作者:盧少明 莫曾南 陳堅
關鍵詞:激素 尿石癥
尿石癥的病因比較復雜,它與自然環(huán)境、社會生活條件、全身代謝紊亂及泌尿系統(tǒng)本身的疾患有關,可以認為結石形成是多種因素綜合作用的結果。激素對泌尿系結石有一定的影響,主要是通過改變機體礦物質代謝,破壞尿中礦物質的平衡,使尿中致結石因素如草酸、尿酸、磷、鈣等物質排出增多,而尿中抑制結石成分如枸櫞酸、鎂排出減少,引起晶體析出、沉積和結石形成。我們將近年來國外有關激素在尿路結石形成過程中的作用研究綜述如下。
一、甲狀旁腺激素(PTH)
PTH是調節(jié)鈣、磷代謝的重要激素之一。一方面,PTH能使骨脫鈣、脫磷而重吸收至血循環(huán),使腎對鈣重吸收增加,對磷重吸收減少,尿磷排出增多。另一方面,可促進腎將25(OH)D3羥基化,成為活性更高的1,25(OH)2D3,后者能增加腸道鈣的吸收,進一步加重高血鈣。此外,PTH還可抑制腎小管重吸收碳酸氫鹽,使尿呈堿性,進一步加快腎結石形成,同時還可造成高氯血癥性酸中毒,促使血漿白蛋白與鈣結合減少,游離鈣增加造成高鈣血癥。PTH分泌過多造成體內鈣、磷代謝紊亂,引發(fā)尿石癥,已為多數(shù)學者所共識[1]。據(jù)報道,18%~40%原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進癥(PHPT)患者合并有尿石癥[1,2]。在腎臟,PTH和與蛋白相偶聯(lián)的細胞表面受體結合,激活位于腎小管基底側膜上腺苷酸環(huán)化酶,使細胞內cAMP增加并充當傳遞信息的第二信使而發(fā)揮調節(jié)鈣、磷代謝的作用。因此,測定尿cAMP含量可間接反映體內PTH水平,這是PTH經(jīng)典作用途徑[1,2]。Spiegel[2]發(fā)現(xiàn)除cAMP外,三磷酸肌醇和二?;视鸵材艹洚擯TH在細胞內的第二信使,它們被PTH激活后,也能調節(jié)細胞內鈣離子。Spiegel認為PTH病理生理作用包括:①對腎、骨的直接作用,可能對一些其他靶器官也有影響。②間接改變礦物質內部的穩(wěn)定性。PHPT患者,PTH過量分泌,可導致骨脫礦、腎石癥、高鈣血癥及尿石形成,同時其尿中結石抑制物枸櫞酸鹽比正常對照組低,對結石形成也有一定的影響。
盡管PTH在PHPT患者中的作用是肯定的,但在大多數(shù)尿石癥患者,通常PTH的作用是次要的,不明顯的。Lindsjo等[3]調查324例尿石癥患者,結果顯示大多數(shù)高尿鈣癥患者主要因為腸道鈣高吸收而不是高PTH作用所引發(fā)。同樣,Weisinger等[4]在72例尿石癥病例調查中發(fā)現(xiàn)無PHPT的高尿鈣患者PTH很低或測不出。低鈣飲食后,尿鈣與cAMP無關。他認為原發(fā)性腎漏鈣的患者,由于負鈣平衡可繼發(fā)PHPT,相反,原發(fā)性腸道高鈣吸收的病人PTH分泌則可能受到抑制??傊瑳]有任何證據(jù)顯示在特發(fā)性高尿鈣患者中繼發(fā)PHPT的存在,PTH水平變化是繼發(fā)的,不是致病的主要因素。
二、前列腺素
前列腺素E在特發(fā)性高尿鈣癥中可能也有一定的作用。Calo等[5]用雙氫克尿塞治療10例高尿鈣結石病人發(fā)現(xiàn):雙氫克尿塞能降低尿鈣、血前列腺素E2和1,25-(OH)2D3,升高PTH,但25(OH)D3無改變。此外,用藥前鈣與前列腺素E2呈正相關,用藥后相關性消失。Bicyclo-前列腺素E2與1,25(OH)2D3用藥前和用藥后均呈正相關。而25(OH)D3與1,25(OH)2D3在用藥后呈負相關。他認為前列腺素E2能激活1,α-羥化酶,使25(OH)D3轉化成1,25(OH)2D3,從而提高鈣的吸收。雙氫克尿塞通過阻斷前列腺素E2的合成來改變鈣的代謝。
三、糖皮質激素
腎上腺糖皮質激素有輕度抑制骨質,減少腎小管對鈣、磷的再吸收而增加其排泄的作用。長期使用糖皮質激素可使尿鈣、尿磷排出增加,產(chǎn)生高尿酸尿癥,導致腎鈣化和腎結石。Kamitsuka等[6]觀察19例支氣管、肺發(fā)育不全的新生兒經(jīng)地塞米松治療后,尿鈣排出量顯著增加,7例在7個月時發(fā)生腎鈣化,而對照組無一例出現(xiàn)。根據(jù)大約有10%肉芽腫樣病變的病人中患有腎石病的文獻報道,Rizzato等[7]調查618例該類病人,其中1%以鈣鹽沉積為特征性表現(xiàn),2.2%以此為首發(fā)體征。鈣鹽沉積發(fā)生率為一般群體的20多倍。類肉芽樣病變患者多呈慢性病變,需要類固醇激素的長期治療,提示了皮質類固醇激素與腎石癥的相關性。當然也不能排除類肉芽樣病變自身的影響。此外,也有報道神經(jīng)精神病患者經(jīng)皮質激素治療后,出現(xiàn)腎鈣化、尿鈣排出增多而血清鈣濃度正常的現(xiàn)象[6]。
