【7.1.1】激素(Hormones)

一、定义

激素是在细胞之间低浓度就可以起作用的非营养信号分子.

激素最初是指是由特定的组织产生并分泌到血流之中,通过血液的转运到达特定的细胞、组织或器官,而引发这些细胞、组织或器官产生特定的生理、生化反应的一类化学物质。现一般认为,激素是一类非营养的、微量(微摩尔或更低浓度)就能起作用的在细胞间传递信号的化学物质。就动物而言,分泌激素的细胞称为内分泌细胞,受激素作用的细胞称为靶细胞。

二、分类

2.1 根据作用的距离

在以上定义的基础上,还可以根据作用的距离,将动物激素进一步分为:

  • 内分泌(endocrine)激素: 激素是由特定的组织产生并分泌到血流之中,通过血液的转运到 达特定的组织,而引发这些组织产生特定的生物学功能的一类化学物质.其中内分泌激素和神经内分泌激素的作用距离最远,且绝大多数激素属于这一类;
  • 神经内分泌(neuroendocrine)激素
  • 旁分泌(paracrine)激素; 旁分泌激素只作用于临近的细胞,作用时间短,如前列腺素;
  • 自分泌(autocrine)激素。自分泌激素则作用于原来分泌它的细胞,如刺激T细胞分裂的白介素-2(interleukin-2)。

2.2 据其来源和化学本质

激素的种类繁多,彼此之间的结构差别可能很大,但根据其来源和化学本质,可将它们分为:

  • 氨基酸衍生物激素
  • 肽类或蛋白质激素
  • 固醇类激素
  • 脂类激素

氨基酸衍生物激素衍生于特定的氨基酸,如Tyr或Trp。衍生于Tyr的激素有肾上腺素(epinephrine)、去甲肾上腺素(norepinephrine)和甲状腺素(thyroid hormones),衍生于Trp的激素有血清素(serotonin)和褪黑素(melatonin);肽类或蛋白质激素的种类最多,小到仅由三个氨基酸组成,大到由几百个氨基酸组成;固醇类激素均衍生于胆固醇,包括维生素D以及由肾上腺皮质和生殖腺分泌的皮质激素和性激素;脂类激素衍生于脂质,如花生四烯酸,包括前列腺素(prostacyclins)、凝血恶烷(thromboxanes)和白三烯(leukotrienes)。

2.3 按照溶解性质

按照溶解性质,可以将激素简单地分为水溶性激素和脂溶性激素。这两类激素的主要差别在于作用机制:脂溶性激素的疏水性质允许它们自由通过细胞膜,与胞内的受体结合,产生细胞内效应。但水溶性激素不能通过质膜,因此它们必须与细胞膜上的受体结合才能发挥作用。

疏水性激素与亲水性激素的比较(A comparison of Hydrophobic and Hydrophilic Hormones)

三、激素作用的步骤(Steps of Hormonal Action)

激素的作用具有特异性、高效性、饱和性和脱敏性等性质,其中以特异性最为重要。

  1. 激素的合成(Synthesis of hormone)
  2. 激素从内分泌细胞的释放(Release of hormone from the endocrinecell)
  3. 运输到靶细胞(Transport to the target cell)
  4. 与特异性受体结合,导致其激活(Binding of hormone by a specific receptor, leading to its activation)
  5. 一条或几条信号转导通路被启动(Initiation of one or more signal transduction pathways)
  6. 细胞功能的变化(Specific changes in cellular function)
  7. 信号的终止(Termination of signal)

四、激素作用的一般特征(Common characteristics of hormonal action)

  • 高度的特异性(Highly specific)
  • 通常需要第二信使(Usually involves the second messenger) *在微摩尔级浓度就可产生强烈的生物学效应(Powerful Biological Effects at micro-molar concentration)
  • 脱敏(Desensitization)
    1. 共价修饰(Covalentmodification)
    2. 受体数目的下调(Downregulationofreceptornumbers)
  • 终止(Termination)

参考资料

  • 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件
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