第七章 内分泌

第七章 内分泌教学任务 通过教学，使学生了解内分泌系统在维持由运动导致内环境稳态的重要作用；熟悉激素的生 理作用，化学分类及其作用机制。掌握腺垂体、甲状腺、胰岛、肾上腺皮质激素的主要生理 作用及其与运动的关系。教学重点腺垂体、甲状腺、胰岛、肾上腺皮质激素的主要生理作用及其与运动的关系。教学难点 内分泌系统在维持由运动导致内环境稳态的重要作用。教学方法与手段结合多媒体课件进行课堂讲授教 学 内 容学时分配：2 学时 授课过程：复习上节课主要内容 新课引入： 第七章 内分泌激素是由内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效能生物活性物质，它充当信息传递 者。激素分为两类，含氮激素和类固醇激素。胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素和皮质醇促进糖原分解和糖异生，使血糖升高， 提供能量的葡萄糖数量增加。生长激素和甲状腺素除有升高血糖的作用外，还有促进生长发 育的作用。糖贮备低下时，皮质醇、肾上腺素、去甲肾上腺素和生长素动员更多的脂肪氧化 来供能。调节体液平衡的激素主要有盐皮质激素和升压素（抗利尿激素），它们的主要作用是 保 Na +、保水。心钠素具强大的利 Na+ 、利尿的作用。在激烈的情绪变化和强烈的生理或 病理刺激等紧急情况发生的应激或应急反应，分别使下丘脑垂体肾上腺皮质系统和交感 肾上腺髓质系统活动的加强。第一节 概述一、内分泌系统与激素内分泌系统是由内分泌腺和散在于某些组织器官中的内分泌细胞组成的一个体内信息 传递系统。激素是由内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效能生物活性物质，它充当着 信息传递者。1、大多数激素由血液负载运输到远距离的靶组织或靶细胞发挥作用，这种方式称远距分泌； 某些激素可不经血液运输，仅由组织液扩散而作用于邻近细胞，这种方式称旁分泌；如果 内分泌细胞所分泌的激素在局部扩散又返回作用于该内分泌细胞而发挥反馈作用，这种方式 称自分泌；下丘脑中的许多神经元能合成和分泌激素，这些激素称神经激素。神经激素可沿 神经元轴突借轴浆流动运送到末梢而释放，这种方式称神经分泌。2、激素参与控制和整合许多功能，如循环、水和电解质的平衡、食物的消化和吸收、有机 物的代谢和能量平衡、生殖，以及对应激的反应。二、激素作用的一般特点： 激素的种类很多，功能也不一，但它们都具有下列共同的特征。（一）激素作用的特异性 激素的作用具有较高的组织特异性和效应特异性，即某些激素能与某些器官和细胞（靶器官和靶细胞）的细胞膜表面或胞浆内存在的激素受体特异性结合，经过细胞内复杂的反应 而激发一定的生理效应。（二）激素作用的高效性 激素在血液中的浓度很低，但其作用效能却很高，一般情况下，激素在血液中的含量仅为nmol L-1pmol LT 的水平即可产生明显的生物学作用。（三）激素的信息传递作用 激素是一种化学信使，它以化学的方式将某种信息传递给靶细胞，从而加强或减弱其代谢过程和功能活动。在此过程中，它既不引起新的功能，也不为功能活动提供能量,只是作 为细胞间的信息传递者起信使作用,在完成信息传递之后即分解失活。（四）激素的相互作用 当多种激素共同参与某一生理活动的调节时，它们之间的相互关系主要表现在： 协同作用。