四、生長激素(GH)
肢端肥大癥常伴有體內鈣磷代謝紊亂,據(jù)認為與此類病人中腎石癥的發(fā)病率高有關。Heilberg等[8]對14例肢端肥大癥病人行鈣負荷試驗,同時測定尿鈣離子、磷酸、尿酸、肌苷、尿cAMP水平。5例有高尿鈣,5例腸道高鈣吸收,6例高尿酸分泌,2例有腎石病。另外,臨床統(tǒng)計其他32例同類病人,追問病史,有2例患腎結石??梢姶祟惒∪酥心I石癥發(fā)病率遠較正常人群高,尿鈣、尿酸排泄量也明顯增多。Ieki等[9]調查了18例該類病人,13例有標準高尿鈣(尿鈣≥200mg/L或尿鈣/尿肌肝≥0.15)。其中7例通過KUB(4例)或CT(3例)檢查證實為尿石癥。6例垂體腺瘤病灶切除術后的病人,術前生長激素(GH)、尿鈣、尿鈣/尿肌酐和血漿生長素-C(Sm-C)明顯高于正常值范圍,口服鈣負荷試驗顯示高尿鈣主要是由于腸道鈣高吸收所致,即吸收性高尿鈣。術后GH、尿鈣/尿肌酐(5例)、尿鈣較術前明顯降低;24-(OH)D3、25(OH)D3(4例)和24,25(OH)2D3(3例)術后也都下降。盡管尿鈣或尿肌酐與1,25-(OH)2D3沒有任何聯(lián)系,術后4例尿鈣、尿肌酐水平回落正常的病人都伴有1,25(OH)2D3的減少。尿鈣或尿肌酐與Sm-C聯(lián)系密切。術前術后VitD3、PTH都在正常水平。他認為肢端肥大癥是由于生長激素(GH)分泌過多所致。過量的GH可過度促進細胞數(shù)增加,RNA、DNA及蛋白質合成,促進機體合成代謝旺盛,包括氮、磷、鉀、鈉的正平衡,鈣吸收特別是腸道鈣的吸收增加,鈣磷代謝紊亂,造成尿鈣經(jīng)腎排出增加。GH的作用機理盡管尚乏定論,但主要是通過Sm-C實現(xiàn)的。GH對PTH的影響不大。
五、性激素
尿中存在鈣鹽結晶體形成的促進物和抑制物,草酸鹽是一種重要的抑制物。尿路結石中,草酸鈣結石最常見,占80%。尿枸櫞酸鹽能與鈣結合形成一種比草酸更易溶的物質,從而減少尿中草酸鈣過飽和,減少尿中草酸鈣晶體的析出,阻止尿結石核生長。雌激素能刺激枸櫞酸鹽的分泌,所以女性尿枸櫞酸鹽量要比男性多,其尿石癥發(fā)病率也較男性低[4]。Lee等[10]在卵巢切除后的實驗雌鼠中觀察到尿枸櫞酸鹽的分泌量明顯下降。Marcus等[12]用雌激素、孕激素長期治療原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進的病人,發(fā)現(xiàn)雌激素能使多數(shù)老年女性病人的血、尿鈣降至正常,并能穩(wěn)定維持。認為雌激素可抑制甲狀旁腺素的活性,特別是甲狀旁腺素對骨骼的作用,從而降低血、尿鈣。用雌激素治療原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進合并尿石癥的病人有一定效果,孕激素雖有此作用但不如雌激素明顯。
Kuczera等[13]調查26例男性腎結石和14例健康男性發(fā)現(xiàn)腎結石病人雄激素、雌激素、FSH、尿鈣、尿草酸比對照組要高,提示性激素對腎結石的致病性[15]。Lee等[10,11]動物實驗發(fā)現(xiàn),在同量進食0.5%乙二醇(EG)致結石飲食4周的情況下,雄鼠尿草酸排出量明顯高于雌鼠;去勢雄鼠尿石癥發(fā)生率為14.3%,比正常雄鼠明顯降低;皮下種植睪酮去勢雄鼠尿石癥發(fā)生率回升至80%;皮下種植睪酮卵巢切除術后雌鼠尿石發(fā)生率也明顯提高(40%);皮下種植睪酮正常雌鼠發(fā)病率為10%。他認為,睪酮在尿路結石形成中有重要作用。雄激素有促進實驗鼠體內草酸鈣結石的形成,其機制目前仍不清楚,估計與肝內乙酸氧化酶(GAO)的活性有關。GAO由肝分泌,它能使體內乙二醇轉變?yōu)椴菟?,雄激素有激活此酶活性的作用,雌激素雖然能抑制此酶活性及增加尿枸櫞酸鹽的分泌,但作用甚微,至少在雄激素作用的掩蓋下,其抑制結石的效果可忽略不計。
此外,一些學者發(fā)現(xiàn)性激素對尿酸鹽代謝也有一定的影響,如體內睪酮的下降與胰高血糖素上升,性激素與前列腺素相互協(xié)同,據(jù)認為與門腔靜脈分流術后實驗鼠尿石癥幾乎發(fā)生在雄性而雌性極少出現(xiàn)有關,其作用主要使鼠尿尿酸鹽含量明顯上升,形成尿酸結石[14]。Terada等[15]認為雄雌激素相互作用可誘發(fā)組織增生及礦物質沉積,引起膀胱結石和腫瘤。
參考文獻:
[1]Alvarez Arryo MV,Trabaml,Rapade A,et al.Role of citric acid in primary hyperparathyroidism with renal lithiasis.Urol Res,1992,20∶88-90.
