下丘脑-垂体-甲状腺轴激素
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高中生物甲状腺激素分泌的分级调节及激素调节的特点1.甲状腺激素分泌的分级调节(1)三级腺体:a.下丘脑、b.垂体、c.甲状腺。
(2)三种激素:甲——促甲状腺激素释放激素;乙——促甲状腺激素;甲状腺激素。
(3)两种效果:“+”“-”分别表示促进、抑制。
2.分级调节(1)概念:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
(2)分级调节轴①下丘脑—垂体—甲状腺轴;②下丘脑—垂体—性腺轴;③下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴。
意义:分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
拓展延伸激素分泌的分级调节与反馈调节模型(1)分级调节:下丘脑能够控制垂体,垂体控制相关腺体,这种分层控制的方式称为分级调节。
(2)反馈调节:甲状腺、性腺或肾上腺分泌的激素进入血液后,又可反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌,属于反馈调节。
3.激素调节的特点(1)通过体液进行运输。
(2)作用于靶器官、靶细胞。
激素选择靶细胞,是通过与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特异性结合实现的。
(3)作为信使传递信息。
激素一经靶细胞接受并起作用后就灭活了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
(4)微量和高效。
(1)在甲状腺激素分泌的反馈调节中,下丘脑和垂体细胞是甲状腺激素的靶细胞( √)(2)垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺( ×)(3)被阉割的动物血液中的促性腺激素含量将降低( ×)(4)甲状腺激素不能影响神经系统的活动( ×)(5)激素只运输给靶器官、靶细胞( ×)(1)运动员注射性激素会导致性器官萎缩,甚至失去生育能力。
因为性激素过多,会通过反馈调节抑制垂体分泌促性腺激素,该激素可以促进性器官的发育。
(2)激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是调节生命活动的信息分子。
考向一激素分泌的分级与反馈调节过程分析11.(2020·北京东城区高三模拟)下图表示光暗信号通过视网膜→松果体途径对雄性动物生殖的调控。
生物技术进展2017年㊀第7卷㊀第6期㊀601~607CurrentBiotechnology㊀ISSN2095 ̄2341进展评述Reviews㊀收稿日期:2017 ̄05 ̄22ꎻ接受日期:2017 ̄07 ̄20㊀作者简介:左卫星ꎬ主治医师ꎬ主要从事甲状腺疾病临床及基础研究ꎮE ̄mail:303.2006@163.comꎮ∗通信作者:刘志民ꎬ主任医师ꎬ主要从事甲状腺疾病临床及基础研究ꎮE ̄mail:981857201@qq.comꎻ王超群ꎬ住院医师ꎬ主要从事甲状腺疾病临床及基础研究ꎮE ̄mail:wangcqvip@163.com参与下丘脑-垂体-甲状腺轴负反馈调控的分子元件研究进展左卫星1ꎬ㊀张志飞2ꎬ㊀刘志民3∗ꎬ㊀王超群4∗1.中国人民解放军第五四六医院ꎬ乌鲁木齐841700ꎻ2.潍坊医学院临床医学院ꎬ山东潍坊261053ꎻ3.第二军医大学附属长征医院ꎬ上海200003ꎻ4.