激素调节·激素的作用机制
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人体激素调节知识点总结激素是一类化学物质,它们由内分泌腺分泌到血液中,然后通过血液传播到体内各个组织和器官,调节和控制机体的生理活动。
激素调节是机体内部各系统和器官之间相互协调、相互作用的调节机制,它对于维持机体内稳态及生理功能的平衡具有重要作用。
本文将对人体激素调节的相关知识点进行总结,包括激素的分类、分泌和作用机制以及与激素相关的疾病等内容。
1. 激素的种类和分类根据激素的化学性质,它们可以分为脂溶性激素和水溶性激素两大类。
脂溶性激素包括类固醇激素和甲状腺激素,它们能够穿过细胞膜进入细胞内部,从而通过结合核内受体影响靶细胞的基因表达;水溶性激素则包括多肽激素和蛋白质激素,它们无法穿越细胞膜,只能通过结合细胞膜上的受体来传递信号。
2. 激素的分泌和合成机制机体内的内分泌腺通过受体和神经系统等多种信号途径,受到不同的刺激后分泌激素。
大脑下丘脑和垂体是激素合成和分泌的主要器官。
下丘脑通过神经-内分泌途径控制垂体激素的分泌,而垂体激素则通过自身的激素来调节其他内分泌腺的激素分泌,形成内分泌系统的闭环调节。
3. 激素的作用机制激素与受体结合后,通过不同的信号传导途径在靶细胞内引起一系列生物学效应,如蛋白质激素通过cAMP和Ca2+信号途径调控细胞内酶的活性,而类固醇激素则通过影响基因转录和翻译调节靶基因的表达。
激素还能通过反馈调节机制调控自身的分泌和作用,维持内环境的稳态。
4. 激素与疾病激素在机体内起着重要的生理调节作用,因此激素的异常分泌或作用异常将导致多种疾病的发生,如糖尿病、甲状腺功能亢进症、肾上腺皮质功能亢进和抑郁症等。
因此,研究激素的调节机制对于预防和治疗这些疾病具有重要意义。
5. 未来展望随着科学技术的发展,人们对激素调节机制的研究也将不断深入,通过分子生物学、生物化学和影像学等多个领域的交叉研究,我们将更好地理解激素调节机制的复杂性和多样性,为相关疾病的诊断和治疗提供更多的思路和方法。
体内血钙调节激素的作用机制
体内血钙调节激素的作用机制是维持体内血钙平衡的重要机制
之一。
这些激素包括甲状旁腺激素、活性维生素 D 和降钙素。
甲状旁腺激素 (PTH) 是由甲状旁腺分泌的激素,它是体内血钙调节的最重要的激素之一。
PTH 的作用是增加骨钙的释放和肾脏对钙的重吸收,同时促进肾脏排泄磷酸盐,从而使血钙水平升高。
当血钙水平升高时,PTH 的分泌会受到抑制,反之亦然。
活性维生素 D 是另一种重要的血钙调节激素。
它通过增加小肠对钙和磷的吸收来提高血钙和血磷水平。
活性维生素 D 的生成需要经过两次转化,首先在肝脏转化成 25-羟基维生素 D,然后在肾脏进一步转化成 1,25-二羟基维生素 D。
活性维生素 D 的代谢也受到PTH 和血钙水平的调节。
降钙素是由甲状腺 C 细胞分泌的激素,它可以降低血钙和血磷水平。
降钙素的作用是抑制骨钙的释放和肾脏对钙的重吸收,同时促进肾脏排泄磷酸盐。
降钙素和 PTH 的作用相互拮抗,当血钙水平升高时,降钙素的分泌会增加,反之亦然。
这些激素之间相互作用,共同维持血钙水平的平衡。
当血钙水平下降时,PTH 的分泌会增加,促进骨钙的释放和肾脏对钙的重吸收,同时抑制降钙素的分泌。