[2]Spiegel AM,Pathophysiology of primary hyperparathyroidism.J Bone Mine Res,1991,6∶15-17.
[3]Lindsjo M,Danielson BG,Fellstrom B,et al.Parathyroid function in relation to intestinal function and renal calcium reabsorption in patients with nephrolithiasis.Scand J Urol Nephrol,1991,26∶55-64.
[4]Weisinger JR.New insights into the pathogenesis of idiopathic hypercalciuria:the role of bone.Kidney Int,1996,49∶1057-1018.
[5]Calo L,Cantaro S,Marchini F,et al.Is hydrochlorothiazide-induced hypocalciuria due to inhibition of prostaglandin E2synthesis?Clin Sci Colch,1990,78∶321-325.
[6]Kamitsuka MD,Williams MA,Nyberg DA,et al.Renal calcification:a complication of dexamethasone therapy in preteen infants with bronchopulmonary dysplasia.J Perinatal,1995,15∶359-363.
[7]Rizzato G,Fraioli P,Montemurro L,et al.Nephrolithiasis as a presenting feature of chronic sarcoidosis.Thorax,1995,50∶555-559.
[8]Heilberg IP,Czepielewski MA,Ajzen H,et al.Metabolic factors for urolithiasis in acromegalic patients.Braz J Med Biol Res,1991,24∶687-696.
[9]Ieki Y,Miyakoshi H,Nagai Y,et al.The frequency and mechanisms of urolithiasis in acromegaly.Nippon-Naibunpi Gakkai Zasshi,1991,67∶755-763.
[10]Lee YH,Huang WC,Chiang H,et al.Determinant role of testosterone in the pathogenesis of urolithiasis in rats.J Urol,1992,147∶1134-1138.
[11]Lee YH,Huang WC,Huang JK,et al.Testosterone enchances whereasestrogen inhibits calcium oxalate stone formation in ethylene glycol treated rats.J Urol,1996,156∶502-505.
[12]Marcus R.Estrogens and progestins in the management of primary hyperparathyroidism.J Bone Mine Res,1991,2∶125-129.
[13]Kuczera M,Kiersztejn M,Kokot F,et al.Behavior of sex hormone and genadotropin secretion in men with active nephrolithiasis.Endokrynol Pol,1993,44∶539-548.
[14]Schramek P,Heidenreich A,Engelmann UH,et al.Sex-dependent urolithiasis in the portacaval shunt rat.Part I.Urol Int,1993,50∶77-81.
[15]Terada S,Suzuki N,Uchide K,et al.Effect of testosterone on the development of bladder tumors and calculi in female rats.Gynecol Obstet Invest,1992,34∶105-110.
激素(Hormone)音譯為荷爾蒙。它是我們生命中的重要物質。