第二军医大学附属长海医院ꎬ上海200433摘㊀要:下丘脑-垂体-甲状腺(hypothalamic ̄pituitary ̄thyroidꎬHPT)轴负反馈调节是维持血清甲状腺激素(thyroidhormoneꎬTH)水平稳定的最重要的机制ꎮ目前ꎬ普遍认为位于下丘脑室旁核(paraventricularnucleiꎬPVN)的促垂体区的促甲状腺激素释放激素(thyrotropin ̄releasinghormoneꎬTRH)神经元是HPT轴的核心调节区域ꎮ研究认为在血液循环中ꎬ不仅三碘甲状腺原氨酸(T3)参与HPT轴的负反馈调节ꎬ甲状腺素(T4)也可通过中枢神经系统伸长细胞的脱碘酶2(Dio2)催化脱碘来影响细胞中T3的可用性ꎬ从而参与其中ꎮ促垂体区的TRH神经元通过甲状腺激素转运体摄取循环中的THꎬ而TH进入PVN的TRH神经元或垂体促甲状腺区细胞核与甲状腺激素受体(TRs)(特别是TRβ2)结合后ꎬ可招募辅因子ꎬ共同参与相应靶基因的调控ꎮ此外ꎬ中枢神经系统伸长细胞表达的焦谷氨酰肽酶Ⅱ(PPⅡ)可降解释放的TRHꎬ从而影响不同甲状腺功能状态下到达垂体门静脉的TRH水平ꎮ综述了参与HPT轴调节的分子元件ꎬ以期为甲状腺功能或甲状腺轴异常疾病的科学研究及临床治疗提供参考ꎮ关键词:HPT轴ꎻ负反馈ꎻ甲状腺激素ꎻ脱碘酶DOI:10.19586/j.2095 ̄2341.2017.0048ReviewonMolecularComponentsParticipatingNegativeFeedbackRegulationintheHypothalamus ̄pituitary ̄thyroidAxisZUOWeixing1ꎬZHANGZhifei2ꎬLIUZhimin3∗ꎬWANGChaoqun4∗1.The546thHospitalofChinesePeople sLiberationArmyꎬUrumqi841700ꎬChinaꎻ2.ClinicalMedicalCollegeꎬWeifangMedicalUniversityꎬShandongWeifang261053ꎬChinaꎻ3.ChangzhengHospitalꎬSecondMilitaryMedicalUniversityꎬShanghai200003ꎬChinaꎻ4.ChanghaiHospitalꎬSecondMilitaryMedicalUniversityꎬShanghai200433ꎬChinaAbstract:Negativefeedbackregulationinthehypothalamic ̄pituitary ̄thyroid(HPT)axisprimarilyfunctionstomaintainnormalandcirculatinglevelsofthyroidhormone(TH).Hypophysiotropicthyrotropin ̄releasinghormone(TRH)neuronsintheparaventricularnucleus(PVN)ofthehypothalamusarebelievedtorepresenttheregulatorycoreoftheHPTaxis.Studieshaveshowedthatnotonlycirculatingtriiodothyronine(T3)ꎬtetraiodothyronine(T4)couldalsoregulateintracellularT3availabilitybytype2deiodinase(Dio2)intanycytesandresponsiblefornegativefeedbackregulationofhypophysiotropicTRH.THwastransportedintothehypophysiotropicTRHneuronsbyTHtransportersandboundtothyroidhormonereceptors(TRs)ꎬespeciallyTRβ2ꎬwiththerecruitmentofcoregulatorsbytheTRsꎬparticipatinginregulationofthecorrespondingtargetgene.InadditionꎬtanycyteshavebeenshowntoexpresspyroglutamylpeptidaseII(PPII)ꎬwhichdegradedTRHreleasingfromTRHneuronsandfurthermoreaffectedtheTRHconcentrationinportalbloodindifferentthyroidstates.Thisarticlesummarizedmolecular. All Rights