激素
一、教学大纲基本要求
激素的概念，分类及作用特点。激素的分泌与控制，下丘脑分泌的激素，垂体分泌的激素，腺体分泌的激素。激素的作用机理、受体及特点，cAMP-Ca2+-钙调蛋白活化蛋白激酶途径，IP3、Ca2+-钙调节蛋白激酶途径，受体一酪氨酸蛋白激酶途径，细胞内受体途径。激素作用举例，肾上腺素，甲状腺素，胰岛素和胰高血糖素。
二、本章知识要点
（一）激素的概念
激素是由内分泌细胞合成和分泌，通过血液或胞外液运送到靶器官而使靶细胞产生生理效应
的一类活性物质。
（二）激素的分类
激素具有两种分类方法，一种是按来源分类，如分成下丘脑激素、垂体激素、甲状腺激素、甲状旁腺激素、肾上腺激素、胰岛激素、卵巢激素、睾丸激素等。另一种是按化学结构分类，通常分为四类:第一类:类固醇激素，如肾上腺皮质激素、性激素。
第二类:氨基酸衍生物激素，有甲状腺素、肾上腺髓质激素、松果体激素等。
第三类:多肽与蛋白质激素，如下丘脑激素、垂体激素、胃肠激素、降钙素等。
第四类:脂肪酸衍生物激素，如前列腺素。
（三）激素的作用机制
1、激素受体
蛋白质、多肽、类固醇和前列腺素几种激素分子通过不同的作用方式来实现其生理功能。蛋白质、多肽类激素以及前列腺素可与靶细胞质膜上的特异受体结合，改变质膜内侧的腺苷酸环化酶的活性。腺苷酸环化酶催化ATP转变为cAMP，cAMP携带着激素的信息完成激素所产生的各种生理效应。如果把激素看作是第一信息，那么，cAMP则可以被看作是第二信息或信使，cGMP，肌醇三磷酸，二酰甘油，钙离子也可能看成第二信使物质。类固醇激素是一类多环有机化合物，这类分子能够通过细胞膜屏障而进入细胞内，所以这类激素的特异受体不在细胞质膜上，而是在靶细胞内。类固醇激素与靶细胞质的受体蛋白形成激素－受体复合物，并向细胞核转移。这种激素和受体的复合物直接作用在染色质上，影响染色质特定部位的基因表达，从而控制蛋白质的合成和决定细胞的生长和分化。另外，cAMP依赖性蛋白激酶（PKA）的调节亚单位与cAMP结合之后，释放的催化亚单位可转位到细胞核，调控基因表达。甲状腺素可能可以直接进入细胞核发挥生理效应。由此可见，激素作用原理的研究已经成为分子生物学和分子内分泌学研究的重要领域之一。
2、激素的作用机制模式
激素的作用机制模式可人为地归纳为两种，即细胞膜受体模式和细胞内受体模式。
（1）细胞膜受体作用模式
激素的受体蛋白存在于细胞表面－—细胞膜上，激素与其受体结合使细胞内产生信息，这种信息促进或抑制某些特定的代谢过程。大部分激素以这种方式结合到靶细胞的细胞膜的受体上，形成激素—受体复合物，这种复合物再激活处于细胞膜内侧的G蛋白（一组传递多种激素刺激的小分子膜蛋白）。活化的G蛋白进一步触发腺苷酸环化酶的级联反应，产生cAMP等一系列生化物质，或是触发磷酸肌醇级联反应。另外，一些蛋白质激素（如某些生长因子）可以实质地结合到酪氨酸激酶的受体上，激活此激酶的催化活性，使受体本身的酪氨酸残基磷酸化，受体中酪氨酸的磷酸化又进一步促进酪氨酸激酶的活性。
①腺苷酸环化酶途径
激素与受体结合后，首先活化G蛋白，通过G蛋白与激素受体的偶联，将信息传递给腺苷酸环化酶(adenylatG cyclase)，然后，活化了的环化酶再触发一系列由cAMP介导的级联放大反应。凡有cAMP的细胞，都有一类能催化蛋白质产生磷酸化反应的酶，称为蛋白激酶。cAMP通过蛋白激酶，发挥它的作用。实际上，G蛋白参与许多种信号传导过程，信号传导过程在细胞膜上发生。这种作用反应快，通过生成cAMP 而立刻作用于机体组织。大部分含氮激素都以这种方式起作用，如肾上腺素及胰高血糖素。
cAMP在细胞中的作用受到cGMP的拮抗，此外，它在各种细胞中的作用还可能受两种细胞成分的影响，这两种成分是游离的钙离子及前列腺素。钙离子在某些情况下可增强cAMP的作用，而在另一些情况下却可减弱cAMP的作用。前列腺素则干扰或刺激腺苦酸环化酶对ATP的作用，从而减少或增加cAMP 的生成。
②钙及肌醇三磷酸作用途径
磷酸肌醇级联放大与腺苷酸环化酶级联放大一样，都可以将许多细胞外的信号转化为细胞内的信号，在许多种细胞内引起广泛的不同反应。激素通过结合到细胞表面的受体上，激活G蛋白，G蛋白开启磷酸肌醇酶(一种磷脂酶——磷脂酶C)的催化活性。这个级联放大的细胞内信使是磷酯酰肌醇4，5—二磷酸(PIP2)、肌醇l，4，5—三磷酸(IP3)和二酰基甘油(DAG)。磷酸肌醇酶催化下先产生二酰基甘油和肌醇三磷酸。二酰基甘油进一步活化蛋白激酶C，促使靶蛋白质中的苏氨酸残基与丝氨酸残基磷酸化，最终改变一系列酶的活性。肌醇三磷酸则作用于内质网膜受体，打开Ca2＋通道，升高细胞质内Ca2＋浓度，改变钙调蛋白(calmodulin，CaM)和其他的钙传感器(calcium sensors)的构象，使之变得更易于与其靶蛋白质结合，改变靶蛋白质的生物活性，从而完成激素的磷酸肌醇级联放大作用(phosphatidylinositiol amplification cascade)，在多种细胞内引起广泛的生理效应。通常，占据在PIP2分子中甘油的2—位上是一个二十碳的不饱和脂肪酸——花生四烯酸(arachidonate)。它是一系列前列腺素激素的前体。因此，由磷酸肌醇代谢途径产生的许多分子都具有信号作用。钙调蛋白具有螺旋—环—螺旋结构(EF－手构象)，是钙结合蛋白家族的成员之一。