如生长激素与肾上腺素，虽作用于代谢的不同环节，但都有升高血糖的作用; 拮抗作用。如胰岛素能降低血糖，而肾上腺素则升高血糖； 允许作用。某些激素本身不能对某器官和细胞直接发生作用，但它的存在却是另一种激素 产生生物效应的必要前提，这种现象称为允许作用，如糖皮质激素本身不能引起血管平滑肌 收缩，但只有它存在时去甲肾上腺素才能发挥缩血管的作用。三、运动与激素肌肉活动时，各种激素，特别是动员能量供应的激素水平发生不同程度的变化，并影响 机体的代谢水平和各器官的功能水平。测定运动时和运动后恢复期某些激素含量，并与安静 值比较，其变化称为运动的激素反应。1 、快反应类激素在运动开始后即刻，血浆中该类激素即明显升高，并在短时间内达到峰值，如肾上腺素、去甲肾上腺素、皮质醇和促肾上腺皮质激素。2、中间反应类激素运动开始后，血浆中该类激素缓慢、平稳地升高，并在几分钟内达到峰值，如醛固酮、 甲状腺素和升压素。3、慢反应类激素运动开始后血浆中该类激素并不立即出现变化，当运动到3040 min时才缓慢升高， 在更晚的时间才达到峰值，如生长激素、胰高血糖素、降钙素和胰岛素。第二节下丘脑与垂体的内分泌功能一、下丘脑下丘脑是人体神经内分泌的高级调节中枢。 下丘脑激素含量极微，产生和分泌下丘脑调节性多肽，调节腺垂体的内分泌功能。二、腺垂体激素垂体以漏斗与相连。在形态与功能上，下丘脑与垂体的联系非常密切，一起组成下丘脑 垂体功能单位。垂体按其胚胎发育和功能、形态不同，分为腺垂体和神经垂体两部。腺垂体是体内最重要的内分泌腺。它至少分泌七种激素：生长激素(GH)、促甲状腺激素 (TSH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、催乳素(PRL)、促黑激素(MSH)、促卵泡刺激素(FSH)和黄 体生成素(LH)。其中TSH、ACTH、FSH和LH均有各自的靶腺。GH、PRL和MSH没有靶腺，分 别调节机体生长、乳腺发育和黑色细胞活动。(一)生长激素1、GH的生物学作用(1) 对代谢的作用。 GH能促进氨基酸进入细胞，促进细胞中RNA和DNA的合成，从而蛋白质合成增加； GH可减少外周组织对葡萄糖的摄取和利用，增加肝糖异生，从而血糖升高； 促进脂肪的动员和分解利用。(2) 对生长的作用。机体的生长受多方面因素影响，但GH起关键作用。人在幼年时期若缺乏GH,则长骨生长迟缓而身材矮小，发生侏儒症，但脑发育正常。GH过多(垂体肿瘤)，则生长过度，发生巨人症。成人GH过多，发生肢端肥大症。GH通过生长介质诱导而发挥作用。在营养良好的情况下，GH刺激肝、肾产生SOM,在 GH作用下，SOM能促进硫酸盐和氨基酸的摄取及蛋白质的合成，并增加软骨细胞、胶原组织、 肝、肌肉与纤维母细胞分裂和生长。2、生长激素对运动的反应和适应(1 )对运动的反应。生长素的释放量与运动强度和运动持续时间有关。未受训练者进行轻运动和极量负荷运 动时，血浆生长素水平均不升高。而进行中等强度运动时，血浆生长素水平从安静时的8.1 ug L-1 升高到 12.6 ug LT。无训练男子进行不同强度练习时血浆生长素的变化进行持续运动时，血浆生长素水平升 高有一个潜伏期，潜伏期的长短与运动强度和运动持续时间有关，但均不短于10 min。运 动时血浆生长素浓度的升高，可能是腺垂体分泌生长素的速率提高的结果。心理应激也是生 长素分泌增多的因素。