Reserved.componentsofHPTaxisregulationꎬwhichwasaimedtoprovidereferenceforthescientificresearchesandclinicaltreatmentofthyroiddysfunctionorHPTaxisabnormalities.Keywords:HPTaxisꎻnegativefeedbackꎻthyroidhormoneꎻdeiodinase㊀㊀反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制ꎬ它对于机体维持稳态具有重要意义ꎮ在下丘脑-垂体-甲状腺轴中ꎬ血液循环中的甲状腺激素水平变化能反馈调节下丘脑释放的TRH和腺垂体分泌的促甲状腺激素(thyroidstimulatinghor ̄moneꎬTSH)ꎬ其涉及的信号通路精密而准确ꎬ因此ꎬ探究HPT轴调控的分子通路有助于明确下丘脑-垂体-甲状腺轴的中枢调控机制ꎬ可为临床上治疗甲状腺功能异常或甲状腺轴异常疾病提供理论基础ꎮ虽然HPT轴的反馈调节现象早已被发现ꎬ但其分子机制的研究仍在不断推进ꎮ故本文将对参与HPT轴中枢负反馈调控的重要信号分子(包括促甲状腺激素释放激素㊁脱碘酶㊁甲状腺激素转运体㊁甲状腺激素受体㊁辅因子㊁焦谷氨酰肽酶Ⅱ)进行综述ꎬ以期为相关研究提供参考ꎮ1㊀HPT轴中枢调控模式概述下丘脑室旁核(PVN)促垂体区的TRH神经元是分泌TRH的主要部位(图1)ꎮ先前的研究发现人的TRH基因的启动子区有3个负向甲状腺激素反应元件(TREs)ꎬ而甲状腺激素受体(TRs)能够以单体㊁同二聚体㊁异二聚体的形式与TREs结合ꎬ进而介导甲状腺激素对TRH靶基因的负反馈调控作用[1]ꎮ但HPT轴的调节不仅与循环中的TH水平相关ꎬ还需要多种分子的共同参与才能使循环中的TH进入中枢神经系统发挥调控作用ꎮ首先ꎬ甲状腺激素是由核受体介导发挥生物学效应的激素ꎬ甲状腺激素必须通过甲状腺激素转运体穿过血-脑和血-脑脊液屏障最终进入TRH神经元细胞核内才能发挥其调控作用ꎮ进入细胞后ꎬ其不同活性形式的三碘甲状腺原氨酸(T3)㊁甲状腺素(T4)相互转化受细胞(如伸长细胞)内脱碘酶(Dio)的调控ꎮ进入TRH神经元细胞核后ꎬ与大多数核受体一样ꎬ甲状腺激素对基因的转录调控还依赖于甲状腺激素受体及辅因子的参与ꎮ另外ꎬ伸长细胞表达的焦谷氨酰肽酶Ⅱ(PPⅡ)能降解释放的TRHꎬ从而影响不同甲状腺功能状态下到达垂体门静脉的TRH水平[2]ꎮ2㊀参与HPT轴反馈调控的分子元件参与HPT轴反馈调控的分子元件包括促甲状腺激素释放激素㊁脱碘酶㊁甲状腺激素转运体㊁甲状腺激素受体㊁辅因子㊁焦谷氨酰肽酶Ⅱ(表1)ꎮ2.1㊀促甲状腺激素释放激素下丘脑室旁核(PVN)的TRH神经元被认为是HPT轴的核心调节区域[3~5]ꎮ早有证据表明这些神经元的缺失会严重损害TSH分泌的调节[6]ꎬ即TRH在决定TSH生物活性中起着至关重要的作用[7~9]ꎮ成熟TRH是一种源自促甲状腺激素释放激素前体(pro ̄TRH)经激素原转化酶加工而来的三肽ꎬ通过正中隆起分泌到达垂体ꎬ刺激TSH的合成和释放ꎮTRH的转录[10ꎬ11]和翻译图1㊀HPT轴中枢调控分子模式图Fig.1㊀MolecularpatternofcentralmodulationinHPTaxis.206生物技术进展CurrentBiotechnology. All Rights Reserved.表1㊀参与HPT轴反馈调控的分子元件的比较Table1㊀ComparisonofrelatedmolecularcomponentsinvolvedinHPTaxisfeedbackregulation.