当血钙水平升高时,降钙素的分泌会增加,抑制骨钙的释放和肾脏对钙的重吸收,同时促进肾脏排泄磷酸盐。
活性维生素 D 也在血钙调节中发挥重要作用,它可以增加小肠对钙和磷的吸收,从而提高血钙和血磷水平。
体内血钙调节激素的作用机制是一个复杂的系统,由多个激素和调节机制组成。
甲状腺激素对人体代谢调节作用机制解析甲状腺激素是体内重要的内分泌物质,对人体的代谢过程起着重要的调节作用。
甲状腺激素主要由甲状腺分泌,其中包括甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)。
这两种甲状腺激素通过对代谢相关基因的调控,对蛋白质、碳水化合物和脂肪的代谢起着重要作用。
甲状腺激素对蛋白质代谢的调节作用主要体现在以下几个方面。
首先,甲状腺激素能够增加体内蛋白质的合成速率,促进细胞的增殖和修复。
其次,甲状腺激素可以提高蛋白质降解的速率,加速蛋白质的分解和代谢,从而释放出氨基酸,供给体内其他组织和器官的需要。
此外,甲状腺激素还能够影响蛋白质的稳定性和功能性,对蛋白质结构和功能起到保护和修复作用。
甲状腺激素对碳水化合物代谢的调节作用主要表现在以下几个方面。
首先,甲状腺激素能够促进胰岛素的分泌,从而提高血糖水平。
其次,甲状腺激素可以加速肝糖原的分解,释放出更多的葡萄糖进入血液循环。
此外,甲状腺激素还能够促进葡萄糖的利用和氧化代谢,增加体内能量消耗,防止血糖过高和糖尿病的发生。
甲状腺激素对脂肪代谢的调节作用主要表现在以下几个方面。
首先,甲状腺激素能够促进脂肪的氧化代谢和酯化过程,加速脂肪的分解和利用。
其次,甲状腺激素能够抑制脂肪的合成,减少脂肪的堆积。
此外,甲状腺激素还能够调节脂肪的分布,减少内脏脂肪的积累,提高脂肪的代谢能力,降低肥胖的发生风险。
甲状腺激素通过与细胞内的甲状腺激素受体结合,进入细胞核,调节甲状腺激素靶基因的表达和转录过程,从而实现对代谢的调节。
甲状腺激素受体是一种核受体家族成员,可以结合在DNA上的甲状腺激素响应元件(TREs),通过对基因的转录活性和转录速率的调节,影响各个代谢相关基因的表达水平。
甲状腺激素还能够通过影响神经系统的功能来调节代谢。
甲状腺激素对中枢神经系统的作用能够影响体温调节、食欲、能量消耗等方面的代谢过程。
甲状腺激素能够通过调节下丘脑-垂体-甲状腺轴和下丘脑-垂体-肾上腺轴的活动,影响神经内分泌系统的功能,进而调节代谢。
激素调节的特点高中生物
激素是一类具有特定生理功能的有机物质,是人体机能和行为表现的常用化学物质。
激素是细胞内有机物质,它们与细胞和组织协同作用,从而调节正常的代谢,影响生殖、
生长、发育等生命活动。
激素调节的特点主要表现在以下几个方面:
一、发挥作用的机制:激素与特异细胞受体结合,促使受体分泌一种物质,从而改变
细胞内生物物质的种类和含量,从而调节机体的特定生理功能。
二、灵敏可变:不同细胞有不同的受体来响应不同的激素,因此激素的作用范围不同。
例如,同一激素在血液糖水平升高或降低时,以及对其他内分泌激素作用时,其作用可以
有所不同。
三、交互作用:激素的调节通常不仅限于各自的机制,而是由多种内分泌激素的协同
作用来改变机体的内部稳态,在某些特定条件下唤起多种激素的生物效应,而不是单一激
素的作用。
四、持续性:激素能够长久不断地调节机体的生命活动,保持机体的代谢稳定,适应