激素是內分泌細胞制造的。人體內分泌細胞有群居和散住兩種。 群居的形成了內分泌腺,如腦殼里的腦垂體,脖子前面的甲狀腺、甲狀旁腺,肚子里的腎上腺、胰島、卵巢及陰囊里的睪丸。 散住的如胃腸粘膜中有胃腸激素細胞,丘腦下部分泌肽類激素細胞等。 每一個內分泌細胞都是制造激素的小作坊。 大量內分泌細胞制造的激素集中起來,便成為不可小看的力量。 激素是化學物質。 目前對各種激素的化學結構基本都搞清楚了。按化學結構大體分為四類。 <BR>第一類為類固醇,如腎上腺皮質激素、性激素。 <BR>第二類為氨基酸衍生物,有甲狀腺素、腎上腺髓質激素、松果體激素等。 <BR>第三類激素的結構為肽與蛋白質,如下丘腦激素、垂體激素、胃腸激素、降鈣素等。 <BR>第四類為脂肪酸衍生物,如前列腺素。 <BR> <BR>激素是調節(jié)機體正?;顒拥闹匾镔|。它們中的任何一種都不能在體內發(fā)動一個新的代謝過程。它們也不直接參與物質或能量的轉換,只是直接或間接地促進或減慢體內原有的代謝過程。如生長和發(fā)育都是人體原有的代謝過程,生長激素或其他相關激素增加,可加快這一進程,減少則使生長發(fā)育遲緩。激素對人類的繁殖、生長、發(fā)育、各種其他生理功能、行為變化以及適應內外環(huán)境等,都能發(fā)揮重要的調節(jié)作用。一旦激素分泌失衡,便會帶來疾病。 <BR> <BR>激素只對一定的組織或細胞(稱為靶組織或靶細胞)發(fā)揮特有的作用。人體的每一種組織、細胞,都可成為這種或那種激素的靶組織或靶細胞。而每一種激素,又可以選擇一種或幾種組織、細胞作為本激素的靶組織或靶細胞。如生長激素可以在骨骼、肌肉、結締組織和內臟上發(fā)揮特有作用,使人體長得高大粗壯。但肌肉也充當了雄激素、甲狀腺素的靶組織。 <BR> <BR>生長激素 <BR> <BR> <BR>我們通常所說的激素是指糖皮質激素。它是腎上腺分泌的幾種類固醇物質的總稱,醫(yī)生處方中的”強的松”,”考的松”,氫化考的松”,”地塞米松”等即為其人工合成物。這旨一種維持生命所必需的激素,能夠升高血糖,促進蛋白質分解,促進脂肪動員以提供熱量,并有增強心臟功能,促進食欲,退熱,抑制機體的免疫過程等作用,所以常用于哮喘,腎病綜合癥和許多自身免疫性疾病的治療,也常用于危重病人的搶救,對腎上腺皮質功能低下者更是必需。 <BR>糖皮質激素對維持體內脂肪組織的正常分布起著重要作用。長期服用激素會導致頭頸部及軀干部(尤其是腹部)脂肪聚積,而四肢脂肪減少,體內總脂肪量增加,外形上呈”向心性肥胖”,即面如滿月,軀干肥胖,而四肢相對瘦小。但激素的這種副作用與其種類,療程,總劑量等因素有關,如地塞米松引起食欲亢進,向心性肥胖的作用較為明顯,而氟羥強的松龍使食欲減退,故而較少出現(xiàn)向心性肥胖,但可引肌軟弱,神經(jīng)系統(tǒng)抑制等。一般療程越長,劑量越大,肥胖也越明顯。停用激素后,體重會逐漸下降,體型也逐漸恢復。 <BR> <BR>釋放激素 <BR> <BR>參考資料: <BR>激素的調節(jié) 為了保持機體內主要激素間的平衡,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用下,有一套復雜系統(tǒng)。激素一般以相對恒定速度(如甲狀腺素)或一定節(jié)律(如皮質醇,性激素)釋放,生理或病理因素可影響激素的基礎性分泌,也由傳感器監(jiān)測和調節(jié)激素水平。反饋調節(jié)系統(tǒng)是內分泌系統(tǒng)中的重要自我調節(jié)機制,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的信息經(jīng)過下丘腦,垂體到達外周腺體,由靶細胞發(fā)揮生理效應,其中任何一段均受正或負反饋調節(jié)的控制。 <BR>激素的傳輸 肽類激素在循環(huán)中主要呈游離形式,固醇激素和甲狀腺激素(除醛固醇酮外)均與高親和力的特異血漿蛋白結合,僅少量(約1-10%)呈有生物活笥的游離狀態(tài)。這種對結合與游離比例控制可以輔助性地調節(jié)腺體功能,既可以調節(jié)生物活性,又可以調節(jié)半衰期。 <BR>激素與受體 激素需與特異的受體結合以啟動其生理活性。不同激素可有不同的過程;多肽激素和兒茶酚胺與細胞表面受體結合,通過對基因的影響發(fā)揮其生物效應;胰島素與細胞表面受體結合后共同進入細胞內形成胰體素-受體復合物,再與第二受體結合產(chǎn)生生物效應,激素與受體的結合為特異性的,并且是可逆性的,符合質量與作用定律。 <BR> <BR>激素的分類 <BR>激素的種類繁多,來源復雜,按其化學性質可分為兩大類(表11-1): <BR>(一)含氮激素 <BR>1.肽類和蛋白質激素 主要有下丘腦調節(jié)肽、神經(jīng)垂體激素、腺垂體激素、胰島素、甲狀旁腺激素、降鈣素以及胃腸激素等。 <BR>2.胺類激素 包括腎上腺素、去甲腎上腺素和甲狀腺激素。 <BR>(二)類固醇(甾體)激素 <BR>類固醇激素是由腎上腺皮質和性腺分泌的激素,如皮質醇、醛固酮、雌激素、孕激素以及雄激素等。另外,膽固醇的衍生物棗1,25-二羥維生素D3也被作為激素看待。 <BR>此外,前列腺素廣泛存在于許多組織之中,由花生四烯酸轉化而成,主要在組織局部釋放,可對局部功能活動進行調節(jié),因此可將前列腺看作一組局部激素。 <BR>表11-1 主要激素及其化學性質 <BR>主要來源 激素 英文縮寫 化學性質 <BR>下丘腦 促甲狀腺激素釋放激素 TRH 三肽 <BR>促性腺激素釋放激素 GnRH 十肽 <BR>生長素釋放抑制激素(生長抑素) GHRIH 十四肽 <BR>長征素釋放激素 GHRH 四十四肽 <BR>促腎上腺皮制裁激素釋放激素 CRH 四十一肽 <BR>促黑(素細胞)激素釋放因子 MRF 肽 <BR>促黑(素細胞)激素釋放抑制因子 MIF 肽 <BR>催乳素釋放因子 PRF 肽 <BR>催乳素釋放抑制因子 PIF 多巴肽(?) <BR>升壓素(抗利尿激素) VP(ADH) 九肽 <BR>催產(chǎn)素 OXT 九肽 <BR>腺垂體 促腎上腺皮持激素 ACTH 三十九肽 <BR>促甲狀素皮質激素 TSH 糖蛋白 <BR>卵泡刺激素 FSH 糖蛋白 <BR>黃體生長素(間接細胞刺激素) LH(ICSH) 糖 蛋白 <BR>促黑(素細胞)激素 MSH 十三肽 <BR>生長素 GH 蛋白質 <BR>催乳素 PRL 蛋白質 <BR>甲狀腺 甲狀腺素(四碘甲腺原氨酸) T4 胺類 <BR>三碘甲腺原氨酸 T3 胺類 <BR>甲狀腺C細胞 降鈣素 CT 三十二肽 <BR>甲狀旁腺 甲狀旁腺激素 PTH 蛋白質 <BR>胰島 胰島素 蛋白質 <BR>胰高血糖素 二十九肽 <BR>胰多肽 三十六肽 <BR>糖皮質激素(如皮質醇) 類固醇 <BR>鹽皮激素(如醛固酮) 類固醇 <BR>髓質 腎上腺素 E 胺類 <BR>去甲腎上腺素 NE 胺類 <BR>睪丸:間質細胞 睪酮 T 類固醇 <BR>支持細胞 抑制素 糖 蛋白 <BR>卵巢、胎盤 雌二醇 E2 類固醇 <BR>雌三醇 E3 類固醇 <BR>孕酮 P 類固醇 <BR>胎盤 絨毛膜促性腺激素 CG 糖蛋白 <BR>消化道、腦 胃泌素 十七肽 <BR>膽囊收縮素-促胰酶素 CCK-PZ 三十三肽 <BR>促胰液素 二十七肽 <BR>心房 心房利尿鈉肽 ANP 二十一、二十三肽 <BR>松果體 褪黑素 胺類 <BR>胸腺 胸腺激素 肽類 <BR><BR><BR> <BR>激素作用的一般特性 <BR>激素雖然種類很多,作用復雜,但它們在對靶組織發(fā)揮調節(jié)作用的過程中,具有某些共同的特點。 <BR>(一)激素的信息傳遞使用 <BR>內分泌系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)一樣,是機體的生物信息傳遞系統(tǒng),但兩者的信息傳遞形式有所不同。神經(jīng)信息在神經(jīng)纖維上傳輸時,以電信號為信息的攜帶者,在突觸或神經(jīng)-效應器接頭外處,電信號要轉變?yōu)榛瘜W信號,而內分泌系統(tǒng)的信息只是把化學的形式,即依靠激素在細胞與細胞之間進入信息傳遞。不論是哪種激素,它只能對靶細胞的生理化過程起加強或減弱的作用,調節(jié)其功能活動。例如,生長素促進生長發(fā)育,甲狀腺激素增強代謝過程,胰島素降低血糖等。在這些作用中,激素既不能添加成分,也不能提供能量,僅僅起著“信使”的作用,將生物信息傳遞給靶組織,發(fā)揮增強或減弱靶細胞內原有的生理化生化近程的作用。 <BR>(二)激素作用的相對特異性 <BR>激素釋放進入血液被運送到全身各個部位,雖然他們與各處的組織、細胞有廣泛接觸,但有此激素只作用于某些器官、組織和細胞,這稱為激素作用的特異性。被激素選擇作用的器官、組織和細胞,分別稱為靶器官、靶組織和靶細胞。有些激素專一地選擇作用于某一內分泌腺體,稱為激素的靶腺。激素作用的特異性與靶細胞上存在能與該激素發(fā)生特異性結合的受體有關。肽類和蛋白質激素的受體存在于靶細胞膜上,而類固醇激素與甲狀腺激素的受體則位于細胞漿或細胞核內。激素與受體相互識別并發(fā)生特異性結合,經(jīng)過細胞內復雜的反應,從而激發(fā)出一定的生理效應。有些激素作用的特異性很強,只作用于某一靶腺,如促甲狀腺激素只作用于甲狀腺,促腎上腺皮質激素只作用于腎上腺皮質,而垂體促性腺激素只作用于性腺等。有些激素沒有特定的靶腺,其作用比較廣泛,如生長素、甲狀腺激素等,它們幾乎對全身的組織細胞的代謝過程都發(fā)揮調節(jié)作用,但是,這些激素也是與細胞的相應受體結合而起作用的。 <BR>(三)激素的高效能生物放大作用 <BR>激素在血液中的濃度都很低,一般在納摩爾(n mol/L),甚至在皮摩爾(p mol/L)數(shù)量級,雖然激素的含量甚微,但其作用顯著,如1mg的甲狀腺激素可使機體增加產(chǎn)熱量約4200000 J(焦耳)。激素與受體結合后,在細胞內發(fā)生一系列酶促放大作用,一個接一個,逐級放大效果,形成一個效能極市制生物放電系統(tǒng)。據(jù)估計,一個分子的胰高血糖素使一個分子的腺苷酸環(huán)化酶激活后,通過cAMP-蛋白激酶??