分子元件主要类型主要部位作用方式意义TRH神经元TRH下丘脑室旁核(PVN)释放TRHꎬ影响TSH和TH的合成HPT轴的核心调节区域脱碘酶Dio2伸长细胞催化外环碘的脱碘作用ꎬ使T4转化为活性更强的T3影响局部T3的可用性甲状腺激素转运体MCT8TRH神经元和伸长细胞主动运输ꎬ消耗ATP影响TRH神经元对T3的摄取甲状腺激素受体(TRs)TRβ2PVN的TRH神经元和垂体促甲状腺区的细胞核内识别并结合靶基因启动子的TREs直接调控靶基因转录辅因子SRC ̄1NCoR1同TRs通过招募共激活因子或共抑制因子导致相应基因的转录增加或减少辅助参与TRs对靶基因的调控ꎬ影响HPT轴的调定点PPIIPPⅡ伸长细胞通过酶活性作用ꎬ降解TRH影响到达正中隆起的门静脉的TRH水平后处理[12]均能被T3所抑制ꎮ对下丘脑促垂体区TRH神经元的负反馈调节是保证循环中甲状腺激素水平稳定的重要调节机制[11]ꎮ当循环中甲状腺激素水平升高时ꎬTRH基因表达下降ꎻ而甲状腺功能减退时ꎬTRH基因表达增加[13]ꎮ研究表明甲状腺激素对TRH转录的调节相对迅速ꎬ在外源性甲状腺激素给药后5h内即可抑制PVN区TRH基因的转录[10]ꎮNikrodhanond等[8]的研究发现ꎬTRβ敲除小鼠的TH和TSH水平显著升高ꎬ而双敲除(TRβ㊁TRH均被敲除)小鼠比TRβ敲除小鼠显示出更低的TH和TSH水平ꎬ并且只有双敲除小鼠经丙硫氧嘧啶(PTU)处理35d后ꎬ其TSH不能反馈性升高ꎮ该研究表明TRH对TSH和TH的合成均很重要ꎬ在HPT轴的调节中占据主导地位ꎮ但在甲状腺功能严重减退㊁TRH较低时ꎬ垂体依然能够促进TSH的合成[8ꎬ14]ꎬ说明TH除了在TRH神经元水平上发生负反馈作用ꎬ还会在TSH的水平上进行调节ꎮ2.2㊀脱碘酶早期研究认为在循环中只有T3水平可影响HPT轴的负反馈调节ꎬ但Kakucska等[15]发现甲减大鼠循环中的T3水平恢复正常而不干预T4时ꎬ下丘脑PVN的TRHmRNA并未恢复正常ꎮ只有循环中的T3水平严重高于正常值时ꎬTRHmRNA的表达才降到正常范围内[16]ꎮ由此ꎬ研究者认为循环中T4在中枢神经系统中转化为T3是参与反馈调节机制的一个重要环节ꎮ甲状腺激素(TH)的激活或灭活是通过脱碘酶脱碘实现的ꎮ脱碘酶(Dio)包括3型ꎬ其中Dio1㊁Dio2主要催化外环碘的脱碘作用ꎬ使T4转化为活性更强的T3ꎻ而Dio3只能对内环碘脱碘ꎬ使T3㊁T4失活为T2和rT3ꎮ中枢神经系统主要表达Dio2和Dio3ꎬ其中ꎬDio2主要在漏斗核和正中隆突的神经胶质细胞及第三脑室细胞中表达ꎬ而Dio3主要存在于室旁核㊁视上核和漏斗核ꎮ脱碘酶能影响脑组织细胞内T3的可用性[17]ꎬ脑组织中的T4在Dio2催化下转换成活性更强的T3ꎮDio2缺乏时ꎬ尽管循环中T3水平正常ꎬ但下丘脑中T3含量会减少[17]ꎬ因此在下丘脑中发挥作用的T3至少部分是从局部T4通过脱碘酶转换而来的ꎮ而下丘脑脱碘酶主要在伸长细胞(tanycytes)中表达[18ꎬ19]ꎮ伸长细胞是位于第三脑室底部腹侧壁和正中隆起处室管膜上的特殊胶质细胞ꎬ是血和脑脊液之间的选择性双向转运通路ꎮ目前认为伸长细胞中的Dio2对HPT轴的动态平衡起着重要作用ꎮ尽管Dio2也存在于正中隆起和弓状核的星形胶质细胞(astrocytes)中[18]ꎬ但选择性敲除小鼠星形胶质细胞中的Dio2对TRH的反馈无明显影响[20]ꎬ说明星形胶质细胞在HPT调控中作用较弱ꎮ在中枢神经系统内ꎬDio3表达分布广泛ꎬ其表达能被T3所促进ꎬ而伸长细胞也可表达Dio3[21]ꎬ但是否在影响促垂体的TRH神经元的T3水平中起着重要作用尚不清楚ꎮ若循环中的T4水平和T3水平下降ꎬDio2的主要作用是保持脑区局部T3浓度稳定[22]ꎮ如在大脑皮质ꎬ甲状腺功能减退时会上调Dio2活性从而产生更多的T3ꎬ而甲状腺功能亢进时会下调Dio2活性[23]ꎮ因此ꎬ即使循环中的T4浓度在一个较宽的范围内变化ꎬ大脑皮层的局部T3浓度仍306左卫星ꎬ等:参与下丘脑-垂体-甲状腺轴负反馈调控的分子元件研究进展. All Rights Reserved.可保持不变[22]ꎮ伸长细胞中Dio2转录水平也受细胞内甲状腺激素的调控[24]ꎬ但是研究发现伸长细胞中Dio2基因表达的增加并不伴随着Dio2活性的增加[25]ꎮ虽然甲状腺功能减退导致大脑皮质Dio2活性以超过4倍的速度增加[26]ꎬ但对下丘脑内侧基底部(MBH)的Dio2活性没有影响[25]ꎮ另外ꎬ在碘缺乏的条件下ꎬ大脑大部分区域的Dio2活性增加而MBH的Dio2活性无改变[27]ꎮ由此可见ꎬ在MBH中甲状腺激素对Dio2转录后活性减弱ꎬ表明Dio2在这一区域的主要作用并不是为了是维持局部T3水平的稳定ꎬ而是有助于下丘脑接收外周甲状腺激素水平变化的信号ꎮ这一作用极为重要ꎬ因为稳定的下丘脑T3浓度反而会降低PVN的TRH神经元反馈调节的敏感性ꎮ此外ꎬ垂体促甲状腺区也可表达Dio