③受体酪氨酸激酶途径
激素结合到具酪氨酸激酶活性的受体上，激酶被激活，受体的酪氨酸残基磷酸化，受体中酪氨酸的磷酸化又进一步促进酪氨酸激酶的活性。因此，激素多倍效应的调节，很可能是通过激素对所作用细胞的靶蛋白质(target proteins)中的酪氨酸残基进行磷酸化作用而实现的。胰岛素的作用就是如此。表皮生长因子(Epidermal growth factor,EGF)的作用也相类似。现在发现许多癌基因(Oncogenes)也如此，几种癌基因的蛋白产物或具有酪氨酸激酶活性或触发这个级联放大过程。
人们在对受体的基因、结构与功能，以及激素与受体的相互作用等方面的研究中，提出许多深入的问题，例如，胰岛素结合到受体的膜外部分上，再如何诱导受体膜内部分的酪氨酸激酶活性?活化的受体对靶细胞中哪一些蛋白质进行磷酸化修饰?这些磷酸化了的靶蛋白质如何具有多重的促生长效应和多重的代谢效应等等。目前这些问题仍然没有得到完全解答。
几种癌基因(oncogenes)也编码具有酪氦酸激酶酶活性的生长因子或受体。
（2）细胞内受体作用模式
固醇类激素的作用较慢(几小时甚至几天)，与前几种作用模式截然不同。它必须首先进入细胞，转移到细胞核，再与染色质作用。以这种作用机制发挥作用的激素的受体是可与DNA结合的某些蛋白质，这些蛋白质还能结合金属，一旦激素结合到受体上，受体就转变成—种转录的增强因子，也称转录增强物。使特定的基因表达。这类激素的原发效应是调控基因表达，而不表现为酶的激活。由于这种作用是通过基因转录形成mRNA而实现的，因此作用过程较慢。
固醇类激素(如雌二醇“、孕激素及皮质激素—糖皮质激素、醛固酮等)及少数含氮激素以这种方式作用于机体。
胰岛素的作用可能兼有两种方式，它对腮肌的作用极快，葡萄糖的通透性在几分钟内就增加，而对蛋白质合成则作用极慢，经过24小时才表现出刺激作用。
此外，前列腺素类和脑肽类激素的研究目前也已有不少报道，但对其作用机制的阐明仍然需要一定的时间。
(四)激素的分泌调控
从激素的调节控制来看，大部分含氮激素及全部固醇类激素都属于哺乳动物内分泌系统中的一个具有三级调节水平的体系。当接受到特异的神经信息后，首先，大脑底部的下丘脑分泌促释放因子及抑制因子——第一级激素，它们促进或抑制垂体前叶激素——第二级激素的分泌，如促肾上腺皮质激素（ACTH）、促甲状腺激素（TSH）及生长激素（GH）等，而这些促激素又作用于靶器官，使靶器官(内分泌腺)分泌各种激素——第三级激素，这些激素再作用于最终的靶组织细胞，调节物质代谢及生理功能。不属于此调控体系的多肽激素还有控制血钙、血磷及血糖的几种激素。
所有这些激素的分泌都不是按恒定或随意的速度进行的，而是受到严格控制，并十分短暂的。它们都是通过：1.上级内分泌腺对下级内分泌腺的控制调节；2．下级激素对上级激素的负反馈作用；3.酶的分步
剪裁调节；4.多元调控，在机体内有节制地分泌，从而对外环境(如寒冷、意外事故)作出反应，使内环境保持平衡。如调节Ca2+、Na+、血糖及血脂浓度变化、排卵、行经及泌乳等，以保证机体处于正常状态。体内激素在作用后通过排泄、代谢等而失活，周转十分迅速。
三、重点、难点
重点:激素的分类,激素的性质,激素的受体类型及特征，激素的作用机制及其信号途径。
难点:细胞膜受体，细胞内受体；氨基酸及其衍生物、蛋白质、多肽激素、固醇类激素的作用机制及其信号途径。
四、典型例题解析
例题7-1：按激素的来源可分为那些类型？
解：分成下丘脑激素、垂体激素、甲状腺激素、甲状旁腺激素、肾上腺激素、胰岛激素、卵巢激素、睾丸激素等。
例题7-2：按激素的化学结构可分为几类？
解：通常分为四类:
第一类:类固醇激素，如肾上腺皮质激素、性激素。
第二类:氨基酸衍生物激素，有甲状腺素、肾上腺髓质激素、松果体激素等。
第三类:多肽与蛋白质激素，如下丘脑激素、垂体激素、胃肠激素、降钙素等。
第四类:脂肪酸衍生物激素，如前列腺素。
例题7-3：哺乳动物内分泌系统的激素分泌受到三级水平的调节，其主要内容是什么?