外界条件的变化,满足机体的生长、发育和代谢的若干要求。
五、通过血液的传递:激素调节使用血液进行传递,血液可将激素从腺体传送到诸多
器官组织,使腺体所分泌的激素能够向机体内多处控制生命活动所需的特定区域传递。
以上就是激素调节的特点,通过对激素调节的特点的理解,我们可以知道,激素调节
可以调节和保持人体正常的生理功能,而激素失调则会对人体的生理功能造成影响。
因此,保持激素的正常水平是保持健康的重要措施,为此,我们应当养成良好的生活习惯,注重
调节心理,减少各种刺激,以促进激素调节的健康~。
什么叫做激素调节激素调节是指机体内激素对生理功能的调控过程。
激素是一类生理活性物质,它们通过血液在机体不同部位之间传递信息,调节和协调各种生理活动,维持机体内稳态。
激素调节是机体内部调控系统中重要的一部分,它对于维持机体的内环境平衡和稳定起着关键作用。
激素的分类根据来源和化学性质的不同,激素可以分为多种类型,包括肽激素、脂质类激素、氨基酸类激素等。
不同类型的激素在机体内起着不同的生理作用,具有调节生长发育、代谢、免疫、生殖等多种生理功能的作用。
激素的合成和分泌激素的合成和分泌受到多种因素的调节,包括神经系统的调控、其他激素的影响、内外环境的变化等。
在激素调节过程中,脑下垂体是一个关键的组织,它通过分泌激素来调节其他内分泌腺的功能,形成一个复杂的反馈调节系统。
激素的作用机制激素通过与相应的受体结合,触发细胞内的信号转导通路,从而对细胞功能产生调节作用。
不同种类的激素在细胞内的作用方式各不相同,有些直接影响细胞的代谢过程,有些通过影响基因的转录和翻译来发挥作用。
激素调节的重要性激素调节在维持机体内稳态和适应外界环境变化中发挥着至关重要的作用。
当激素水平失调时,会导致多种疾病的发生,如糖尿病、甲状腺功能异常等。
因此,对激素调节的研究和理解对于预防和治疗多种疾病具有重要意义。
总结激素调节是机体内调控系统中的重要组成部分,通过影响不同组织和器官的功能,维持机体内稳态和适应外界环境的需求。
对激素调节的深入研究有助于理解多种疾病的发生机制,为疾病的预防和治疗提供重要依据。
激素调节是生命活动中密不可分的一环,对于整个生命系统的平衡和稳定具有至关重要的作用。
以上是关于激素调节的简要介绍,希望对读者有所帮助。
参考链接。
七年级激素调节知识点激素是人体内一种重要的信使分子,它能够通过血液循环影响身体的各个器官和组织的活动,起到调节体内环境稳定的作用。
在七年级生物中,生物老师为我们讲解了激素调节的知识点,本文将对其中的重要知识进行梳理和总结。
一、激素的种类人体内的激素很多,按来源可以分为内源性激素和外源性激素,按化学性质可分为脂溶性激素和水溶性激素。
内源性激素是由人体内腺体分泌的激素,例如肾上腺素、胰岛素、甲状腺素等。
这些激素主要通过血液传递到作用靶器官,通常起到调节机体生理活动的作用。
外源性激素是从外界引入机体内的激素,例如避孕药、激素替代治疗等。
这些激素的作用类似于内源性激素,但由于引入渠道的不同,其作用效果、时间等方面可能与内源性激素存在不同。
脂溶性激素和水溶性激素的区别在于化学性质上的差异。
脂溶性激素通常由类固醇等成分构成,能够通过细胞膜进入细胞内部,影响基因表达等过程。
水溶性激素则通常由蛋白质等成分构成,只能通过细胞膜的受体结合进入细胞内部,影响细胞内的酶活性等过程。