2ꎬ其可直接调控TSH的合成[28]ꎮ目前已经证明可通过抑制Dio2来提高TSH水平ꎬ而无需依赖TRH水平表达的改变[29ꎬ30]ꎮ2.3㊀甲状腺激素转运体甲状腺激素必须通过甲状腺激素转运体进入细胞内才能发挥作用ꎬ位于细胞内的脱碘酶必须先将TH摄取入细胞才能发挥脱碘效应ꎮ由于甲状腺激素的高脂溶性ꎬ以前一直认为其可以直接扩散到细胞内ꎬ但近30年甲状腺激素的分子生物学研究显示:甲状腺激素主要通过甲状腺激素转运体进出细胞ꎮ甲状腺激素的摄取是消耗ATP的主动转运过程ꎮ也就是说ꎬ细胞内的T3㊁T4水平不仅依赖于脱碘酶ꎬ还与位于细胞膜上的甲状腺素转运体有关ꎮ目前ꎬ已知参与脑组织甲状腺激素运输的两个主要转运蛋白是非钠依赖性有机阴离子转运多肽1C1(OATP1C1)和单羧酸转运蛋白8(MCT8)ꎬ分别属于有机阴离子转运多肽(OATP)和单羧酸转运(MCT)家族[31]ꎮOATP1C1对T3和T4均具有较强亲和力ꎬ高度表达于血脑屏障㊁脉络丛和伸长细胞[32ꎬ33]ꎮOATP1C1敲除动物模型近年才被构建ꎮ研究显示OATP1C1敲除小鼠的HPT轴不受影响[34]ꎮ这表明OATP1C1在对TRH神经元的反馈调节中作用不大ꎮ相反ꎬ转运体MCT8主要表达于神经元(包括促垂体区TRH神经元)[35]和伸长细胞ꎬ其对T3亲和力强[35]ꎮ研究发现MCT8敲除小鼠或破坏小鼠MCT8表达会导致脑中T3的含量减少而TRH的表达增加[36~38]ꎬ可见MCT8在TRH神经元对T3的摄取起着重要作用ꎮ2.4㊀甲状腺激素受体T3进入TRH神经元后ꎬ它通过与甲状腺激素受体(TRs)结合发挥生物学效应ꎮTRs是配体依赖性受体ꎬ局部T3水平可影响TRs复合物与TREs的结合和解离ꎬ其通过识别并结合靶基因启动子的TREs来调节基因转录ꎮ但TRs在调节负向靶基因作用中是依赖于其DNA的结合能力还是其与转录因子的相互作用尚不明确ꎬTRs发挥负向调节的精确机制仍不清楚ꎮ甲状腺激素受体(TRs)由两个基因(TRα和TRβ)编码ꎬ但不同的剪接和转录起始位点可产生不同的亚型ꎮ其中TRα1和TRβ1分布广泛ꎬ而TRβ2的表达仅限于在特定类型的细胞如PVN的TRH神经元[39]和垂体的促甲状腺区[40ꎬ41]ꎬ被认为是参与HPT轴负反馈调节的主要受体ꎮ而有研究表明伴有TRβ位点基因突变的患者会表现出中枢TH抵抗ꎬ即中枢神经系统对TH的敏感性降低[42]ꎬ进一步论证了这一点ꎮ另外ꎬTRβ2表达受损的小鼠经PTU干预后ꎬTH水平下降而TRH和TSH水平上升ꎬ均体现了TRβ2在HPT轴负反馈调节中的重要作用[43ꎬ44]ꎮ2.5㊀辅因子TH结合TRs负向调节TRH和TSH亚基基因还需要辅因子的参与ꎮ辅因子(cofactor)(包括转录共激活因子和转录共抑制因子)是指与酶(酵素)结合且在催化反应中必要的非蛋白质化合物ꎮ辅因子并不直接与DNA结合ꎬ但可通过多种机制促进或抑制靶基因的转录ꎮT3存在时ꎬ其与TR结合形成复合物能促进招募共激活因子ꎬ正向调节基因的启动子ꎬ使相应基因的转录增加ꎻ而T3缺失时会有助于TR招募核受体共抑制因子ꎬ导致相应基因的转录减少ꎮ但TRs负向调控基因(如TRH和TSH亚基基因)表达的机制仍不清楚ꎮ体内试验显示ꎬ共激活因子SRC ̄1为T3诱导抑制TSH所必需的ꎬ而缺乏该共激活因子的小鼠血中的T4和TSH水平增加[45ꎬ46]ꎻ同样ꎬ小鼠表达的TRβ若不能正常招募SRC ̄1ꎬ则也有相同的表现[47]ꎮ若破坏TR与核受体共抑制剂NCoR1之间的相互作用ꎬ则有相反的效应ꎬ这表406生物技术进展CurrentBiotechnology. All Rights Reserved.明NCoR1对HPT的激活是必需的[48ꎬ49]ꎮ上述研究结果表明共激活因子和共抑制因子对负反馈机制至关重要ꎬ共激活因子和共抑制剂与TR的结合可能影响HPT轴的调定点ꎮ2.6㊀焦谷氨酰肽酶Ⅱ除了通过影响正中隆起的T3的可用性来调节TRH神经元的反馈ꎬ最近发现伸长细胞能表达焦谷氨酰肽酶Ⅱ(PPⅡ)ꎬPPⅡ能降解在正中隆起释放的TRHꎬ从而影响到达正中隆起的门静脉的TRH水平[50ꎬ51]ꎮPPⅡ是一种膜整合蛋白ꎬ由一个较小的N端胞内区和一个含有酶活性区域的细胞外结构域组成ꎬ其表达和活性受循环中TH的高度调控ꎮ有研究证明甲状腺功能亢进时ꎬ伸长细