解：内分泌系统和神经系统密切相关。激素的分泌在很大程度上受到神经系统的调节。首先是大脑皮层对下丘脑的调节，然后是下丘脑对垂体的调节，进而控制各内分泌腺体的激素分泌。各调控级别之间存在反馈调控。另外，激素靶器官受到激素调控后的反应产物对激素分泌具有负反馈作用。例如，胰岛素的分泌受到血糖水平的调节。近年来很多证据表明，免疫系统、神经系统与内分泌系统三者之间存在相互作用。
例题7-4：简述β肾上腺素促进糖原降解大致途径，并扼要说明蛋白激酶在该过程中的作用及生理调节意义。
解：β肾上腺素和一些靶器官细胞表面的受体结合后，可激活腺苷酸环化酶，导改作为第二信使的cAMP 的产生，接着再先后激活蛋白激酶和磷酸化酶激酶，后者使无活化的磷酸化酶b转变成为活化的磷化酶a,从而使糖原生成葡萄糖-1-磷酸,引发酵解代谢途径的启动。简单地说蛋白激酶的作用是信号转导的中介物。
例题7-5：关于葡萄糖促进胰岛β细胞分泌及合成胰岛素机理的研究概况如何?
解：用离体的大鼠胰岛做实验，发现葡萄糖的浓度为70-80(mg/m1)时，即可出现对β细胞的刺激作用；当浓度为300(mg/m1)时，刺激胰岛素合成和分泌的效力达到高峰。关于葡萄糖产生上述作用的机理，到目
前为止尚不十分清楚，但近年来有关这方面的研究有了一定的进展。
过去认为葡萄糖促进胰岛素合成和分泌的作用与其在β细胞中的代谢有关，因为葡萄糖代谢途径中的中间产物．如6—磷酸葡萄糖、1，6—二磷酸果糖、磷酸丙糖等都可以促进胰岛素分泌。还考虑到葡萄糖进入β细胞并不受其它因素的影响，因为β细胞象肝细胞一样可以允许葡萄糖自由通过。葡萄糖在β细胞中的代谢与其它细胞一样，其主要代谢通路的第一步即为葡萄糖的磷酸化，此反应是由己糖激酶催化的。后来发现葡萄糖的浓度不到10mg％时，该酶即已达到饱和状态，显然在生理情况下，葡萄糖促进胰岛素分泌作用与其在β细胞内通过糖酵解途径而代谢的关系不大。
目前认为在胰岛β细胞的质膜上有—种特殊的葡萄糖受体，这种受体在接受葡萄糖的刺激后，可以引起质膜结构的某些改变，并把葡萄糖的信息传递到细胞内，促进胰岛素的分泌。但是直到现在，对于这种受体的性质和作用原理还不十分清楚。最近还证明，葡萄糖促进胰岛素分泌与增加β细胞内cAMP的浓度有关，但葡萄糖对生成cAMP的腺苷酸环化酶和分解cAMP的磷酸二酯酶均无影响，故其增加cAMP的机理不明。
葡萄糖能增加胰岛素的合成是通过离体大鼠胰岛实验证明的，葡萄糖可以使合成前胰岛素的mRNA增加，这表咧葡萄糖也作用于蛋白质合成的翻译过程，其作用点可能是在翻译的起始步骤。
综上所述，葡萄糖促进胰岛β细胞分泌和合成胰岛素的机理虽有一些进展，但其某些环节尚不太清楚，有待今后更多的实验研究来阐明。
例题7-6：胰岛素为什么能降低血糖浓度?
解：胰岛素降低血糖浓度是通过下述五个方面来完成的。
(1)促进葡萄糖通过细胞膜：葡萄糖可以自由通过肝细胞膜，但通过心肌、骨骼肌和脂肪细胞时，需要通过膜上的糖载体系统，这个系统使细胞内外的葡萄糖加速平衡，但不能使糖逆浓度差而运动。胰岛素能加速葡萄糖进入这些细胞，这种作用在动物注射胰岛素后2—3分钟内即可出现，因此认为胰岛素可能与增加糖载体的传递速度有关，显然葡萄糖的运转速度是这些组织利用糖的限速步骤。
(2)促进葡萄糖磷酸化：葡萄糖在ATP的作用下，生成6—磷酸葡萄糖，是葡萄糖在体内利用的第一步。催化上述反应的酶在肝脏和肌肉略有不同。在肝脏主要为葡萄糖激酶所催化，因为肝细胞可以允许葡萄糖自由通过，所以该酶成为肝脏利用葡萄糖的第一个限速酶。实验证明，当胰岛素缺乏或饥饿时，该酶的活性降低，但给饥饿动物饲食或给糖尿病动物胰岛素后，经过大约六小时潜伏期，肝脏葡萄糖激酶的活性开始逐渐恢复。因此认为胰岛素能诱导此酶的合成．而使酶的活性增加。实验证明胰岛素确实可以促进与此酶合成有关的mRNA的产生。
在肌肉组织中，葡萄糖的磷酸化主要靠己糖激酶催化，其活性依赖6—磷酸葡萄糖浓度的调节，当6—磷酸葡萄糖的浓度升高时，己糖激酶被抑制，而细胞6—磷酸葡萄糖的浓度又取决于进一步氧化的速度。在胰岛素缺乏时，6—磷酸葡萄糖的氧化速度降低，于是其浓度升高，抑制了己糖激酶的活性，反之，给予胰岛素可使此酶的活性增加。
(3)促进葡萄糖的氧化：胰岛素除有促进葡萄糖磷酸化的作用以外，还影响其他两个与糖分解有关的反
应，即：
①6-磷酸葡萄糖磷酸果激酶1，6-二磷酸果糖
②磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸酶激烯醇式丙酮酸
反应①是糖酵解的限速步骤，而反应②则是糖酵解中一个重要的不平衡反应。胰岛素能诱导这两个酶的合成，当胰岛素缺乏时，两酶的活性降低，糖酵解受阻。