二、激素的作用机制激素的作用机制十分复杂,因为它能够影响人体内的许多生理过程。
不过,总的来说,激素的作用可以分为以下几个方面:1.激素能够影响细胞膜受体,改变细胞膜的通透性和功能,从而影响细胞内外物质的转运。
2.激素能够影响细胞内的信使分子,例如促使蛋白质酶的生成等。
3.激素能够影响人体代谢的过程,例如调节血糖、脂肪等物质的合成和分解。
4.激素能够影响细胞信息的传递和调节,例如影响基因的表达、细胞周期等生命过程。
三、激素调节的作用机制激素调节并不是单一的过程,它包括了多个器官、细胞和分子的相互作用,完成了人体内多个生理过程的调节。
下面,我们就以胰岛素和甲状腺素调节为例,来考察激素调节的作用机制。
胰岛素调节胰岛素是由胰岛细胞分泌的内源性激素,主要作用是调节血糖水平。
当食物进入胃肠道并释放出葡萄糖时,胰岛素分泌会增加,促使葡萄糖从血液进入肌肉和脂肪细胞内,从而调节血糖水平的稳定性。
激素和细胞因子在人免疫系统中的作用和调节机制免疫系统是人体内重要的防御机制,负责识别和攻击入侵体内的病菌、病毒和肿瘤细胞等外来物质。
在免疫系统中,激素和细胞因子起着重要的作用,能够调节免疫细胞的活动、增强或抑制免疫反应,在维护机体免疫平衡方面发挥了不可或缺的作用。
本文将对激素和细胞因子在免疫系统中的作用和调节机制进行探讨。
一、激素在免疫系统中的作用激素是指由内分泌腺分泌的生物活性物质,能够通过血液循环作用于靶细胞,调节细胞活动和代谢。
在免疫系统中,激素主要起调制作用,能够影响免疫细胞的功能和数量,从而影响免疫反应的程度和方向。
1、促肾上腺皮质激素(ACTH)ACTH是由垂体前叶分泌的激素,能够刺激肾上腺皮质分泌皮质醇,具有抗炎、抗过敏等作用。
在免疫系统中,ACTH能够抑制T细胞的活性,降低白细胞数量和功能,同时促进单核细胞和巨噬细胞等免疫细胞的活性,增加抗原递呈细胞数量,从而增强机体免疫能力。
2、睾酮睾酮是男性身体内分泌的重要激素,能够增进肌肉生长和性腺发育,同时也能够影响免疫系统的活性。
研究表明,睾酮能够增加NK细胞的活性,降低T细胞的数量和功能;但在细菌、病毒等感染状态下,睾酮水平下降,通过增加免疫细胞的数量和功能,增强机体的抵抗力。
3、促甲状腺激素(TSH)TSH是由垂体前叶分泌的激素,能够促进甲状腺激素的合成和分泌。
在免疫系统中,TSH能够增加B细胞的数量和功能,抑制T细胞的活性,降低细胞毒性T细胞的数量,从而增强机体免疫反应的抑制作用。
二、细胞因子在免疫系统中的作用细胞因子是由免疫细胞、上皮细胞、内皮细胞等分泌的生物活性物质,包括IL、INF、TNF-α等多种类型。
在免疫反应中,细胞因子能够调节免疫细胞的活性、增强或抑制免疫反应,并参与细胞信号传导、调节和调解免疫反应。
1、白细胞介素(IL)IL是免疫系统中最重要的细胞因子之一,包括IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10等多种类型,能够促进T细胞、B细胞的活性和增殖,并参与调节细胞介导免疫反应。
2024年高三生物植物的激素调节知识点总结一、激素的概念和分类1. 激素的定义:植物激素是一种由植物体内特定的细胞合成和分泌的低浓度活性物质,能够通过体液传导,触发并调节植物生长和发育过程的物质。
2. 激素的分类:(1)植物生长素(IAA):促进植物细胞伸长和分裂,调节植物体形态的发育。