胞PPⅡ的表达量增加ꎬ从而减少到达垂体门静脉的TRH水平ꎬ参与HPT的反馈调节[50ꎬ52]ꎮ此外ꎬT3也可负向调节TRH所结合的特定细胞膜受体TRHR1的表达ꎬ降低其对TRH的敏感性[53~55]ꎮ由此可见ꎬT3不仅可以调控TRHmRNA的表达ꎬ还可以影响TRH的产生㊁降解及其受体表达ꎮ3㊀展望目前ꎬ对HPT轴负反馈调节的分子机制已有了更加深入㊁全面的了解ꎬ但仍有许多问题有待解决ꎮ循环中甲状腺激素水平的稳定是由其对PVN的TRH神经元的经典负反馈机制所调控ꎬ而这种调控机制非常复杂ꎬ目前认为此调控涉及的元件主要包括:脱碘酶㊁甲状腺激素受体㊁甲状腺激素转运体㊁辅因子㊁PPⅡ等ꎮ但这些引起定点改变的信号分子的通路仍有待进一步阐明ꎬ在生理条件下哪些因素会产生影响并如何精密调控HPT轴仍有待探究ꎮHPT轴整合机体内环境和外部信号ꎬ其调节机制是多水平而复杂的ꎬ进一步的研究HPT调控机制有助于阐明疾病引起HPT轴异常的机理ꎬ并为疾病提供可行的治疗方法ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]㊀HollenbergANꎬMondenTꎬFlynnTRꎬetal..Thehumanthyrotropin ̄releasinghormonegeneisregulatedbythyroidhor ̄monethroughtwodistinctclassesofnegativethyroidhormoneresponseelements[J].Mol.Endocrinol.ꎬ1995ꎬ9(5):540-550.[2]㊀Costa ̄e ̄SousaRHꎬHollenbergAN.Minireview:Theneuralregulationofthehypothalamic ̄pituitary ̄thyroidaxis[J].Endo ̄crinologyꎬ2012ꎬ153(9):4128-4135.[3]㊀NillniEA.Regulationofthehypothalamicthyrotropinreleasinghormone(TRH)neuronbyneuronalandperipheralinputs[J].Front.Neuroendocrin.ꎬ2010ꎬ31(2):134-156. 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促甲状腺激素的检测及其临床意义促甲状腺激素(TSH)是调控甲状腺细胞生长和甲状腺激素合成及分泌的主要因子,由垂体促甲状腺素细胞合成和分泌,并受甲状腺激素的负反馈性调节。
甲状腺功能改变时,TSH的波动较甲状腺激素更迅速而显著,是反映下丘脑-垂体-甲状腺轴功能的敏感指标。
因此,通过检测血TSH水平可以反映甲状腺功能状态,有助于甲状腺疾病的筛查、诊断、治疗效果评判和预后判断。
然而,由于早期建立的放射免疫法检测TSH含量只能确定正常范围的上限,临床上仅仅可以作为甲状腺功能减退症的诊断依据。
20世纪80年代后期,随着实验技术的迅猛发展,免疫放射分析法、化学发光免疫分析法及时间分辨免疫荧光技术的建立和运用,使得TSH检测的灵敏度显著提高,单一检测TSH水平已成为临床上开展甲状腺疾病筛查、诊断和治疗随访的有效工具。
一、 TSH的特性与检测方法TSH是糖蛋白类激素,由腺垂体合成分泌,分子量约为28000道尔顿,由α和β亚基非共价键结合组成。
其α亚基与腺垂体分泌的卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)以及胎盘分泌的绒毛膜促性腺激素(hCG)的α亚基相同,而β亚基彼此不同,从而具有不同的结合特性和生物学活性。
TSH受促甲状腺激素释放激素(TRH)刺激,在24小时均呈脉冲式分泌,正常分泌的脉冲幅度均值为0.6μU/ml,频度为1/1.8小时。
正常人TSH的分泌有节律性,高峰出现在午夜10时至凌晨4时之间,失眠可增加其峰值,而睡眠则降低其脉冲。
不仅如此,TSH的分泌尚有季节性变化,春天TSH浓度降低30%。
TSH在血中不与蛋白相结合,正常浓度是1~2ng/ml,其生物半衰期为90~130分钟,据此推算垂体分泌率是110μg/日。