(2)对训练的适应。身体训练对安静时血浆生长素水平没有影响，但运动时有训练的人血浆生长素升高的水 平比未受训练者少。这种适应部分是由于有训练的人运动时心理应激减小。(二)催乳素PRL对女孩青春期乳腺发育和妊娠期泌乳的影响极小。分娩后，PRL对乳汁合成和分泌 过程的作用得以发挥。二、神经垂体激素 神经垂体实际上是下丘脑的延伸部分。神经垂体由下丘脑垂体神经束的无髓神经末梢 与由神经胶质细胞分化而成的神经垂体的细胞组成，它不含腺细胞，不能合成激素。神经垂体激素是胞体位于下丘脑视上核和室旁核的神经内分泌细胞合成，通过轴浆流运 送到神经垂体贮存和释放。神经垂体激素有升压素(VP)和催产素(OXT)。这两种激素的生理 作用有交叉，即VP有弱的OXT效应，而OXT有微弱的VP效应。(一) VP的生物学作用血浆中VP的生理浓度很低，仅1.01.5 ng L-1,几乎没有收缩血管而致血压升高的 作用，对正常血压调节没有重要意义，只在失血时才发挥一定的作用。VP的主要作用是抗利尿，增加尿的浓缩，因而又称抗利尿激素(ADH)。(二) VP 对运动的反应和适应1、对运动反应运动时血浆VP的浓度可提高30%800%，这可解释剧烈运动时肾重吸收水的增加，特 别是运动脱水时。运动时VP的水平似乎与较大负荷运动成正比。VP升高的运动强度阈值约 为40%AV U02max。运动时VP升高的原因尚不清楚，但它与运动时血浆容量下降而发生的 渗透压升高有关。2、对训练的适应安静VP值不受训练的影响，但进行绝对负荷相同的运动时，有训练者VP升高的程度比 未受训练者小。运动前刚喝水的受试者运动时升压素升高也较少。第三节 某些激素的主要生理作用一、甲状腺激素甲状腺激素是甲状腺分泌的甲状腺素，又称四碘甲腺原氨酸(T4)，是三碘甲腺原氨酸 (T3)的泛称，其比率为20： 1。在体内发挥作用的主要是T4。甲状腺激素几乎对机体所有细 胞都有作用。(一)甲状腺激素的生物学作用1、生热作用甲状腺激素对机体能量代谢有显著的促进作用。研究表明，1mg甲状腺激素可增加产热4.18X106 J(1000 kcal)。2、对蛋白质、糖和脂肪代谢的影响(1) 蛋白质代谢：甲状腺激素作用于核内受体，刺激DNA转录过程，促进mRNA形成，加速蛋白质与各种 酶的生成。肌肉、肝与肾的蛋白质合成明显增加，表现出正氮平衡。甲状腺激素分泌不足时，肌肉蛋白质合成减少，出现肌无力。甲状腺激素分泌过多时， 则加速蛋白质分解，特别是促进骨骼肌蛋白质分解，肌肉收缩无力；促进骨的蛋白质分解， 从而导致血钙升高和骨质疏松。(2) 糖代谢：甲状腺激素对糖代谢的影响是双相的。一方面它促进小肠粘膜对糖的吸收，增强糖原分 解，抑制糖原合成，并增强肾上腺素、胰高血糖素、皮质醇和生长激素的生糖作用，因而有 升血糖的作用；可加强外周组织对糖的利用，有降血糖的作用。甲状腺功能亢进时，血糖升 高，有时出现糖尿。(3) 脂肪代谢：甲状腺激素促进脂肪酸氧化，增强儿茶酚胺和胰高血糖素对脂肪的分解作用。3、对生长发育的作用甲状腺激素对生长发育有重要作用，是胚胎和婴幼儿中枢神经系统正常发育所必需。T4 和T3在儿童骨骼生长发育、性成熟等生理过程中也起关键作用。婴幼儿甲状腺机能减退， 除出现一般甲状腺机能减退的表现外，还突出表现为智力发育迟钝，长骨生长停滞，牙齿发 育不全等，称为呆小病。