此外，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A也是糖氧化的一个重要反应，催化此反应的丙酮酸脱氢酶有可以互变的脱磷酸活化型与磷酸化的非活化型两种形式。动物实验证明，饥饿和糖尿病大鼠心肌中此酶多为非活化型，当喂饲或给予胰岛素后，可使非活化型转变成活化型，加速糖的氧化。
(4)促进糖原合成：糖原合成酶也有非活化型(称为糖原合成酶D)和活化型(称为糖原合成酶工)两种，它们也可以互相转变。在蛋白激酶的催化下，糖原合成酶I受ATP磷酸化而成糖原合成酶D；后者可受磷酸酶催化，水解释放出无机磷酸，重新生成糖原合成酶I。cAMP可激活蛋白激酶，而胰岛素能使cAMP)的浓度降低，故胰岛素能降低蛋白激酶的活性，可以防止活化型的糖原合成酶工型转变成无活性的D型，从而有利：于糖原的合成。
(5)抑制糖异生：胰岛素能对抗胰高血糖素、儿茶酚胺酚胺和糖皮质激素等对糖异生的促进作用，从而抑制糖的异牛：例如糖皮质激素可增加糖异生过程中的关键酶(葡萄糖-6-磷酸酶、果糖-1，6-二磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和丙酮酸羧化酶)的生成，胰岛素对这些酶则有阻抑作用。
例题7-7：试提出一种机制解释脂溶性激素也能提高靶细胞的cAMP的浓度。
解：有两种可能的机制：一种机制是此脂溶性激素的受体位于细胞膜上，通过Cs蛋白激活腺苷酸环化酶导致cAMP浓度升高；另一种机制是该脂溶性激素的受体仍处于细胞内，受体与激素二元复合物与DNA上的HRE结合，激活它下游基因的表达，被激活的基因就是腺苷酸环化酶，当腺苷酸环化酶表达以后，催化cAMP的合成。
例题7-8：G蛋白作为许多激素受体和效应器之间的中间接受体在细胞信息传导中发挥着极其重要的作用，试设计一个实验确定植物细胞中也含有这种蛋白质或类似的蛋白质。
解：(1)使用重组DNA技术，制备编码G蛋白。亚基或者编码与GTP结合的结构域的核苷酸序列，以此作为探针与目标植物的DNA杂交，确定有无同源的序列。(2)制备哺乳动物G蛋白的单克隆抗体，与目标植物细胞的抽取物保温，检测有无其交叉反应的植物蛋白。如果有，将其分离纯化，在体外进一步研究它的性质，比如能不能结合GTP。(3)将目标植物细胞的抽取物与百日咳毒素或霍乱毒素一起保温，寻找有无被ADP-核糖基修饰的蛋白质。
例题7-9：霍乱毒素是霍乱弧菌分泌的一种外毒素，它可导致人腹泻而使得人丢失大量边水分和Na+，严重可致死。试解释其中的生化基础并提出一种治疗霍乱的方法。
解：(1)霍乱毒素由1个A1亚基、1个A2亚基和4个B亚基组成，A1亚基和A2亚基之间通过二硫键相联，总的相对分子质量约为87KDa，在小肠上皮细胞的细胞膜上由它的受体(GMl，一种神经节苷脂)。霍乱毒素作用小肠上皮细胞的第一步是B亚基与受体的结合，随后A1亚基和A2亚基之间的二硫键被还原，A1亚基随即进入细胞内。在细胞内，A1亚基作为一种特殊的转移酶催化NAD+分子上的ADP—核糖基转
移到Gs蛋白α亚基的一个精氨酸残基上，酶促反应式为Gs-Arg+NAD+→Gs-Arg-Ribose-ADP+烟酰胺，Gs 蛋白的GTPase的活性由此丧失。由于小肠对水分的排泄依赖于Gs蛋白对AC的激活，因此Gs蛋白的GTPase活性的丧失必然导致AC的持续和过分活化，cAMP大量被合成，小肠会在短时间内丢失大量水分和无机盐，患者会出现严重的腹泻和呕吐症状，严重可致死。
(2)治疗霍乱首先是服用抗菌素杀死霍乱弧菌；其次是补充电解质。
例题7-10：与其他下丘脑组织分泌的激素不同的是，GRF(生长激素）释放因子最初是在一名支端肥大症患者体内的胰腺组织中发现的。该患者的胰腺已发生了痛变，试问：(1)GRF与支端肥大症的发生有什么关系?(2)正常的个体的胰腺组织并不合成和分泌GRF，为什么癌变的胰腺组织会合成并分泌GRF'?(3)怎样证明下丘脑组织也分泌GRF?
解：(1)成年人体内GRF浓度异常升高，导致生长激素的异常分泌。而生长激素的异常分泌必然导致成年个体得肢端肥大症；
(2)胰腺组织发生癌变，其基因表达样式产生变化，本来不能表达的基因开始表达，GRF从不表达开始表达；
(3)从癌变的胰腺组织中纯化GRF，用纯化的GRF免疫动物，制备GRF的抗体，检测下丘脑组织对于这种抗体有无反应。
例题7-11：与G蛋白偶联的受体相比，通过固醇类激素受体或与离子通道偶联的受体作用的信号传导系统要简单，其下游的成分也少。试问这样的系统也会产生放大效应吗?