鉴于血清TSH含量为对数正态分布,平均约1.3~1.4mU/L,其正常低限为0.3~0.5mU/L,高限为3.9~5.5mU/L。
若除外甲状腺过氧化酶抗体(TPOAb)阳性患者,TSH正常上限则有所降低。
一.填空题:1.β2-m RIA测定血或尿中β2-m含量可作为评定_________或________ 功能的灵敏指标。
2.血β2-mG 增高主要是______________损害引起;尿β2- mG 增高则主要是___________________损害引起。
3.癌胚抗原(CEA)放免检测主要用于对_____________ 的诊断,特别对_______________有较高的阳性率。
4.血清T3、T4检测中,诊断甲亢时检测________更为敏感,而在诊断甲低时检测________更有价值。
5、胰岛素测定主要用于_____________。
C-肽检测的优点是____________。
6、肾上腺皮质球状带分泌____________,束状带分泌___________。
7、血清铁蛋白(SF)是蛋白类肿瘤标志物之一,其临床应用主要用于____________和___________的辅助诊断。
8、人体内主要的雄性激素是_________________。
9、甲状腺是人体内重要的内分泌器官,主要功能是自血中摄取和浓聚_________,在下丘脑分泌的_____________和垂体分泌的______________的调节控制下合成____________。
10、正常成年女性月经周期中血清孕酮、雌二醇浓度有规律性起落,孕酮浓度以__________期最高,雌二醇浓度以_____________期最高。
11、胰岛素和C-肽测定主要用于_____________研究。
•接受胰岛素治疗的糖尿病崐患者,检测______________水平更能确切地反映胰岛β的功能。
12、雌二醇(E2)主要则由__________合成,少量由肾上腺分泌,妊娠三个月后主要由______________分泌。
13、皮质醇测定主要用于_______________的诊断经及单纯性肥胖与__________鉴别等方面14、病毒性肝炎的急性期、慢性活动期、肝硬化患者,有少数病例血清AFP值可以升高,个别病例甚至> 400ng/ml。
《下丘脑》知识解读及实例分析一、核心知识解读1、下丘脑是丘脑的一部分,不是脑干的组成部分,是内分泌活动的枢纽,机体存在下丘脑-垂体-内分泌腺的分泌轴。
如甲状腺、性腺、肾上腺的分泌活动都间接受到下丘脑的控制。
图1解读:图1中a为垂体,b为内分泌腺,c为下丘脑,“+”为促进,“-”为抑制;b→a 和b→c为负反馈调节,负反馈调节一定是抑制,但这种抑制作用会“增强”或“减弱”。
2、下丘脑有感受器的功能:下丘脑中有渗透压感受器、体温感受器等。
3、下丘脑有神经中枢功能:下丘脑中有体温平衡调节中枢、血糖平衡调节中枢、渗透压平衡调节中枢等。
4、下丘脑有传导功能。
下丘脑渗透压感受器接受刺激产生兴奋,并将兴奋传导刺激至大脑皮层产生渴觉。
5、下丘脑有内分泌细胞的功能。
下丘脑某些细胞能合成分泌抗利尿激素、促性腺激素释放激素、促甲状腺激素释放激素。
6、下丘脑有效应器的功能:接受刺激后可合成分泌抗利尿激素、促性腺激素释放激素、促甲状腺激素释放激素。
联系下丘脑-垂体-内分泌腺(反馈调节、分级调节)。
7、区分腺垂体与神经垂体(如下图)(1)腺垂体是人体内一种重要的内分泌腺,它负责分泌多种激素,如生长激素、催乳素、促甲状腺激素等。
(2)神经垂体主要是储存和释放激素(如抗利尿激素),但是没有分泌功能。
二、实例分析1、为了探究动物体内甲状腺激素分泌的调节机制,某同学设计了如下实验:实验原理:碘是合成甲状腺激素的原料。
甲状腺是合成、贮存、分泌甲状腺激素的器官。
材料用具:略。
方法步骤:第一步:取健康雄兔若干只,分别给每只兔子注射有放射性的碘溶液。
第二步:每隔一定时间用放射性测量仪分别测定每只兔子甲状腺中碘的放射量,记录并计算平均值。
第三步:3天后,将上述实验兔子随机平均分为A、B、C三组。
第四步:向A组注射一定量的无放射性的甲状腺激素溶液,向B组注射等量的无放射性的促甲状腺激素溶液,向C组注射等量的生理盐水。
第五步:每隔一定时间,分别测定三组兔子甲状腺中碘的放射量,记录并计算平均值。