(2)细胞分裂素(cytokinin):促进细胞分裂和分化,控制植物体生长。
(3)赤霉素(GA):促进种子萌发、茎伸长、开花和果实生长。
(4)脱落酸(ABA):抑制种子萌发和幼苗生长,调节保护植物免受干旱等胁迫。
(5)吲哚-3-醋酸(IAA):促进根系的侧根和冠根的生长,调节植物耐盐性和抗病性。
(6)黄酮素(flavonoid):参与调节植物对环境的适应。
二、激素的生物合成和运输1. 生物合成:植物激素的生物合成通常发生在细胞质和内质网中,涉及一系列的酶催化和代谢途径。
不同的激素有不同的生物合成途径和关键酶。
2. 运输:激素在植物体内的运输主要通过细胞间空隙、韧皮部的细胞壁和筛管等途径进行。
运输的方式有被动扩散、主动运输和质子泵等。
三、激素的作用机制1. 受体的结合:激素通过特异性受体与细胞膜或胞浆中的受体结合,形成激素受体复合物,并触发下游信号传导。
2. 信号转导:激素受体复合物能够通过蛋白磷酸化、酶活化等方式,将激素信号转导到细胞内的下游分子,从而调控基因表达和细胞活动。
3. 基因表达调节:激素通过影响基因的转录、翻译、甲基化等过程,调节细胞内特定基因的表达水平。
例如赤霉素能够促进DELLA基因的降解,进而促进转录因子的活化。
4. 细胞活动调节:激素还可以调节细胞内的离子平衡、膜通透性和蛋白质合成等生理活动,影响细胞的功能和结构。
四、激素在植物生长和发育中的作用1. 促进细胞分裂和伸长:激素通过调节细胞的分裂和伸长过程,促进植物器官的生长和发育。
例如细胞分裂素能够促进种子发芽和根冠生长。
2. 调控开花和果实生长:激素参与调控植物的生殖生长过程。
《激素调节》讲义一、激素的定义与分类激素是由内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性物质,在体内作为信使传递信息,对机体生理过程起调节作用。
激素可以根据其化学性质分为以下几类:1、蛋白质类激素这类激素由氨基酸组成,包括胰岛素、生长激素等。
它们的分子量较大,不能直接进入细胞,而是通过与细胞膜上的受体结合,引发细胞内的一系列反应。
2、胺类激素如肾上腺素、去甲肾上腺素等,由氨基酸经脱羧基作用产生。
3、类固醇激素像性激素(雌激素、雄激素)、皮质醇等,由胆固醇衍化而来。
这类激素可以直接进入细胞内,与细胞内的受体结合发挥作用。
二、激素的分泌激素的分泌受到严密的调控,以维持机体内环境的稳定。
1、下丘脑垂体靶腺轴下丘脑分泌释放因子,作用于垂体,促使垂体分泌相应的促激素。
垂体促激素再作用于靶腺,调节靶腺激素的分泌。
例如,下丘脑分泌促性腺激素释放激素,刺激垂体分泌促性腺激素,促性腺激素作用于性腺,调节性激素的分泌。
2、反馈调节当体内某种激素水平升高或降低时,会反过来影响其分泌的过程。
存在负反馈和正反馈两种机制。
负反馈是常见的调节方式,比如甲状腺激素分泌过多时,会抑制下丘脑和垂体的相应活动,减少促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌,从而使甲状腺激素的分泌减少。
而正反馈较为少见,如在排卵前,雌激素水平升高会促进促性腺激素的分泌,进而引起排卵。
三、激素的作用机制激素发挥作用主要通过与靶细胞上的受体结合来实现。
