中合成,甲状旁腺激素甲状旁腺主细胞中合成。凡此肽类激素均有长短不等的肽链结构,其氨基酸排列顺序大多已明确,在生物合成过程中首先从核内染色质中的一个DNA链进行转录,形成mRNA然后此mRNA从核至胞浆,在多核蛋白体内通过翻译合成含有109个氨基酸长链肽,称前胰岛素原; 此肽经微粒体蛋白质分解酶迅速分裂,去掉与B链连接的23个氨基酸而形成86个氨基酸的胰岛素原; 此经内质网中形成微小泡后转送至高尔基体,在此经转换酶脱去含有35个氨基酸的连接肽(减去与A及B链连接的二对碱性氨基酸后称C肽)而形成含有胰岛素的未成熟β颗粒。此后在β细胞内β颗粒与Zn++等结合而渐成熟,并在Ca++的协助下移向微鞭毛样微小管而准备胞释。在葡萄糖亮氨酸精氨酸刺激后胰岛素、胰岛素原及C肽等从β细胞释放至血循环。这是胰岛素生物合成、贮存及释放过程的概述。许多其他肽类激素如甲状旁腺激素(PTH)、ACTH生长激素GH)、胃泌素、胰高糖素等均有相似的合成过程与大分子前体,经分裂后其激素功能明显增强。

胺类激素中如儿茶酚胺类、甲状腺激素的原始结构为酪氨酸;松果体素血清素的原始结构为色氨酸

在激素的不断合成过程中,有一定量贮藏于合成的腺体组织,但大部分在各种需要和刺激后释放至血循环而分布全身. 如胰岛素合成后贮存于人胰中者约4u/g,胰腺中总贮量约有200u。每小时产生约1u,经肝脏一次循环将灭能降解40~50%,故在基础条件下分泌率为0.5u/h。经肾脏时一次循环降解20~40%,则经肝肾一次循环将清除80~90%,从尿中排出者约仅0.1%。在β细胞中同时还有胰岛素原存在,约占胰岛素总量的5%,释放至血循环的胰岛素及C肽约占释放总量的94%,胰岛素原及其馀中间产物占6%。由于胰岛素原在肝肾中的灭能降解较慢,故其血循环中的浓度约为胰岛素的5~48%。从β-细胞释放的C肽与胰岛素具有等分子数,但C肽不在肝内灭能降解,主要在肾中灭能和清除,因此其在血循环中的半衰期较胰岛素为长,胰岛素半衰期为6~8分钟(也有报告4.8分钟者),C肽约11分钟,胰岛素原18~20分钟,故尿中排出以C肽为多,约占总分泌量的5%,临床上可测定尿及血浆中C肽含量以反映β细胞贮备功能。

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4 激素释放的调节

周围靶腺细胞的激素释放受下丘脑垂体-靶腺轴的调节,也受体内外多种其他因素的调节,如各种应激、进食、运动、睡眠、饥饿、情绪波动、周围气温、光照、血循环中物质浓度等,但有主次之别。如胰岛素、胰高糖素等与血糖浓度很有关系; 醛固酮抗利尿激素等与Na+及水代谢有关,甲状旁腺、维生素D与钙磷代谢颇有关系,下丘脑神经激素精神活动及内分泌腺反馈调节颇有关系。总之,激素的释放是按多种因素之下的有规律的调节,其目的是使机体内环境维持更好的相对稳定性而使动物或人更好地适应内外环境的多变过程。如因某些刺激激素合成与释放过多,则可引起功能亢进症;如激素合成与释放受抑制,则可发生功能减退症。绝大部分甾体类激素、甲状腺激素(T4T3)释放入血循环后与血清中蛋白质结合成结合物而转运全身。

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5 激素灭能

大多在肝肾中进行,许多肽类激素经某些酶的作用分解,使肽链断裂或分开后失活,如胰岛素在肝脏中被谷胱甘肽转氢酶使-S-S-键氢化还原为还原型谷胱甘肽而A及B链分开,于是胰岛素失活,此AB二链再经蛋白质分解酶分解为氨基酸。此外,尚有许多组织中有谷胱甘肽转氢酶者均可使胰岛素灭能,包括胰、肾、肠、脾、肺、心、胸腺、脑、脂肪睾丸等组织。胰高糖素的灭能过程较不明确,在牛肝脏中有酶使N-基端失去丝氨酸谷氨酰胺二个氨基酸后可能是灭活的代谢过程。许多甾体类激素在肝脏中加氢还原,使A环上C4-C5间双键加氢及C3上酮基还原为-OH基,形成四氢衍化物后再与葡萄糖醛酸和硫酸基结合而经肾脏排出。甲状腺激素(T4、T3) 在周围组织中脱氨基及脱羧形成四碘甲腺醋酸或三碘甲腺醋酸,再经周围组织脱碘,经肝脏与葡萄糖醛酸结合后经胆汁排出。脱下的碘经尿排出,部分结合T4经肾脏时脱碘而排出。许多激素的灭活分解代谢尚未完全阐明,上述仅一般例子而已。

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6 激素代谢过程中的专业名词

6.1 产生率

指某个激素每日从内分泌腺体或组织产生的总量,如正常人每日产生T4 90μg,甲状腺功能亢进病人可产生T4300μg/d,约3倍于正常人; 正常人每日产生及从T4转化而成T3的量为30μg,甲状腺功能亢进病人可产生及转化T3200μg/d,约7倍于正常人。

6.2 分泌率

指某个激素从内分泌腺或组织每日 (或每小时)分泌到血循环的量,如胰岛素每日分泌率为24~48个单位。

6.3 清除率

指某个激素经某些脏器或全身后被灭活的百分比,如胰岛素经胰静脉入肝循环一次即被灭活40~50%,则在肝脏的清除率为40~50%; 经肾循环一次即灭活20~40%,则经肝肾一次可清除80~90%。

6.4 排出率

指某一激素经分解代谢,各脏器中灭能降解后从人体排出的百分比,如胰岛素从尿中排出者占分泌总量的0.1%,C肽为5 %;如以重量计,则每日氢化可的松皮质醇分泌率为12~30mg/而24小时尿中排出的17羟类固醇为4~12mg,约占分泌总量的30%。

6.5 半衰期(又称半寿期)

指某一激素分泌入血循环后从最高浓度下降一半时所需时间,如内生胰岛素为6~8分钟;如经静脉从体外注入者则为20分钟。T4的半衰期约6~7日(平均6.7日)。


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