第2节激素调节的过程一、教学目标(1)以人体血糖的平衡调节为例,说明激素反馈调节维持机体稳态的机制。
(2)以人体甲状腺激素分秘调节为例,说明激素分级调节机制及其意义。
(3)概括出激素调节的特点,分析激素调节的一般过程。
(4)运用激素调节原理分析与健康相关的实际问题(如滥用激素类药物等),说出以科学知识指导健康生活的重要性。
二、教学重点激素调节的过程与特点。
三、教学难点激素调节的过程。
四、课时安排2课时五、教学过程(一)新课导入教师图片展示马拉松长跑示意图:引导学生计算如果依靠血液中的葡萄糖运动员能跑多久?(0.7-1.1分钟)提问:(1)运动员长跑过程中,血糖浓度会大幅下降吗?(2)血糖可以通过哪些途径得到补充?(血糖正常浓度范围:3.9-6.1mmol/L)无论人体处于运动还是安静状态,血糖浓度总是维持在一定的水平,那么这是怎样实现的?血糖的相对稳定对机体的稳态有什么重要的意义?研究表明,血糖平衡的调节主要依靠激素的作用。
(二)讲授新课1、激素调节的实例: 血糖平衡的调节(1)血糖的概念:血液中的糖,主要是葡萄糖(可能还有少量果糖、半乳糖等)(2)血糖的①食物中糖类的消化、吸收(主要来源)(展示图片)来源:②肝糖原的分解(空腹血糖的重要来源)(展示肝糖原结构图)③脂肪酸等非糖物质的转化(东北虎食物中蛋白质和脂肪含量高)(3)血糖的①进入组织细胞氧化分解成CO2和H2O且释放能量(主要去向)去向:(场所:细胞质基质、线粒体)②在肝脏中合成肝糖原、在骨骼肌中合成肌糖原(不能分解成葡萄糖,只能分解成乳酸)③转化为非糖物质如甘油三酯(北京鸭的食物中都是谷物等糖类)(4)血糖的浓度:3.9-6.1mmol/L。
2、与血糖平衡调节有关的激素课件展示51页图3-3胰岛素:由胰岛B细胞(约占70%)分泌的蛋白质,作用的靶细胞是几乎全身的组织细胞。
胰高血糖素:由胰岛A细胞(约占20%)分泌的多肽,主要作用于肝脏细胞。
第2课时甲状腺激素的分级调节和激素调节的特点〖学习目标〗 1.分析激素的分级调节的过程和意义。
2.概括出激素调节的特点,分析激素调节的一般过程。
3.运用激素调节原理分析与健康相关的实际问题。
〖素养要求〗 1.生命观念:通过学习激素的分级调节和激素调节的特点建立稳态调节观。
2.科学思维:构建激素分级调节模型,进一步理解激素调节机理。
一、甲状腺激素分泌的分级调节1.调节过程(1)腺体:a.下丘脑、b.垂体、c.甲状腺。
(2)激素:A.促甲状腺激素释放激素、B.促甲状腺激素。
(3)作用:“+”表示促进、“—”表示抑制。
(4)调节:在甲状腺激素的分泌过程中,既存在分级调节,也存在反馈调节。
2.分级调节(1)概念:人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
(2)分级调节系统①下丘脑—垂体—甲状腺轴;②下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴;③下丘脑—垂体—性腺轴等。
(3)意义:分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
判断正误(1)血液中甲状腺激素水平降低会使促甲状腺激素释放激素的分泌减少()(2)垂体不但能分泌促甲状腺激素释放激素,而且能分泌生长激素()(3)所有激素的分泌都是通过下丘脑到垂体再到相应腺体来分级调节的()(4)所有的反馈调节都会使相关过程趋于平衡()〖答案〗(1)×(2)×(3)×(4)×关键点拨(1)正反馈:加强并偏离静息水平,如血液凝固、排尿排便、胎儿分娩等。
(2)负反馈:偏离后纠正回归到静息水平,在生物体中更常见,如体温调节、血糖调节等。
1.摘除大鼠的垂体,甲状腺将萎缩,甲状腺激素显著减少;如果给该大鼠注射垂体的提取物,可以部分地恢复甲状腺的大小,这说明了什么?〖提示〗垂体能分泌某种化学物质,促进甲状腺的生长发育和分泌甲状腺激素。
2.向动物静脉中注射下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素(TRH),可增加垂体分泌促甲状腺激素的量(TSH),这说明了什么?〖提示〗下丘脑分泌的TRH能促进垂体分泌TSH。