1、细胞膜受体介导的作用机制对于蛋白质类和胺类激素,它们通常与细胞膜上的受体结合,激活细胞内的信号转导通路,如环磷酸腺苷(cAMP)、磷脂酰肌醇钙离子等途径,从而产生生物学效应。
2、细胞内受体介导的作用机制类固醇激素等脂溶性激素可以穿过细胞膜,与细胞内的受体结合。
激素受体复合物进入细胞核,与特定的 DNA 序列结合,调节基因的表达,从而影响蛋白质的合成和细胞的功能。
四、常见激素的生理作用1、胰岛素胰岛素是调节血糖的重要激素。
激素调节·激素的作用机制 (一)动物激素的作用机制 脊椎动物的激素靠血液循环系统运输。在血液中,激素大部分与血浆蛋白相结合,小部分游离于血浆之中,两者形成平衡的关系。游离的激素分子在循环过程中,一部分与靶细胞结合发挥作用,一部分入肝后为肝所破坏而失去活性,还有一部分则随尿排出。与血浆蛋白结合的激素分子,可随时与血浆蛋白分离,以补充失去的游离激素分子。固醇类激素,如肾上腺皮质激素和甲状腺素很难溶于水,它们不能游离于血浆中,必须以蛋白质分子为载体在血液中运行。 激素分子周游全身,与各种细胞接触,但只能识别它们的靶细胞。这是因为只有靶细胞带有能和激素分子结合的受体。有些激素的靶细胞,表面带有受体,另一些激素的靶细胞,受体不在表面而在细胞内部。这两类激素的作用机制有所不同,分述如下。 l.受体在靶细胞内部的激素(图l)
脂溶性的固醇类激素,如肾上腺皮质激素和雌激素、雄激素等都属此类激素,此外,甲状腺素也属此类。 这一类激素都是较小的分子,相对分子质量一般都在300左右,都能穿过细胞膜而进入细胞质中。它们的受体是靶细胞内的一些蛋白质分子。受体是在细胞质内还是在细胞核内,至今难以确定。近来的研究证明,只有糖皮质激素和盐皮质激素的受体是位于细胞质中的,而性激素,如雌激素、孕酮,也许还有雄激素的受体都是位于核内的。激素进入靶细胞后,就和细胞质内或细胞核内的特定受体分子相结合,形成的激素和受体的结合体作用于核的遗传物质,而引起某些基因转录出一些特异的mRNA,从而发生特异蛋白质的合成,这一过程可称为基因活化过程。这一类激素的作用时间多数都是较长的,可持续几个小时,甚至几天。并且大多是能影响生物体的组织分化和发育的,如人的性激素能影响人体性器官的分化和发育等。 2.受体在靶细胞膜表面的激素(见图)
水溶性激素都属于此类,包括多肽激素,如胰岛素、生长激素、胰高血糖素,以及小分子的肾上腺素等。此外,前列腺素是脂溶性的,但它的靶细胞受体大概也是在细胞表面的,这一类激素不能穿过细胞膜,故不能进入靶细胞,而只在细胞表面与受体结合,结合的结果使细胞内产生环式腺苷一磷酸分子,即cAMp。由cAMP再引起一系列反应而实现激素的作用。所以cAMP的作用好像是转达激素的信号。如果把激素称为第一信使,cAMP就是第二信使。第一信使在达到细胞表面的受体后,由cAMP“接力”在细胞内继续传送,实现第一信使的意图。这一全过程很复杂,现以肾上腺素、胰岛素等为例,扼要说明如下。 肾上腺素与受体结合后,受体被激活而作用于细胞膜内面的腺苷酸环化酶,腺苷酸环化酶被激活而催化ATP转化为cAMP。cAMP的作用是激活细胞质中的蛋白质激酶。活化的蛋白质激酶通过ATP的供能(磷酸化)而使磷酸化激酶活化,活化的磷酸化激酶又通过ATP的供能而使磷酸化酶活化,而一旦有了活化的磷酸化酶,糖原就可水解而成葡萄糖了。葡萄糖一部分进入血液,一部分还可经糖酵解而产生ATP。