动物激素
动物激素(Animal Hormones) 是由内分泌腺或散在内分泌细胞分泌的化学信使,通过体液运输至靶器官或靶细胞,调节生理功能、代谢、生长发育及行为等。以下是动物激素的系统总结:
1. 激素的分类
(1) 按化学结构分类
| 类型 | 特点 | 代表激素 |
|---|---|---|
| 类固醇激素 | 脂溶性,来源于胆固醇 | 皮质醇、睾酮、雌激素、醛固酮 |
| 肽类/蛋白质激素 | 水溶性,由氨基酸链构成 | 胰岛素、生长激素、促甲状腺激素 |
| 胺类激素 | 由酪氨酸衍生,部分水溶性 | 肾上腺素、甲状腺素(T4)、褪黑素 |
| 脂肪酸衍生物 | 局部作用,脂溶性 | 前列腺素、血栓素 |
(2) 按作用范围分类
内分泌激素:经血液远距离作用(如胰岛素)。
旁分泌激素:作用于邻近细胞(如生长抑素)。
自分泌激素:作用于自身细胞(如某些细胞因子)。
2. 主要内分泌腺及其激素
(1) 下丘脑-垂体轴
下丘脑:
释放激素:促甲状腺激素释放激素(TRH)、促性腺激素释放激素(GnRH)。
抑制激素:生长抑素(抑制生长激素释放)。
垂体:
腺垂体:分泌生长激素(GH)、促甲状腺激素(TSH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)。
神经垂体:储存并释放抗利尿激素(ADH)、催产素。
(2) 甲状腺与甲状旁腺
甲状腺:分泌甲状腺素(T4/T3),调节代谢、生长发育。
甲状旁腺:分泌甲状旁腺激素(PTH),调控血钙平衡。
(3) 肾上腺
肾上腺皮质:
糖皮质激素(皮质醇):应激反应、免疫抑制。
盐皮质激素(醛固酮):钠钾平衡。
肾上腺髓质:分泌肾上腺素和去甲肾上腺素(“战斗或逃跑”反应)。
(4) 胰腺
胰岛β细胞:分泌胰岛素(降低血糖)。
胰岛α细胞:分泌胰高血糖素(升高血糖)。
(5) 性腺
睾丸:分泌睾酮(精子发生、第二性征)。
卵巢:分泌雌激素、孕酮(月经周期、妊娠维持)。
3. 激素的作用机制
(1) 信号传递途径
膜受体途径(水溶性激素):
G蛋白偶联受体(如肾上腺素→cAMP信号通路)。
酪氨酸激酶受体(如胰岛素→PI3K/Akt通路)。
核受体途径(脂溶性激素):
类固醇激素进入细胞,与核受体结合后调控基因表达(如雌激素→促进卵泡发育)。
(2) 激素的反馈调节
负反馈:靶腺激素抑制上级腺体活动(如皮质醇抑制下丘脑CRH和垂体ACTH分泌)。
正反馈:罕见,如排卵前雌激素高峰促进LH分泌(LH峰)。
4. 激素的生理功能
| 功能范畴 | 关键激素 | 作用 |
|---|---|---|
| 代谢调节 | 胰岛素、胰高血糖素、甲状腺素 | 调控血糖、脂质代谢、基础代谢率 |
| 生长发育 | 生长激素(GH)、甲状腺素 | 促进骨骼生长、组织修复 |
| 应激反应 | 肾上腺素、皮质醇 | 提高心率、血糖,抑制炎症 |
| 生殖与性功能 | 睾酮、雌激素、促性腺激素 | 维持性征、配子生成、妊娠调控 |
| 水盐平衡 | 醛固酮、抗利尿激素(ADH) | 调节钠钾重吸收、尿液浓缩 |
5. 激素异常与疾病
(1) 分泌不足
糖尿病:胰岛素缺乏(1型)或抵抗(2型)。
甲状腺功能减退:T4减少(如桥本甲状腺炎),导致代谢减缓、体重增加。
阿狄森病:肾上腺皮质功能不全,皮质醇和醛固酮缺乏。
(2) 分泌过多
甲状腺功能亢进:T4过量(如Graves病),引起心悸、消瘦。
库欣综合征:皮质醇过多,导致向心性肥胖、高血糖。
肢端肥大症:成年后GH过量,骨骼和软组织过度生长。
6. 激素研究与应用
检测技术:放射免疫测定(RIA)、ELISA、质谱法。
激素疗法:
替代治疗:甲状腺素(甲减)、胰岛素(糖尿病)。
抑制治疗:GnRH类似物(前列腺癌)。
农业与养殖:生长激素促进畜禽生长(如牛生长激素BST)。
7. 进化视角
保守性:部分激素(如胰岛素)在进化中高度保守,从昆虫到人类均有类似功能。
多样性:生殖激素(如催产素)在不同物种中功能分化(哺乳类促进分娩,鱼类调控生殖行为)。
总结
动物激素通过精密的内分泌网络调控生命活动,其合成、释放与反馈调节维持机体稳态。理解激素机制不仅对疾病诊疗(如糖尿病、甲状腺疾病)至关重要,也为农业、生物技术提供应用基础(如合成激素、基因编辑改良)。未来研究或聚焦于激素受体的精准靶向及人工激素的设计,以应对代谢性疾病与老龄化挑战。
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