（二）甲状腺激素对运动的反应和适应1、对运动的反应一次运动后甲状腺激素总浓度没有变化，但游离T4的浓度提高35%。T4的99.96%与 血浆蛋白结合，无生物活性；有代谢活性形式的T4仅0.04%。因此，游离部分的提高可能 具重要性。游离T4的升高是由于血浆蛋白质与T4结合减少引起的，也可能是因为运动时易 与T4结合的蛋白质减少。2、对训练的适应受过训练的人，安静T4的总浓度稍有下降，但游离T4的浓度稍升高。二、胰岛激素胰腺的内分泌部分称为胰岛。胰岛内有四种内分泌细胞：A细胞占20%,分泌胰高血糖 素; B细胞占70%，分泌胰岛素；D细胞和F细胞数量最少各占5%,分别分泌生长抑素和 胰多肽.（一）胰岛素的生物学作用 胰岛素是促进合成代谢，贮备营养物质的激素。1、对糖代谢的影响 胰岛素促进外周组织、细胞摄取葡萄糖； 促进葡萄糖磷酸化生成葡萄糖一6磷酸，并进一步氧化生成丙酮酸，并通过增强磷酸酶 的作用，使丙酮酸生成乙酰 CoA； 胰岛素促使非活性型糖原合成酶D转化为活性型糖原合成酶I,增强糖原的合成。2、对脂肪代谢的影响胰岛素促进葡萄糖向肝细胞中转运，经酵解的途径生成丙酮酸。丙酮酸转化为乙酰CoA, 在乙酰CoA羧化酶的作用下生成脂肪酸，然后转运到脂肪组织贮存。胰岛素抑制脂肪的分解， 从而脂肪组织释放游离脂肪酸减少。3、对蛋白质代谢的影响胰岛素促进氨基酸通过膜的转运进入细胞；促进氨基酸活化与tRNA结合；促进转录生 成mRNA；又促进翻译过程，合成蛋白质。胰岛素促进氨基酸生成蛋白质，糖原的异生作用 减弱。生长激素和性激素对蛋白质的合成作用，也只有在胰岛素存在的情况下才能表现出来 因此，对机体的生长来说，胰岛素与生长激素同等重要。(二)胰岛素对运动的反应和适应1、对运动的反应进行递增负荷运动时，当运动强度超过50%AV U02max时，随着运动强度的增大和运 动时间的延长，血中胰岛素浓度逐渐降低。23 h衰竭 性跑后，血浆胰岛素浓度可下降到 安静水平的50%以下。运动结束后1 h或更长时间其浓度可能仍不能回到运动前的水平。运动时血浆胰岛素水平的下降,可能是交感神经活动增强造成胰岛B细胞分泌胰岛素减 少和工作骨骼肌血流量增加而摄取胰岛素增多所致。2、对训练的适应进行绝对负荷相同的运动时，有训练者的血浆胰岛素水平的下降较未受训练者少，这可 能是有训练者运动时的肾上腺素和去甲肾上腺素浓度较低的结果。三、胰高血糖素 (一)胰高血糖素的生物学作用 胰高血糖素是促进分解代谢，动员内源性燃料的激素。1、对代谢的作用胰高血糖素对糖、蛋白质和脂肪的作用恰与胰岛素的作用相反。(1) 糖代谢。 胰高血糖素升高血糖。这主要是因为它能激活肝的磷酸化酶，促进肝糖原迅速分解为葡萄糖，同时它又能迅速促进肝的糖异生作用。(2) 蛋白质代谢。 胰高血糖素可使蛋白质分解增加和蛋白质合成减少。(3) 脂肪代谢。胰高血糖素能活化脂肪组织的脂肪酶，促进脂肪分解，使血浆中游离脂肪酸的含量升高。 胰高血糖素促进脂肪酸进入线粒体氧化，同时抑制脂肪酸的合成。2、对心肌的作用胰高血糖素可使心肌内cAMP增加，使心跳加快加强，心输出量增加，平均动脉压升高, 增加心肌耗氧量，左心室舒张末期压力降低。（二）对运动的反应1、对运动的反应短时间静力性运动时血浆胰高血糖素浓度不变。短时间动力性运动时血浆胰高血糖素浓 度降低，降低程度与运动强度大小呈负相关。这表明，人运动时交感肾上腺系统对胰高血 糖素分泌的调节作用并不重要。