与此同时,活化的蛋白质激酶还使细胞质中的糖原会成酶磷酸化,而失去活性,因而细胞中产生的葡萄糖就不能转化为糖原了。我们知道,肾上腺素大多是在身体处于紧急状态时,才大量释放,而释放的结果则是增加了葡萄糖和ATP,并防止了葡萄糖重新合成为糖原。这就为应急行为(如战斗、负重、奔跑等)保证了能的供应。 激素的作用过去后,cAMP含量也恢复到正常的水平。胞质溶浆中有磷酸二酯酶(phosphodiesterase),能使cAMP水解为AMP。在激素分泌时,蛋白质激酶使磷酸二酯酶激化而失去活性,激素消失后,磷酸二酯酶恢复活性而使过量的cAMP迅速水解。 至此,激素和cAMP完成了任务,细胞恢复了原初的状态。 以上是肾上腺素的作用过程。胰高血糖素的作用过程和肾上腺素的相似。胰岛素的作用和肾上腺素、胰高血糖素相反。胰岛素的受体也是在细胞表面,但胰岛素的受体不同于胰高血糖素的受体:胰岛素与受体结合后,细胞中cAMP的含量不但不升高,反而降低。这就说明,胰岛素使腺苷酸环化酶受到抑制,因而cAMP含量降低,蛋白质激酶的活性下降,结果糖原水解过程受阻,葡萄糖产量降低。还有人发现,胰岛素的作用是使细胞中另一种环核苷酸,即环鸟苷酸(cGMP)的含量升高,而cGMP是与cAMP互相桔抗的,cGMP含量增高和cAMP含量降低的作用是一样的,都是阻止糖原的水解。此外,胰岛素也可能有刺激磷酸二酯酶的作用,因而使细胞中cAMP含量下降。 在正常情况下,各内分泌腺都经常分泌少量激素,细胞中也总含有少量cAMP,它们处于平衡的状态而使体液保持平衡。咖啡中的咖啡碱(caffeine)和茶叶中的茶碱(theophylline)能延长肾上腺素的活性,可能是由于两者有抑制磷酸二酯酶的活性,因而提高cAMP含量之故,烟中的尼古丁(nicotine)能促进磷酸二酯酸的活性,因而尼古丁有降低细胞中cAMP含量的作用。 3.受体的特异性 不同的激素有不同的对象,即不同的靶细胞,这是因为不同的靶细胞表面有不同的激素受体。例如,肝细胞的表面有胰高血糖素的受体、肾上腺素的受体以及胰岛素的受体等。肌细胞的表面有肾上腺素的受体,而没有胰高血糖素的受体,所以,肾上腺素能使肌细胞的腺苷酸环化酶活化,因而能使糖原水解为葡萄糖,而胰高血糖素对肌细胞就不发生作用。 4.级联机制(cascade mechanism) 激素的作用过程是一环扣一环的连续过程,每一过程都是依靠酶的作用而完成的。由于酶分子可以反复使用,因而第一个反应产生的激酶可以使第二个反应产生更多的激酶分子,而第三个反应产生的酶分子比第二个反应更多。每增加一个反应,就扩大一部分效果,这就是级联机制的特点(见图)。
5.腺苷酸环化酶的活化 受体激活腺苷酸环化酶的过程是很复杂的(见图)。受体并不直
接作用于腺苷酸环化酶,而是通过另一种蛋白,称为G蛋白的媒介才使这一环化酶活化。具体地说,被激素分子激活的受体在膜的脂类双分子层中与G蛋白相碰而结合起来,结果G蛋白被活化而与细胞质中的三磷酸鸟苷(GTP)结合,这一结合使G蛋白的构象发生变化而能与腺苷酸环化酶结合,使腺苷酸环化酶活化。G蛋白实际是GTP酶。GTP是高能分子,腺苷酸环化酶活化所需的能就是来自GTP的(GTP→GDP)。这一过程有G蛋白参加,是很有意义的,这样可以取得和级联反应一样的效果。一个活化的受体可以连续和多个G蛋白分子相遇而结合,因而有了G蛋白这一级反应,就使激素分子的效果大为扩增。 