解：通过固醇类激素受体或与离子通道偶联的受体作用的信号传导系统也会产生放大效应，就通过固醇类激素受体作用的信号传导系统来说，一个固醇类激素分子与其受体结合后，直接与DNA上的相应的HRE结合，而启动某个特定基因的表达，然而一个基因并不是只转录一次，而是可转录多个拷贝，同样一个转录物可翻译成多个蛋白质分子，这实际上就是一种放大效应；一个离子通道开放后，可允许多个离子进出细胞内外，这也是一种放大效应。
例题7-12：细胞内有X和Y两种物质，它们在细胞内被合成的速率都是每个细胞每秒合成1000
个分子；但两者的降解的速度并不相同：X分子降解的比较慢，每一个分子平均只能存活100秒，而Y分子降解的速度为X的10倍。
(1)计算细胞内X和Y两种分子的数目。
(2)如果X和Y合成的速率突然增加到每个细胞每秒合成10000个分子(降解速度不变)，那么在一秒钟后，一个细胞有多少X和Y分子?
(3)你认为哪一个分子更适合被用于快速的信号传递?
解：(1)一个细胞内X和Y两种分子的数目分别是100000个和10000个。
(2)如果X和Y合成的速率突然增加到每个细胞每秒合成10000分子(降解速度不变)，一个细胞内X
和Y分子将分别变为110000个和20000个。
(3)Y分子更适合被用于快速的信号传递，因为它的浓度更容易发生变化。
五、单元自测题
（一）名词解释
1.自分泌,
2.旁分泌,
3.内分泌,
4.细胞内自分泌,
5.外激素,
6.激素受体,
7.下降调节,
8.上升调节,9.激素协同效应,10.激素对抗,11.级联放大反应
（二）填空题
1．甲状腺激素包括、两种；在生理活性方面大于；它们是以和为原料合成的。
2．雄激素都是19碳类固醇，具有雄激素生物活性的物质有多种，最重要的有，，，四种，其中活性最高的是，从结构上看，其活性高的原因是因为在17位碳上存在。
3.下丘脑分泌的激素有多种，其中与甲状腺有关的是。与肾上腺皮质有关的是。与性腺
有关的是。
4．腺垂体分泌七种激素，它们是，，，，，
，。
5．神经垂体分泌的二种激素是，。
6.胰岛素的降解主要在和进行。
7．胰高血糖素是由细胞分泌的，它是由种氨基酸组成的肽。
8．已发现，属于，，类激素都是通过细胞膜受体起作用的；而和所有的激素是通过细胞内受体起作用的。
9．激素的一种更广泛的定义是指，根据溶解性质，激素可分为和两类。所有的固醇类激素都是由合成来的。
10．对于高等动物来说，分泌激素的细胞被称为，受激素作用的细胞被称为。根据这两种细胞之间的距离，动物激素可分为、和三类。
11．生长因子是指。
12．激素作用具有的特异性与有关。
13..胰岛素的受体具有酶的活性，心房肽的受体具有酶的活性，转移生长因子—p(TGF-p)的受
体具有酶的活性。
14.已发现的第二信使有、、、、、和等几种。
15.水溶性激素的受体通常在上，而脂溶性激素的受体通常在。
16．能够促进血糖浓度升高的激素有、和。
17．已发现植物激素主要有、、、、、和。
18．脂溶性激素的细胞质受体在无配体时通常与结合在一起。
19．根据激素受体的结构与功能，激素的细胞膜受体可分为、、和等几类。20.多数细胞膜受体是蛋白，因此在对它们进行定性是需要使用去垢剂来增溶。
21．分离胰岛素或肾上腺素受体最有用的方法是。
22．激素与其受体结合有、、、和等特征。
23．大多数多肽激素是通过激活靶细胞膜中酶，增加的合成，从而激活。
24．昆虫从卵到成虫的几个阶段，都受和两种激素的协调作用控制，而它们本身又受调节
25．胰高血糖素和肾上腺素，两者都是通过的蛋白激酶系统促进糖原分解的，但是胰高血糖素靶组织主要是。
(三)选择题
1.下列五对激素，哪一项激素对不是拮抗的?
A抗利尿激素—催产素
B胰岛素一胰高血糖素
C促黑色素细胞激素一退黑激素
D降钙素一甲状旁腺素
2．在胰岛素生理浓度条件下，下列哪种代谢过程是增强的?
A.尿生成作用
B蛋白水解作用
C蛋白质合成作用
D糖原分解作用
3．下列激素对中，在化学结构上互相差别最小的激素是哪一对?
A胰岛素一胰岛素原
B催产素一抗利尿激素
C可的松一生长刺激激素
D促甲状腺激素一催产素
4．下列激素哪个不是在哺乳动物脑垂体前叶合成的?
A.生长激素
B抗利尿激素
C促黄体生成激素
D促卵泡激素
5．饥饿状态时，血或组织中的下列哪种物质含量可能降低?
A糖原B胰高血糖素C肾上腺素D去甲肾上腺素
6．下列关于激素的叙述哪项是错误的?
A可以影响酶的合成
B可以作为酶或辅酶
C可以影响酶的催化速度
D通过调节起始过程而起作用
7．生长抑制剂(GHIH)是：
A39肽B9肽C14肽D3肽
8．体液中激素的含量甚微，一般蛋白质类激素的浓度(mol/L)为：
A10-9—10-12B10-12—10-15C10-15—10-18D10-3—10-6 9．下列哪一种激素不是以cA MP作为第二信使的?
A FSH
B LH C胰高血糖素D雌二醇
10．下列哪一种激素能够促进脂肪分解?
A胰岛素B胰高血糖素C睾酮D雌二醇
11．下列哪一种激素能够促进蛋白质合成的作用?
