第七篇内分泌系统疾病

第七篇内分泌系统疾病第一章总论为了适应不断改变着的内外界环境并保持机体内环境的相对稳定性，人体必须依赖于神经、内分泌和免疫系统的相互配合和调控，使各器官系统的活动协调一致，共同担负起机体的代谢、生长、发育、生殖、运动、衰老和病态等生命现象。内分泌系统除其固有的内分泌腺（垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、性腺和胰岛）外，尚有分布在心血管、胃肠、肾、脂肪组织、脑（尤其下丘脑）的内分泌组织和细胞。它们所分泌的激素，可通过血液传递（内分泌），也可通过细胞外液局部或邻近传递（旁分泌），乃至所分泌的物质直接作用于自身细胞（自分泌），更有细胞内的化学物直接作用在自身细胞称为胞内分泌(intracrinc)。内分泌系统辅助神经系统将体液性信息物质传递到全身各靶细胞，发挥其对细胞的生物作用。激素要在细胞发挥作用必须具有识别微量激素的受体，并在与激素结合后，改变受休的立体构象，进而通过第二信使在细胞内进行信号放大和转导，促进蛋白合成和酶促反应，表达其生物学活性。对内分泌学的认识，经历了个阶段：①腺体内分泌学研究：将内分泌腺切除，观察切除前、后的，L理生化改变以及激素补充后的恢复情况，丰富了对各个内分泌腺的认识。②组织内分泌学研究：激素的提纯及其抗体制备，经放射免疫测定，奠定了微量激素测定的特异性和高度敏感性，HI此又推动了微量检测技术的发展，使微量激素可精确测定。免疫荧光显微技术利用抗体与细胞表面或内部高分子（抗原）的特异性结合，对进行定位研究有积极意义，如胰岛β细胞分泌颗粒的胞吐(exocytosis)的研究。③分子内分泌学研究：目前内分泌学的研究已从细胞水平进入分子水平研究，通过激素基因、受休克隆、基因表达、转录和翻译的调控、基因点突变、基因缺失和敲除、基因插入的研究，探讨激素作用机制、细胞内信号放大与转录以及细胞代谢、增生、分化、凋亡等热点。国内运用基因工程技术合成激素及其类似物，已广泛应用于临床，造福人类。【激素分类与生化】（一）激素分类已知的激素和化学介质达150种，根据其化学特性可将激素分为四类：1．肽类激素蛋白质和肽类激素都是由多肽组成，经基因转录，翻译译出蛋白质和肽类激素前体，经裂解和（或）加工形成具有活性的物质而发挥作用。例如前甲状旁腺素原可转变为甲状旁腺素原，再转变为甲状旁腺素；类似转变见于胰岛素，它是由一条长链多肽经蛋白酶水解而成。激素原如阿片-黑素-促皮质素原(proopiomelanocortin，POMC)在不同州细胞可降解为多种激素。降钙素基因在不同组织的mRNA，可翻译出不同的肽，如在神经细胞内转变为降钙素基因相关肽(calcitonin-gene-relatedpeptide，CGRP)，而在甲状腺透明细胞内转变为降钙素。2．氨基酸类激素甲状腺素(T↓4)和小部分三碘甲腺原氨酸(T↓3)系在甲状腺球蛋白分子中经酪氨酸碘化和偶联而成，T↓4、T↓3在甲状腺滤泡细胞内经多个步骤而合成并贮存于滤泡胶质，然后再由滤泡上皮细胞所释放。3．胺类激素如肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺可由酪氨酸转化而来，需要多个酶的参与。5-羟色胺（血清素）则来自色氨酸，经过脱羧和羟化而成。褪黑素(melatonin)也来自色氨酸。4．类同醇激素核心为环戊烷多氢菲，肾上腺和性腺可将胆固醇经过多个酶（如链裂酶、羟化酶、脱氢酶、异构酶等）的参与和作用，转变成为糖皮质激素．（皮质醇）、盐皮质激素（醛固酮）、雄性激素（脱氢表雄酮、雄烯二酮、睾酮）。睾丸主要产生睾酮和二氧睾酮，卵巢主要产生雌二醇和孕酮。维生素D↓3由皮肤7-脱氢胆固醇在紫外线和一定温度下合成，然后需经肝25羟化，再经肾lα羟化，形成活性l，25二羟维生素D↓3[1，25(OH)↓2D3]。（二）激素降解与转换激素通过血液、淋巴液和细胞外液而转运到靶细胞部位发挥作用，并经肝肾和靶细胞代谢降解而灭活。