进行长时间运动时，血浆胰高血糖素浓度逐渐升高。以50%02max强度进行lh以上的 运动，血浆胰高血糖素的浓度可升30%300%。其机制与血糖浓度下降有关。运动时血浆 胰高血糖素浓度升高要经历一段时间滞后，进行60%AV U02max强度运动，滞后约45 min； 50 % AVUO2max强度运动，滞后60 min； 30 % AVUO2max强度运动，滞后120 min。2、对训练的适应耐力训练可使安静时血浆胰高血糖素基础浓度下降。进行3周的大强度耐力训练，胰高 血糖素对运动的反应明显减少。进行绝对负荷和相对负荷相同的运动时，有训练者血浆胰高 血糖素的升高比未受训练者小，这和血浆胰岛素浓度的变化较小有关。四、肾上腺皮质激素肾上腺包括皮质和髓质两部分。肾上腺皮质由球状带、束状带和网状带组成。球状带主 要分泌盐皮质激素；束状带和网状带主要分泌糖皮质激素。网状带还分泌少量的性激素。 （一）糖皮质激素人体内的糖皮质激素主要是皮质醇。1、对物质代谢的作用（1）糖代谢：皮质醇增强肝内与糖异生有关酶的活性，致使糖异生过程加强；皮质醇减少肌肉和脂肪 等组织、细胞对葡萄糖的利用，有升血糖的作用。（2）蛋白质、脂肪代谢：皮质醇促进肝外组织，特别是肌肉蛋白质分解，加速氨基酸进入肝作糖异生的原料。皮 质醇促进脂肪分解，增强脂肪酸在肝内的氧化过程，有利于糖异生作用。2、对循环系统的作用： 皮质醇能增强血管平滑肌对儿茶酚胺的敏感性（允许作用）； 皮质醇抑制具舒血管作用的前列腺素的合成； 皮质醇能降低毛细血管的通透性，有利于维持血容量。3、抗炎症作用 可降低毛细血管通透性，减少局部渗出现象； 能抑制纤维母细胞的活性，使胶原纤维的生成大为减少； 由于激素的抗蛋白质合成作用，使该部受损细胞产生多肽类活性物质的能力受抑，使白细 胞游出现象也减弱。4、糖皮质激素与应激反应：人体赖以生存的外环境经常不断地发生变化，多数情况下人体能通过机体的调节机制迅 速予以适应。但在某些条件下，如创伤、手术、冷冻、饥饿、疼痛、感染、惊恐和剧烈运动 等，由于环境的变化超出人体所能适应的范围，给人体带来有害的作用，这时人体除出现各 种特异反应外，还出现一些非特异反应予以抵抗这种非特异反应称为“应激”。引起这种反应的刺激称应激刺激或应激原。 应激包括警戒反应期、抵抗期和衰竭期三个时期。运动引起的应激称运动应激，属于生理应激，是一种日常生活中少见的强烈刺激引起的 反应和恢复过程的总称。生理应激在绝大多数情况下不会达到衰竭阶段。生理应激的三个阶 段是：机体对刺激的直接反应及代偿反应，如运动时呼吸频率和心率加快、血压升高； 机体对刺激的部分或全部适应，表现机体某些机能提高以适应所接受的刺激；刺激停止后 的恢复阶段，这时应激反应和适应性反应逐渐消失，机体恢复到运动前状态。应激时，各应激刺激作用于外周和中枢神经的不同部位，最后通过神经联系将信息汇集 到下丘脑的有关神经元，经由下丘脑腺垂体肾上腺皮质轴使促肾上腺皮质激素释放激素 (CRH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)和肾上腺皮质激素(主要是皮质醇)的分泌增加。一次应激可使肾上腺皮质激素的分泌持续几小时。刺激愈强，分泌量愈多，持续的时间 也愈长。在应激反应中，除CRH、ACTH和皮质醇分泌增加外，B-啡呔、生长激素、催乳素、 胰高血糖素、抗利尿素、醛固酮和肾素的分泌也增加。