A睾酮B雌三醇C甲状腺素D肾上腺素
12．维持女性第二性征活性最高的激素是：
A雌酮B孕酮C雌三醇D雌二醇
13．雄激素中生物活性最高的是：
A脱氢异雄酮B雄烯二酮C睾酮D雄烯三酮
14．在食物及饮水中缺碘，可引起：
A组织耗O2量增加
B基础代谢增加
C神经系统兴奋性增加
D血浆促甲状腺素(TSH)增加
15．甲状腺素分泌过少时，会发生：
A.组织耗氧量增加
B.促进细胞发育、分化
C出现呆小症或粘液性水肿
D神经系统兴奋性增加
16．促进神经系统发育最重要的激素是：
A糖皮质激素B生长素C盐皮质激素D甲状腺素
17．第一个被发现的激素是
A胰岛素B胰高血糖素
C肠促胰液肽D肾上腺素
18．以下激素除了哪一种例外，都是糖蛋白?
A LPH
B LH
C HCG
D TSH
19．不同的细胞对同一种第二信使产生不同的反应是因为不同的细胞具有A不同的受体B不同的酶组成
C不同水平的磷酸二酯酶D不同的G蛋白
20．肾上腺素通过其ol受体发挥作用可产生几种第二信使?
A2种，都是直接产生B3种，其中2种直接产生，1种间接产生
C3种，都是直接产生D2种，其中1种直接产生，1种间接产生21．能够显示低血糖水平的激素是
A胰高血糖素B胰岛素
C肾上腺素D甲状腺素
22．甲状腺素是哪一种氨基酸的衍生物?
A Thr
B Trp
C Tyr
D Phe
23．激素对靶组织的专一性效应主要取决于
A受体的有无B受体的活化C受体量的多少D受体的结构24．在动物体内低浓度的激素就能引起显著的生理作用，是由于
A靶组织中受体含量多
B激素与受体的高亲和力结合作用
C联级的生化放大作用
D提高了酶活力
25．雄激素对物质代谢最显著的一项重要作用是
A促进肝脏糖原分解
B增加脂肪贮存
C钾、钙、磷等物质的吸收
D加强蛋白质的同化作用
26．激素与受体的结合有高度特异性，这是由于
A两者结合亲和力高
B可逆性的非共价键结合
C两者分子上有专一的结合位点
D激素的结合量与生物效应有正比关系
27．甾体激素生化信息的传递首先需通过
A信使RNA
B染色质非组蛋白蛋白质组份
C第二信使cA MP
D细胞内特异受体
28．胰岛素对代谢的影响是多方面的，它能
A增加糖原分解
B增加蛋白质和糖原的合成
C促进脂肪分解
D引起细胞内cA MP增加
（四）是非题
1．肾上腺素既可以产生“快反应”，又可以产生“慢反应”。
2．胰高血糖素的受体是一种糖蛋白。
3．GRIF既是一种内分泌激素，又是一种旁分泌激素。
4．甲状腺素是由酪氨酸直接转变而来。
5．脂溶性激素的受体实际上是一种反式作用因子。
6．表皮生长因子的作用不需要G蛋白。
7．胰岛素是一种蛋白质，而胰高血糖素则是一种多肽。
8．3，5—环化腺苷酸(cAMP)是一切激素的第二信使
9．激素是通过膜受体引发生物效应的
10．各种激素都需通过细胞膜表面受体的结合作用才能产生生物效应11．胰高血糖素具有增高血糖含量的效应，和肾上腺素的效应相同12．甲状旁腺素的生理效应是调节钙磷的正常代谢，降低血钙
13．激素与受体结合作用的特点是具有高亲和力的共价键结合
14．雄激素睾酮是雌激素雌二醇的前体
15．激素与靶细胞中特异受体的结合亲和力很高，但大多是一种可逆反应16．促性腺激素先作用于靶细胞内的受体，然后激活腺苷酸环化酶17．生长激素是由垂体前叶分泌的含糖基的单链蛋白质
18．乙烯是一种植物激素
19．胰岛素受体和表皮生长因子受体都是一种酪氨酸激酶
20．脂溶性激素的受体实际上是一种反式作用因子。
（五）简答与计算
1．糖皮质激素为什么能使血糖浓度升高?
2.醛固酮促进肾远曲小管上皮细胞排钾保钠的机制是什么?
3．生长素抑制激素(GHIH)的结构是什么?由何处分泌的?有哪些生理作用和临床应用?
4．生长素对糖代谢有何影响?
5．什么是第二信使学说?如果你在研究某种激素的作用机理的时候，你得到一种小分子物质，你如何证明它是一种新的第二信使?
6．试用激素分泌的反馈机制解释缺碘是怎样导致患者得地方性甲状腺肿大的?
7．Melitin是发现在蜂毒中的一种磷脂酶A2的激活剂，试解释当人被蜜蜂叮过以后，如何导致被叮咬的地方出现炎症反应的。
8．列举多肽激素以非活性前体的形式被合成的好处。
9．试设计一个实验分离纯化前列腺素的受体。
10．马拉松运动员在赛跑之前需要最大限度地进行碳水化合物的贮存，以维持在长时间比赛中对能量的需求。教练通常要求运动员在比赛之前摄人大量的糖。为什么摄人淀粉比直接摄人简单的糖更合理? 11．原则上说来肾上腺素的生理效应可以通过将cAMP加入到靶细胞来模拟。但实际上，cAMP加入到完整的靶细胞后，仅仅能诱发很小的生理效应。然而当加入cAMP的衍生物双丁酰cAmP时，其生理效应十分明显，为什么?
12．为什么细胞使用Ca2+(细胞内的浓度是10-7mol/L)而不是使用Na+(细胞内的浓度为10-3mol/L)作为第二信使?