血液中肽类激素的半衰期仅3～7分钟，而非水溶性激素，如甲状腺激素、类固醇激素则与转运蛋白（甲状腺素、皮质类同醇、性激素结合球蛋白、白蛋白）结合半衰期可延长。激素浓度和转运蛋白结合量、亲和性均可影响其结合型和游离型激素的比值。游离型激素可进入细胞内发挥其生物作用并参与激素合成的反馈调节。血浆激素浓度(PL)依赖于激素分泌率(SR)及其代谢率和排出率，即代谢清除率(MCR)，PL=SR/MCR。肽类激素经蛋白酶水解；甲状腺激素经脱碘、脱氨基、解除偶联而降解；而类固醇激素经还原、羟化并转变为与葡萄糖醛酸结合的水溶性物质由胆汁和尿中排出。激素的分泌、在血中与蛋白结合及其最终降解，使激素水平保持动态平衡，而其中最主要决定因素是激素的生成和分泌率。（三）激素的作用机制激素要发挥作用，首先必须转变为具有活性的激素，如T↓4转变为T↓3，以便与其特异性受体结合。根据激素受体所在部位不同，可将激素作用机制分为两类：①肽类激素、胺类激素、细胞因子、前列腺素作用于细胞膜受体；②类固醇激素、T↓3、维生素D、视黄酸（维生素A酸）作用于细胞核内受体（表7-1-1）。受体有两个主要功能，一是识别微量的激素，二是与激素结合后可将信息在细胞内转变为生物活性作用。1．细胞膜受体作用于细胞膜受体的激素种类很多，作用机制比较复杂，按不同作用机制可将细胞膜受体分为四类。可以通过磷酸化和非磷酸化途经介导各种生物反应（图7-1-1）。G蛋白偶联受体(GPCR)可以通过刺激（或抑制）cAMP、PKA途径;或通过钙调蛋白，Ca↑(2+)依赖性激酶通路；也可通过活化K↑+、Ca↑(2+)通道；或则通过磷脂酶C、DAG、IP↓3、PKC、电压门控Ca↑(2+)通道等而发挥其生物作用。激素与受体结合可使受体构象发生改变，可使Gs（兴奋性（；蛋白）或Gi（抑制性G蛋白）的α、β、γ亚单位三者中的α亚单位与鸟苷三磷酸(GTP)结合到激素-受体复合物，从而作用于腺苷酸环化酶促使（或抑制）ATP转变为cAMP（第二信使），cAMP与cAMP依赖性蛋白激酶的调节亚单位结合，从而释放催化亚单位并激活蛋白激酶，进入细胞核后，使转录因子磷酸化并激活，促进mRNA和蛋白合成，产生相应生物反应。Gsα蛋白本身具有ATP酶活性，可使ATP转变为ADP，从而再与G↓β、G↓γ结合而失活，终止生物作用。受体磷酸化可与抑制蛋白相互作用而脱敏，从而解除其生物作用。激素-受体复合物可使受体变构，使钙通道开放，钙离子向细胞内流，并使细胞内钙离子由细胞器释放，从而使细胞内钙离子浓度增加，激活蛋白激酶，继而使蛋白磷酸化而发挥生物作用。钙离子可通过钙调蛋白而改变蛋白构型，增强酶的催化作用，如腺（鸟）苷酸环化酶和磷酸二酯酶活性，从而影响cAMP、cGMP浓度。某些激素可以通过受体而兴奋G蛋白，使细胞膜磷脂酶(phospholipase)C激活，继而使磷脂酰肌醇裂解为三磷酸肌醇(IP↓3)和二酯酰甘油(DAG)，后二者均为第二信使，可将激素等细胞外信息传递到细胞内。DAG可激活蛋白激酶(proteinkinase)C，使蛋白磷酸化，IP↓3可使细胞内质网和线粒体释放Ca↑(2+)。蛋白激酶C与Ca↑(2+)偶联可使激素作用充分发挥。含有内在酪氨酸激酶的受体则可通过IRS而激活MAPK、PI3K、核糖体S6激酶(RSK)途径，或通过Raf、MAPK、RSK途径影响细胞代谢和细胞生长、分化、增殖。中止酪氨酸激酶活性有四条途径：①配基诱导胞吞和下调细胞表面受体数;②酪氨酸磷酸酶脱磷酸而失活；③将蛋白酪氨酸上的磷酸转交给ADP；④与ras结合的GTP水解成为GDP。不含内在酪氨酸激酶的细胞因子受体则可通过MAPK、JAK、信号转导和转录活化物(STAT)和IRS-1、IRS-2、PIaK途径。丝氨酸激酶受体则可通过Smads（细胞内信号途径的关键效应分子）发挥转导和转录作用，作用多效性（自分泌和旁分泌）可以抑制生长因子。2．核受体和细胞质受体激素浓度、受体数量与亲和性决定细胞的生物应答性（生物反应）。类固醇激素、甲状腺激素、1，25-(OH)↓2D↓3和维A酸通过结构类似的受体超家族在细胞内发挥作用，以基因组作用方式促使DNA基因转录和mRNA翻译而产生蛋白和酶，改变细胞的生物作用。