此外,还应提出,除上述的促进腺苷酸环化酶活化的G蛋白外,还有另一种起抑制作用的G蛋白。抑制性激素与受体结合,就使抑制性G蛋白发挥作用而抑制腺苷酸环化酶的活性。结果细胞中CAMP的含量降低。这两种相反的作用使生物体能更有效地调整它的代谢活动,更灵敏地反应于外界条件的变化。 总之,从激素分子与靶细胞受体结合到产物(葡萄糖)的生成,要经过一系列的连续过程。激素的分泌量是很少的,并且是很快就失效的,但很少的激素分子传到cAMP,再经一系列级联反应,效果一步一步地增加,最后的收效却十分大。有这样的估计,一个肾上腺素分子可使细胞释放约1010个葡萄糖分子,而这一全过程虽然很复杂,却只要一二分钟就完成了! 6.信使分子 肾上腺素、胰岛素等激素,作为信号分子,不能进入细胞,只能与细胞表面的受体结合而引起细胞内另一信使分子cAMP继续起作用,因此激素分子被称为第一信使,cAMP被称为第二信使。 在第一信使和细胞表面受体结合后,第二信使cAMP就开始执行任务,使细胞发生反应。所以第二信使带来的信息才是细胞“懂得”的信息,细胞才发生反应。 cAMP的作用是在肝脏代谢的研究中发现的,但是它的作用不限于肝脏,它在不同的细胞中能引起不同的作用。例如,ACTH能刺激肾上腺皮质细胞产生并释放氢化可的松,cAMP是这一过程的第二信使;肾上腺素除了能促使肝细胞释放葡萄糖外,还能使脂肪组织中的脂肪加快水解,使心跳加快,这些反应也都是通过cAMP而实现的。 cAMP是重要的细胞调节分子。由cAMP激活的蛋白质激酶存在于多种生物的细胞之中,如四膜虫等纤毛虫、海绵、水母、线虫、环节动物、软体动物、头足类、龙虾、海星以及各种脊索动物等。cAMP还存在于细菌和粘菌的细胞中,并且起着十分关键的作用。 除cAMP外还有其他的信使分子,其中三磷酸肌醇和Ca2+最为重要,很多植物激素都是以Ca2+为第二信使的。一些动物激素,以及多种神经递质在和受体结合后也都能使细胞中的Ca2+大量增加,这些Ca2+可再和一种特殊的结合蛋白质,即钙调蛋白(calmodulin)结合,而引起靶细胞的特异反应。但是现在已经查明,在激素和Ca2+之间还有一个中间分子,即三磷酸肌醇。因此三磷酸肌醇才是第二信使,而Ca2+则应算是第三信使了。三磷酸肌醇来自白细胞膜中的磷脂分子,它能作用于内质网膜,使Ca2+从内质网中大量涌出,使胞质溶浆中Ca2+的浓度大大提高,高浓度的Ca2+刺激靶细胞,发生相应的反应。 (二)植物激素的作用机制 植物激素的作用机制,就现在的了解,和动物激素作用机制很相似,但是对植物激素的研究,远没有达到动物激素研究的水平。简单说起来,植物激素首先也是要和靶细胞的受体结合,受体的不同决定了激素的特异性。生长素之所以能使细胞延长,就是由于植物顶端细胞上有生长素的受体之故。受体主要是蛋白质分子,可位于细胞表面,也可在细胞之内。激素作为携带信息的信使与受体接合,而诱导细胞积累特定的化学物质,即第二信使。第二信使再刺激细胞或细胞器而发生特异的反应。现在对植物激素的研究已积累了一些实验结果,表明Ca2+是多种植物激素的第二信使。激素与受体结合,积存于内质网中的Ca2+即被释放到胞质溶浆中,细胞膜上的Ca2+管道也张开而使细胞外的Ca2+涌入细胞内,Ca2+与钙调蛋白结合,而使细胞发生一系列的反应,实现了激素的作用。