六、参考答案
(一)名词解释
1.自分泌：细胞分泌的激素只能对自身或同类细胞发生作用。
2.旁分泌：部分细胞分泌的激素，可通过扩散作用于邻近的其它细胞。
3.内分泌：由内分泌细胞合成和分泌激素，通过血液或胞外液运送到靶器官而使靶细胞产生生理效应。
4.细胞内自分泌：一些激素分子中没有信号肽，在细胞内合成后不能分泌到细胞外，只能留在细胞内。
5.外激素：从体内分泌或排出的激素，通过空气或水传播到远方，引起同种动物的行为和生理效应，
这类物质称外激素。
6.激素受体：可以捕获激素，并使激素产生生物学效应的存在于靶细胞膜或细胞内的蛋白质。
7.下降调节：细胞膜受体的数目不是固定不变的，受激素浓度和细胞代谢的影响，使受体数下降的称
下降调节。
8.上升调节：细胞膜受体的数目不是固定不变的，受激素浓度和细胞代谢的影响，使受体数增加的效
应称上升调节
9.激素的协同效应：部分受体与激素结合后，可影响邻近受体与激素的亲和力，这种作用称激素的协
同效应作用。
10.激素对抗：当细胞膜受体数目减少，或激素亲和力下降同时并存时，即发生对内、外源激素不敏
感和生理最大效应降低的现象，这种现象称激素对抗。
11.级联放大反应：激素作为第一信使与细胞膜受体结合，通过G-Protein的结构变化而引起膜内侧腺
苷酸环化酶（AC）的活化，使cAMP升高，cAMP促进蛋白激酶磷酸化，使激素信号放大的
作用称级联放大反应。
（二）填空
1．T3T4T3T4碘酪氨酸
2．睾丸酮脱氢异雄酮△4-雄烯二酮雄酮睾丸酮β-羟基
3．促甲状腺素释放激素促肾上腺皮质激素释放激素促性腺激素释放激素
4．促肾上腺皮质激素黑色素细胞刺激素生长素催乳素促黄体生成激素(女)及促间质细胞素(男)促滤泡素促甲状腺激素
5．加压素(抗利尿激素)催产素
6．肝脏肾脏
7．胰岛a细胞1629
8．肽类蛋白质类儿茶酚胺类甲状腺素类固醇类
9．细胞之间传递信息的化学物质脂溶性水溶性胆固醇
10．内分泌细胞靶细胞内分泌激素旁分泌激素自分泌激素
11．能够促进细胞生长和分裂的一类物质
12．高度特异性的受体有关
13．酪氨酸蛋白激酶鸟苷酸环化酶Ser/Thr蛋白激酶
14．cAMP cGMP DG IP3Ca2+神经酰胺(Cer)花生四烯酸
15．细胞膜细胞内(包括细胞质和细胞核)
16．肾上腺素胰高血糖素糖皮质激素
17．生长素细胞分裂素脱落酸赤霉素乙烯油菜素内酯水杨酸
18．热激蛋白90(HSP90)
19．G蛋白偶联的受体受体酶离子通道与酶偶联但本身缺乏酶活性的受体
20．整合蛋白
21．亲和层析
22．高亲和性特异性可逆性饱和性产生强大的生物学效应
23．腺苷酸环化cAMP蛋白激酶
24．保幼脱皮脑
25．依赖cAMP肝脏
（三）选择题
1．A2．C3．B4．B5．A6．B7．C8．A9．D10．B11．A
12．D13．C14．D15．C16．D17．C18．A19．B20．B21．A 22．C23．D24．C25．D26．A27．D28．B
（四）是非题
1．对。2．错。3．对。4．错。5．对。6．错。7．对。8．错。9．错。10．错。11．对。12．错。13．错。14．对。15．对。16．错。17．错。18．对。19．对。20．对。
（五）问答与计算
1．糖皮质激素具有升高血糖的作用，这是通过调整体内各组织中糖、脂肪和蛋白质的代谢来实现的。实验证明，血糖升高的原理是：①动物注射皮质醇后]5—30分钟内，即可见外周组织如脂肪组织、皮肤、结缔组织、淋巴组织和骨骼肌等对血糖的摄取降低，以致血糖的利用减少。②上述外周组织对血中氨基酸的摄取能力也随之降低，蛋白质合成减少而分解增加，以致较多的氨基酸进入肝脏，用于糖异生。③糖皮质激素与儿茶酚胺、胰高血糖素等协同，可促进脂库中脂肪的动员，使血浆中甘油和游离脂肪酸的浓度增高，甘油进入肝脏后也是糖异生的原料，脂肪酸则可以成为肝脏合成糖原、蛋白质的能量来源。④糖皮质激素可诱导肝脏中参与糖异生的酶的合成，动物实验证明，注射皮质醇后，可使肝脏中丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPGK)、果糖—1，6-二磷酸酶、葡萄糖-6-磷酸酶以及糖原合成酶等活性明显升高，其中以PEPGK最为显著，它是氨基酸向糖转变过程中的关键酶。
2．关于醛固酮潴Na+作用的机制，目前认为醛固酮能与肾远曲小管上皮细胞液中的受体结合，后者将醛固酮带入细胞核，作用于DNA，引起某种特异mRNA的合成，mRNA转移到细胞液中，再翻译生成醛固酮诱导蛋白(AIP)。AIP可能是一种通透酶，增强肾小管管腔面细胞膜对Na+的通透性，使原尿中的Na+进入肾远曲小管上皮细胞内，并向血液转运。实验证明，当Na+重吸收后，可引起肾小管上皮细胞和肾小管管腔之间的电位差加大，此电位差促进K+和H+的排出，可见醛固酮保钠的作用是原发的，而钾的排出是被动的。