未结合配基的类固醇受体处于非活动状态，和热休克蛋白相结合;当类同醇受体与其配基结合后，便与辅压抑物热休克蛋白分离，并诱导辅活化物，受体变构；受体与受体结合成为二聚体（同型或杂二聚体），然后结合到细胞核的DNA激素应答元件(hormoneresponseelement，HRE)。激素-受体复合物刺激或抑制特异性基因的转录。不同类固醇激素可作用于不同的类固醇应答元件，通过转录因子，调节DNA、mRNA表达和蛋白合成，如组蛋白乙酰转移酶修饰染色质结构，增强RNA聚合酶Ⅱ介导的转录改变细胞的代谢、细胞生长、分化以及生物反应（图7-1-2）。核受体的非基因组作用，如离子交换、激素释放等生物作用，与基因组应答反应是相辅相成的。【内分泌系统的调节】（一）神经系统与内分泌系统的相互调节内分泌系统直接山下丘脑所调控，下丘脑含有重要的神经核，具有神经分泌细胞的功能，可以合成、释放激素和抑制激素，通过垂体门静脉系统进入腺垂体，调节腺垂体各种分泌细胞激素的合成和分泌。下丘脑视上核及脑室旁核分别分泌血管加压素（抗利尿激素）和催产素，经过神经轴突进入神经垂体，贮存并由此向血液释放激素。通过腺垂体所分泌的激素对靶腺如肾上腺、甲状腺和性腺进行调控，亦可直接对靶器官、靶细胞进行调节。下丘脑是联系神经系统和内分泌系统的枢纽，也受中枢神经系统其他各部位的调控。神经细胞具有传导神经冲动的能力，它们可分泌各种神经递质，如去甲肾上腺素、乙酰胆碱、5-羟色胺、多巴胺、γ氨基丁酸等，通过突触后神经细胞表面的膜受体，影响神经分泌细胞。下丘脑与垂体之间已构成一个神经内分泌轴（表7-1-2），以调整周围内分泌腺及靶组织。内分泌系统对中枢神经系统包括下丘脑也有直接调整其功能的作用，一个激素可作用于多个部位，而多种激素也可作用在同一器官组织，包括神经组织，发挥不同的作用。应激情况下，促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)一促肾上腺皮质激素(ACTH)-皮质醇分泌增加，加强血糖的调节，提高血管对去甲肾上腺素的反应性，限制血容量丢失，减少组织损伤和炎症反应，CRH和皮质醇还可直．接作用于中枢神经和交感神经系统。（二）内分泌系统的反馈调节下丘脑、垂体与靶腺（甲状腺、肾上腺皮质和性腺）之间存在反馈调节，如CRH通过垂体门静脉而刺激垂体促肾上腺皮质激素分泌细胞分泌ACTH，而ACTH水平增加又可兴奋肾上腺皮质束状带分泌皮质醇，使血液皮质醇浓度升高，而升高的皮质醇浓度反过来可作用在下丘脑，抑制CRH的分泌，并在垂体部位抑制ACTH的分泌，从而减少肾上腺分泌皮质醇，维持三者之间的动态平衡，这种通过先兴奋后抑制达到相互制约保持平衡的机制，称为负反馈。但在月经周期中除了有负反馈调节，还有正反馈调节，如促卵泡素刺激卵巢使卵泡生长，通过分泌雌二醇，它不仅使促卵泡素分泌增加，而且还可促进黄体生成素及其受体数量增加，以便达到共同兴奋，促进排卵和黄体形成，这是一种相互促进，为完成一定生理功能所必需。反馈控制是内分泌系统的主要调节机制，使相处较远的腺体之间相互联系，彼此配合，保持机体内环境的稳定性，并克服各种病理状态。反馈调节现象也见于内分泌腺和体液代谢物质之间，例如胰岛β细胞的胰岛素分泌与血糖浓度之间成正相关，血糖升高可刺激胰岛素分泌，而血糖过低可抑制胰岛素分泌。应激时，血管加压素可促使ACTH、GH和PRL分泌增加，而全身性疾病时则可抑制下丘脑-垂体-甲状腺系统，减少甲状腺激素的分泌，产生低T↓3、低T↓4综合征。（三）免疫系统和内分泌功能内分泌、免疫和神经三个系统之间可通过相同的肽类激素和共有的受体相互作用，形成一个完整的调节环路。神经内分泌系统对机体免疫有调节作用，淋巴细胞膜表面有多种神经递质及激素的受体，表明神经内分泌系统通过其递质或激素与淋巴细胞膜表面受体结合介导免疫系统的调节。如糖皮质激素、性激素、前列腺素E等可抑制免疫应答，而生长素、甲状腺激素和胰岛素能促进免疫应答。乙酰胆碱、肾上