杉ず?0000個分子的磷酸化酶。另外,一個分子的促甲狀腺激素釋放激素,可使腺垂體釋放十萬個分子的促甲狀腺激素。0.1μg的促腎上腺皮質激素釋放激素,可引起腺垂體釋放1μg促腎上腺皮持激素,后者能引起腎上腺皮質分泌40μg糖 皮質激素,放大了400倍。據(jù)此不難理解血中的激素濃度雖低,但其作用卻非常明顯,所以體液中激素濃度維持相對的穩(wěn)定,對發(fā)揮激素的正常調節(jié)作用極為重要。 <BR>(四)激素間的相互作用 <BR>當多種激素共同參與某一生理活動的調節(jié)時,激素與激素之間往往存在著協(xié)同作用或拮抗作用,這對維持其功能活動的相對穩(wěn)定起著重要作用。例如,生長素、腎上腺素、糖皮質激素及胰高血糖素,雖然使用的環(huán)節(jié)不同,但均能提高血糖,在升糖效應上有協(xié)同作用;相反;胰島素則以降低血糖,與上述激素的升糖效應有拮抗作用。甲狀旁腺激素與1,12-二羥維生素D3對血鈣的調節(jié)是相輔相成的,而降鈣素則有拮抗作用。激素之間的協(xié)同作用與拮抗作用的機制比較復雜,可以發(fā)生在受體水平,也可以發(fā)生在受體后信息傳遞過程,或者是細胞內酶促反應的某一環(huán)節(jié)。例如,甲狀腺激素可使許多組織(如心、腦等)β-腎上腺素能受體增加,提高對兒茶酚胺的敏感性,增強其效應。孕酮與醛固醛在受體水平存在著拮抗作用,雖然孕酮與醛固酮受體的親和性較小,但當孕酮濃度升高時,則可與醛固酮競爭同一受體,從而減弱醛固酮調節(jié)水鹽代謝的作用。前列環(huán)素(PGI2)可使血小板內cAMP增多,從而抑制血小板聚集;相反,血栓素A2(TXA2)卻能使血小板內cAMP減少,促進血小板的聚集。 <BR>另外,有的激素本身并不能直接對某些器官、組織或細胞產(chǎn)生生理效應,然而在它存在的條件下,可使另一種激素的作用明顯增強,即對另一種激素有調節(jié)起支持作用。這種現(xiàn)象稱為允許作用(permissive action)。糖皮質激素的允許作用是最明顯的,它對心肌和血管平滑肌并元收縮作用,但是,必須有糖皮質激素有存在,兒茶酚胺才能很好地發(fā)揮對心血管的調節(jié)作用。關于允許作用的機制,至今尚未完全清楚。過去認為,允許作用是由于糖皮質激素抑制兒茶酚-O-甲基移位酶,使兒茶酚胺降解速率減慢,導致兒茶酚胺作用增強?,F(xiàn)在通過對受體和受體水平的研究,也可以調節(jié)受體介導的細胞內住處傳遞過程,如影響腺苷酸環(huán)化酶的活性以及cAMP的生成等。 <BR> <BR>激素作用的機制 <BR>激素作為信息物質與靶細胞上的受體結合后,如何把信息傳遞到細胞內,并經(jīng)過怎樣的錯綜復雜的反應過程,最終產(chǎn)生細胞生物效應的機制,一直是內分泌學基礎理論研究的重要領域。近一二十年來,隨著分子生物學的發(fā)展,關于激素作用機制的研究,獲得了迅速進展,不斷豐富與完善了關于激素作用機制的理論學說。激素按其化學性質分為兩在類棗含氮激素和類固醇激素,這兩類激素有作用機制也完全不同,現(xiàn)分別敘述。 <BR>(一)含氮激素有作用機制棗第二信使學說 <BR>第二信使學說是Sutherland等于1965年提出來的。Sutherland學派在研究糖原酵解第一步所需限速酶棗磷酸化酶的活性時,發(fā)胰高血糖素與腎上腺素可使肝勻漿在APT、Mg2+與腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase,AC)的作用下產(chǎn)生一種新物質,這種物質具有激活磷酸體酶從而催化糖原酵解的作用。實驗證明,它是環(huán)-磷腺苷(cyclic AMP,cAMP),在Mg2+存在的條件下,腺苷酸化酶促進ATPA轉變?yōu)閏AMP。CAMP在磷酸二酯酶(phosphodiesterase)的作用下,降解為5ˊAMP。隨后,進一步發(fā)現(xiàn)cAMP之所以能激活磷酸化酶,是由于cAMP激活了另一種酶,即依賴cAMP的蛋白激酶(cAMP-dependent protein kinase,cAMP-PK,PKA)而完成的。 <BR>Sutherland綜合這些資料提出第二信使學說,其主要內容包括:①激素是第一信使,它可與靶細胞膜上具有立體構型的專一性受體結合;②激素與受體結合后,激活漠上的腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng);③在mg2+楔存在的條件下,腺苷酸環(huán)化酶促使ATP轉變?yōu)閏AMP,cAMP是第二信使,信息由第一信使傳遞給第二信使;④cAMP是使無活性的蛋白激酶(PKA)激活。PKA具有兩個亞單位,即調節(jié)亞單位與催化亞單位。CAMP與PKA的調節(jié)亞單位結合,導致調節(jié)亞單位與催化亞脫離而使PKA激活,催化細胞內多種蛋白質發(fā)生磷酸化反應,包括一些蛋白發(fā)生磷酸化,從而引起靶細胞各種生理生化反應。 <BR>以cAMP為第二信使學說的指出,推動了激素作用機制的研究工作迅速深入發(fā)展。近年來的研究資料表明,cAMP并不是唯一的第二信使,可能作為第二信使的化學物質還有cGMP、三磷酸肌醇、二酰甘油、Ca2+等。另外,關于細胞表現(xiàn)受體調節(jié)、腺苷酸環(huán)化酶活化機制、蛋白激酶C的作用等方面的研究都取得了很大進展,現(xiàn)概述如下: <BR>1.激素與受體的相互作用 <BR>激素有膜受體多為糖蛋白,其結構一般分為三部分:細胞膜外區(qū)段、質膜部分和細胞膜內區(qū)段。細胞膜外區(qū)段含有許多糖基,是識別激素并與之結合的部位。激素分子和靶細胞受體的表現(xiàn),均由許多不對稱的功能基團構成極為復雜而又可變的立體構型。激素和受體可以相互誘導而改變本身的構型以適應對方的構型,這就為激素與受體發(fā)生專一性結合提供了物質基礎。 <BR>激素與受體的結合力稱為親和力(affinity)。一般來說,由于相互結合是激素作用的第一步,所以親和力與激素的生物學作用往往一致,但激素的類似物可與受體結合而不表現(xiàn)激素的作用,相反卻阻斷激素與受體相結合。實驗證明,親和力可以隨生理條件的變化而發(fā)生改變,如動物性周期的不同階段,卵巢顆粒細胞上的的卵泡刺激素(FSH)受體的親和力是不相同的。某一激素與受體結合時,其鄰近受體的親和力也可出現(xiàn)增高或降低的現(xiàn)象。 <BR>受體除表現(xiàn)親和力改變外,其數(shù)量也可發(fā)生變化。有人用淋巴細胞膜上胰島素受體進行觀察發(fā)現(xiàn),如長期使用大劑量的胰島素,將出現(xiàn)胰島素受體數(shù)量減少,親和力也降低;當把胰島素的量降低后,受體的數(shù)量和親和力可恢復正常。許多種激素(如促甲狀腺激素、絨毛膜促性腺激素、黃體生成素、卵泡刺激素等)都會出現(xiàn)上述情況。這種激素使其特異性受體數(shù)量減少的現(xiàn)象,稱為減衰調節(jié)或簡稱下調(down regulation0)。下調發(fā)生的機制可能與激素-受體復合物內移入胞有關。相反,有些激素(多在劑量較小時)也可使其特異性受體數(shù)量增多,稱為上增調節(jié)或簡稱上調(up regulation),如催乳素、卵泡刺激素、血管緊張素等都可以出現(xiàn)上調現(xiàn)象。下調或上調現(xiàn)象說明,受體或上調現(xiàn)象說明,受體的合成與降解處于動態(tài)平衡之中,其數(shù)量是這一平衡的結果,它的多少與激素有量相適應,以調節(jié)靶細胞對激素有敏感性與反應強度。 <BR>2.G蛋白在信息傳遞中的作用 <BR>激素受體與腺苷酸環(huán)化酶是細胞膜上兩類分開的蛋白質。激素受體結合的部分在細胞膜的外表面,而腺苷環(huán)化酶在膜的胞漿面,在兩者之間存在一種起耦聯(lián)作用的調節(jié)蛋白——鳥苷酸結合蛋白(guanine nucleotide-binding regulatory protein),簡稱G蛋白。G蛋白由α、β和γ三個亞單位組成,α亞單位上有鳥苷酸結合位點。當G蛋白上結合的鳥苷酸為GTP時則激活而發(fā)揮作用,但當G蛋白上的GTP水解為GDPA時則失去活性。當激素與受體結合時,活化的受體便與G蛋白的α亞單位結合,并促使其與β、γ亞單位脫離,才能對腺苷酸環(huán)化酶起激活或抑制作用。 <BR>G蛋白可分為興奮型G蛋白(Gs)和抑制型G蛋白Gi。Gs的作用是激活腺苷酸環(huán)化酶,從而使cAMP生成增多;Gi的作用則是抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性,使cAMP生成減少。有人提出,細胞膜的激素受體也可分為興奮型(Rs)與抑制型(Ri)兩種,它們分別與興奮性激素(Hs)或抑制性激素(Hi)發(fā)生結合,隨后分別啟動Gs或 Gi,再通過激活或抑制腺苷酸環(huán)化酶使cAMP增加或減少而發(fā)揮作用。 <BR>3.三磷酸肌醇和二酰甘油為第二信使的信息傳遞系統(tǒng) <BR>許多含氮激素是以cAMP為第二信使調節(jié)細胞功能活動的,但有些含氮激素的作用信息并不以cAMP為媒介進行傳遞,如胰島素、催產(chǎn)素、催乳素、某些下丘腦調節(jié)肽和生長因子等。實驗證明,這些激素作用于膜受體后,往往引起細胞膜磷脂酰肌醇轉變成為三磷酸肌醇(inositol-1,4,5,triphosphate,IP3)和二酰甘油(diacylglycerol,DG),并導致胞漿中Ca2+濃度增高。近年來,有人提出IP3和DG可能是第二信使的學說引起人們的重視,并且得到越來越我的實驗證實。這一學說認為,在激素的作用下,可能通過G蛋白的介導,激活細胞膜內的磷脂酶C(phosphinositol-specific phospholipase C.PLC),它使由磷脂酰肌醇(PI)二次磷酸化生成的磷脂酰二磷肌醇(PIP2)分解,生成 IP3和DG。