5、糖皮质激素对运动的反应和适应(1)对运动的反应在进行剧烈运动时，血浆皮质醇浓度升高。这种升高可持续到运动结束后2h。60%AV UO2max的运动强度是引起血浆皮质醇升高的强度阈。100 km跑和70 km越野滑雪后血 浆皮质醇浓度较运动前升高数倍，这些运动的运动强度明显低于60%VU02max，显然这些 运动激活下丘脑腺垂体肾上腺 皮质系统机能的因素不是取决于运动强度，而是运动持 续时间。所以，运动时决定血浆皮质醇浓度升高程度的因素是运动强度大小和持续时间长短 的共同影响。（2）对训练的适应 机体对来自内外环境的各种应激逐步产生了适应性反应。训练后进行相对强度相同运 动时，血浆 ACTH 浓度升高的程度比训练前大。（二）儿茶酚胺与应急反应 情绪的激烈变化和强烈的生理或病理刺激等紧急情况，通过中枢，特别是下丘脑，发放 下行冲动刺激肾上腺髓质释放大量儿茶酚胺入血，作用于各器官系统而发生一系列生理效 应。把机体在应付环境突变中，通过交感肾上腺髓质系统发生的反应称为应急反应。应急反应的意义在于使机体做好“格斗”或“逃避”的一种准备性反应。1、对运动的反应中等强度运动时，血浆儿茶酚胺浓度无明显变化，但如果运动时伴有情绪变化，则血浆 儿茶酚胺有升高的趋向。当运动强度三60%AV U02max时，血浆儿茶酚胺浓度随着运动强 度的增大和运动持续时间的延长而升高。运动中去甲肾上腺素升高的速率大于肾上腺素，这 表明交感神经节后纤维末梢释放的去甲肾上腺素是血浆儿茶酚胺升高的主要来源。儿茶酚胺在释放入血后迅速被降解失活，血浆儿茶酚胺浓度在运动结束后6 min左右即 恢复到安静水平。2、对训练的适应研究发现训练后进行相同的亚极量运动时，血浆儿茶酚胺的浓度比训练前少，这可能是 训练导致定量负荷运动时心理和生理刺激减小的结果。五、性激素（一）睾酮 睾酮是睾丸间质细胞分泌的雄激素。睾丸的分泌功能在青春发育期开始后才明显。1、睾酮的主要作用： 刺激雄性副性器官的发育并维持其功能，刺激雄性副性征的出现并维护它们的正常状 态，促进精子的成熟。（1）对代谢的作用：促进蛋白质的合成，特别是促进骨和肌肉蛋白质的合成；促进骨骼生 长，钙、磷沉积和红细胞的生成。（2）对中枢神经系统的作用：睾酮作用于大脑和下丘脑，引起性行为和促性激素分泌的改 变，使机体对运动应激的抵抗力增强和更富于“攻击性”。2、睾酮对运动的反应和适应（1）对运动的反应：一般认为短时间高强度运动后血浆睾酮浓度升高；长时间运动后升高、 不变或降低。（2）对训练的适应：耐力训练不影响安静状态血浆睾酮的浓度。力量和速度训练不影响血 浆睾酮的浓度。耐力训练后进行衰竭性的长时间运动时，有训练者血浆睾酮浓度可降低到极 低水平。（二）雌激素的生理作用1.促进女性附性器官的发育相副性征的出现。2.对代谢的影响： 雌激素可影响钙磷代谢，刺激成骨细胞的活动，有利于水和钠在体内保留，促进肌肉蛋 白质的合成，故对青春期发育与成长起重要的促进作用。思考（作业）题：1.名词解释：激素 内分泌系统2.激素的功能是什么？3. 说明下丘脑与垂体间的关系。4. 简述主要内分泌腺及其激素的主要作用。课后小结：1.内分泌系统在维持由运动导致内环境稳态的重要作用。2.激素的生理作用及其作用机制。3. 下丘脑与垂体间的关系。4. 腺垂体、甲状腺、胰岛、肾上腺皮质激素的主要生理作用（应激反应和应急反应）及其与运 动的关系。