3．生长素抑制激素的结构目前已完全搞清，它是一个十四肽：
GHIH主要由弓状核，腹内侧核，视前区等部位的神经原分泌，近年来又发现胰岛的δ细胞和胃肠道的D细胞也能分泌GHIH。
GHIH的生理功能十分广泛，它不仅抑制生长素的释放，还可抑制多种垂体激素的分泌，如抑制促甲状腺激素的分泌，抑制促甲状腺激素释放激素对垂体分泌促甲状腺激素的作用，并抑制某些肢端肥大症病人血浆催乳素的水平。GHIH还能抑制胰岛素的基础水平和各种刺激因素引起的胰岛素分泌。对胰高血糖
素的抑制作用比对胰岛素强20倍，而且也能抑制各种因素对胰高血糖素分泌的刺激作用。GHIH还可抑制胃肠道的G细胞分泌胃泌素和S细胞分泌胰泌素，甚至对胃液的分泌也有直接抑制作用。可以说GHIH是体内许多激素分泌的抑制激素。
因此，临床上可利用GHIH治疗许多疾病：
(1)治疗因生长素分泌过多引起的肢端肥大症。
(2)由于糖尿病常伴有胰高血糖素和生长素的升高，后者与糖尿病的血管病变似乎有一定关系，故GHIH 不但有利于降低血糖，控制酮中毒，降低胰岛素的作用，而且还有利于防止血管病变。
(3)GHIH还可用于治疗胰岛Q细胞瘤(胰高血糖素分泌过多)。
(4)治疗胃肠道G细胞或胰岛6细胞的胃泌素瘤。
(5)因GHIH可直接抑制胃液的分泌，故可用于治疗胃酸过多和溃疡病。
4．生长素对糖代谢的影响有“胰岛素样”和“抗胰岛素”两种作用。胰岛素样作用出现的时间较早，一般在静脉注入生长素后，20分钟内血糖含量开始降低。生长素虽然对胰岛素的分泌有影响，但这时胰岛素的含量并不升高，所以降低血糖的作用并不是由胰岛素引起的，而是生长素能增加细胞膜的通透性，使脂肪组织和肌肉组织摄取葡萄糖的量增加，并能促进糖的氧化和使糖转变成脂肪酸，这些都是血糖迅速降低的原因。生长素抗胰岛素作用出现时间较迟，在动物注射生长素3.5小时后，才发现脂肪组织氧化葡萄糖、丙酮酸、果糖的能力降低。产生这种抑制作用的原因并非由于细胞膜的通透性降低，而是生长素通过合成某种特殊的mRNA，以合成某种蛋白质，后者能使生长素的胰岛素样作用消失，同时使一些物质的氧化受到抑制而表现抗胰岛素作用。
5．水溶性激素不能自由地通过细胞膜，它们的受体位于靶细胞的表面。当它们与靶细胞膜上相应的受体结合后，形成的激素和受体复合物通过某种手段激活定位在细胞膜内侧的特定的酶，从而导致某些小分子物质的合成。这些小分子物质被释放到细胞质中之后可代替原来的激素行使功能。如果把激素本身看成是第一信使(first messenger)，那么，被合成的小分子物质可以看成是第二信使。如果发现一种新的小分子物质，可以根据以下几个标准判断它是否是一种第二信使：(1)这种小分子物质能否模拟所研究的激素发挥作用；(2)抑制该小分子降解的物质是否能够延长激素的作用时间；(3)小分子物质的类似物能否模拟激素的作用。
6．甲状腺素对下丘脑分泌TRF和脑垂体前叶分泌TSH均有反馈抑制作用，碘的缺乏导致甲状腺素不能正常地合成，TRF和TSH失去反馈控制，因而两者的浓度必然提高，特别是TSH，直接作用于甲状腺，促进甲状腺细胞的分裂，最终导致甲状腺的肥大。
7．磷脂酶A2的作用部位是磷脂分子2号位C原子上的脂酰基，由于2号位C原子相连的脂酰基通常是花生四烯酸，因此当磷脂酶A2被melitin激活以后，花生四烯酸被释放出来，而花生四烯酸为前列腺素的前体，所以melitin最终激活前列腺素的合成。前列腺素直接与动物体局部的炎症相关。
8．多肽激素以前体的形式被合成有以下几个方面的好处：(1)贮存；(2)激素活性的调节(3)多肽链正确的折叠；(4)信号肽序列帮助多肽或蛋白质的正确定向和分检。
9．前列腺素是花生四烯酸的衍生物，是相对疏水的，它的受体很可能位于细胞内。制备前列腺素靶细胞的抽取物，将其与前列腺素一起保温，检测能够与前列腺素结合的蛋白。但是某些前列腺素通过第二信使发挥作用，它们的受体可能在细胞膜上，这时可以按照分离膜受体的方法进行。
10．直接摄入单糖和其他简单的糖类会在短时间内引起血糖浓度的升高，血糖浓度升高刺激胰岛素的分泌。由于胰岛素促进合成代谢，因而它倾向于阻滞能量的动员，不利于运动员在长时间的比赛中利用能量。
11．cAMP是一种高度极性的小分子，很难通过细胞膜，进入细胞内发挥作用。而它的衍生物双丁酰cAMP由于引入了疏水的烷基使得它能够轻易的通过细胞膜进入细胞内发挥第二信使的作用。
12．细胞使用ca2+(细胞内的浓度是10-7mol/L)而不是使用Na+(细胞内的浓度为10-3mol/L)作为第二信使是因为钙离子浓度非常低，只要有少量的钙离子的进入就可以造成它的浓度发生较大的变化，相比钠离子浓度变化就相对不敏感。这样使用钙离子作为第二信使就容易准确地传递信息。打个比方：如果你的银行帐户本来只有1元钱，但它增加到2元的时候，你的财富尽增加了100％；而如果你本来有1000元的话，当同样增加1元后，你的财富只增加了0.1％。