DG生成后仍留在膜中,IP3則進入胞漿。在未受到激素作用時,細胞膜幾乎不存在游離的DG,細胞內IP3的含量也極微,只有在細胞3受到相應激素作用時,才加速PIP2的降解,大量產(chǎn)生 IP3和DG。IP3的作用是促使細胞內Ca2+貯存庫釋放Ca2+進入 胞漿。細胞內Ca2+主要貯存在線粒體與內質網(wǎng)中。實驗證明,IP3引起Ca2+的釋放是來自內質網(wǎng)而不是線粒體,因為在內質網(wǎng)膜上有IP3受體,IP3與其特異性受體結合后,激活Ca2+通道,使Ca2+從內質網(wǎng)中進入胞漿。IP3誘發(fā)Ca2+動員 最初發(fā)反應是引起暫短的內質網(wǎng)釋放Ca2+,隨后是由Ca2+釋放誘發(fā)作用較長的細胞外Ca2+內流,導致胞漿中Ca2+濃度增加。Ca2+與細胞內的鈣調蛋白(calmodulin,CaM)結合后,可激活蛋白酶,促進蛋白質磷酸化,從而調節(jié)細胞的功能活動。 <BR>DG的作用主要是它能特異性激活蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)PKC的激活依賴于Ca2+的存在。激活的PKC與PKA一樣可使多種蛋白質或酶發(fā)生磷酸化反應,進而調節(jié)細胞的生物效應。另外,DG的降解產(chǎn)物花生四烯酸是合成前列腺素的原料,花生四烯酸與前列腺素的過氧化物又參與鳥苷酸環(huán)化酶的激活,促進cGMP的生成。CGMP作為另一種可能的第二信使,通過激活蛋白激酶G(PKG)而改變細胞的功能。 <BR>(二)類固醇激素作用機制棗基因表達學說 <BR>因固醇激素的分子?。ǚ肿恿績H為300左右)、呈脂溶性,因此可透過細胞膜進入細胞。在進入細胞之后,經(jīng)過兩個步驟影響基因表面而發(fā)揮作用,故把此種作用機制稱為二步作用原理,或稱為基因表達學說。 <BR>第一步是激素與胞漿受體結合,形成激素-胞漿受體復合物。在靶細胞將中存在著類固醇激素受體,它們是蛋白質,與相應激素結合特點是專一性強、親和性大。例如,子宮組織胞漿的雌二醇受體能與17β-雌二醇結合,而不能與17α-雌二醇結合。激素與受體的親和性大小與激素的作用強度是平行的。而且胞漿受體的含量也隨靶器官的功能狀態(tài)的變化而發(fā)生改變。當激素進入細胞內與胞漿受體結合后,受體蛋白發(fā)生構型變化,從而命名激素-胞漿受體復合物獲得進入核內的能力,由胞漿轉移至核內。第二步是與核內受體相互結合,形成激素-核受體復合物,從而激發(fā)DNA的轉錄過程,生成新的mRNA,誘導蛋白質合成,引起相應的生物效應。 <BR>近年來由于基因工程技術的發(fā)展與應用,不少類固醇激素的核內受體的結構已經(jīng)清楚。它們是特異地對轉錄起調節(jié)作用的蛋白,其活性受因固醇激素的控制。核受體主要有三個功能結構域:激素結合結構域、DNAA結構結構域和轉錄增強結構域。一旦激素與受體結合,受體的分子構象發(fā)生改變,暴露出隱蔽于分子內部的DNA結合結構域及轉錄增強結構域,使受體DNA結合,從而產(chǎn)生增強轉錄的效應。另外,政治家實驗資料表明,在DNA結合結構域可能有一個特異序列的氨基酸片斷,它起著介導激素受體復合物與染色質中特定的部位相結合,發(fā)揮核定位信號的作用。 <BR>甲狀腺激素雖屬含氮激素,但其作用機制卻與類固醇激素相似,它可進入細胞內,但不經(jīng)過與胞漿受體結合即進入核內,與核受體結合調節(jié)基因表達。 <BR>應該指出,含氮激素可作用于轉錄與翻譯階段而影響蛋白質的合成;反過來,類固醇激素也可以作用于細胞膜引起基因表達學說難以解釋的某引起現(xiàn)象。</FONT>
<P>?</P></td>
提供復制所需的3′羥基。DNA聚合酶沒有催化兩個游離dNTP聚合的能力,RNA核苷酸聚合酶和引物酶都可以催化游離NTP聚合,在適當?shù)奈恢冒凑誅NA模板的配對序列,由RNA聚合酶(引物酶)催化,NTP聚合生成引物,引物合成的方向也是5′端至3′端,這樣已合成的引物必然會留有3′-OH末端,而不是5′磷酸末端,此時在DNA聚合酶Ⅲ(DNA-polⅢ)催化下,靠酶的β-亞基辨認引物,第一個新鏈的dNTP就與引物3′-OH末端生成磷酸二酯鍵,已聚合的新鏈同樣在每一反應完成后留有3′-OH端,則復制就可進行下去。
本文地址:http://www.mcys1996.com/zhongyizatan/62323.html.
聲明: 我們致力于保護作者版權,注重分享,被刊用文章因無法核實真實出處,未能及時與作者取得聯(lián)系,或有版權異議的,請聯(lián)系管理員,我們會立即處理,本站部分文字與圖片資源來自于網(wǎng)絡,轉載是出于傳遞更多信息之目的,若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益,請立即通知我們(管理員郵箱:douchuanxin@foxmail.com),情況屬實,我們會第一時間予以刪除,并同時向您表示歉意,謝謝!