当前课程知识点:普通生物学 > 第四章 高等动物体的结构与功能 > 第六节 内分泌系统 > 4.6.2 激素的作用机制
激素作为一种化学信使
可以与靶细胞膜上的受体结合
或者是与细胞质内
或者是细胞核内的受体结合
从而引起信号转导的过程
并最终产生生物效应
这个调节过程至少包括了三个环节
第一是激素与受体相互识别并结合
第二是激素受体复合物的信号转导
第三是转导信号进一步引起生物效应
下面我们就分别介绍含氮激素
和类固醇激素的作用机制
首先来介绍含氮激素的作用机制
由于这类激素多数是属于水溶性的
它不能够进入细胞
激素只能与靶细胞膜上的
专一性受体结合
再将信号传递到胞内
我们以肾上腺素为例
肾上腺素首先与靶细胞
也就是肝细胞表面的受体结合
这样就激活了腺苷酸环化酶系统
立即催化细胞质中的ATP
将ATP转变为了环腺苷酸
也就是cAMP
接着cAMP再引起细胞内
发生一系列的代谢反应
依次激活了依赖cAMP的蛋白激酶A
进一步激活磷酸化激酶、
糖原磷酸化酶
最终引起生物效应就是
肝糖原被分解为葡萄糖
所以激素作为第一信使
cAMP就作为了第二信使
这类激素的作用机制也称为第二信使学说
由这个cAMP引起的细胞反应
有多种,比如说细胞生长、
细胞分裂、
细胞的分泌、代谢的上调或者是下调
还有心肌的收缩加强等等
这些都是由cAMP引起的细胞反应
虽然cAMP是大多数肽类
与胺类激素的第二信使
但是它并不是唯一的
而且往往需要与其他的因素配合
比如说与cGMP、IP3和钙离子等等相互配合
才能够充分地发挥作用
我们依然还是以肾上腺素为例
肾上腺素有两种受体α受体和β受体
如果肾上腺素与α受体结合
那么它就是通过另外一种G蛋白
激活磷脂酶C
将膜上的特定的磷脂脱下来
形成三磷酸肌醇
也就是IP3
那么这个IP3就进一步促使内质网释放钙离子
钙离子再与钙调素
也就是CaM结合
引起激素的效应
所以IP3-钙离子也可以作为
第二信使系统
如果肾上腺素与β受体结合
那么它就会通过G蛋白
激活的是腺苷酸环化酶
它是以cAMP作为第二信使
刚才我们已经讲过了
从刚才的讲述中我们已经知道
人体细胞内至少存在两种第二信使系统
一种是以cAMP作为第二信使
另外还可以以IP3-钙离子作为第二信使
那么人体细胞内存在
多种第二信使系统有什么优势呢
大家可以想一下
比如说胰岛素和肾上腺素
在肝细胞当中的作用是完全相反的
肾上腺素它是通过cAMP作为第二信使
结果是将肝糖原分解成葡萄糖
而胰岛素的作用
促使葡萄糖转化为肝糖原
那么很显然
胰岛素就不可能以cAMP作为第二信使
推测可能是以IP3-钙离子
作为第二信使而发挥作用的
下面我们来介绍第二类激素
类固醇激素的作用机制
类固醇激素分子非常小
它是脂溶性的
可以透过细胞膜进入靶细胞
它的受体是位于胞质内或者是细胞核内
请看这张示意图
当类固醇激素穿过细胞膜进入细胞之后
会立即与胞浆中的受体
结合形成激素受体蛋白复合物
随后这个复合物又穿过核膜进入核内
激活特定的DNA的转录过程
并促进新的mRNA的形成
诱导生成新的蛋白质
因此进一步发挥相应的生理效应
也有的类固醇激素进入细胞之后
会直接经过胞质进入核内
与细胞核内的受体结合
来进一步调节基因的表达
由于类固醇激素影响的
是特定基因的表达
所以类固醇激素的作用机制
也称为基因表达学说
之前我们已经讲过
类固醇激素主要包括
肾上腺皮质激素和性激素
一般认为
肾上腺皮质分泌的
糖皮质激素和盐皮质激素
它们的受体主要存在于胞质中
性激素的受体可以是在胞质中
也可以是在细胞核内
而固醇类激素
它的受体则主要是位于细胞核内
甲状腺素虽然是胺类激素
属于含氮类激素
但是由于它是脂溶性的
可以穿过靶细胞的细胞膜进入细胞内
所以它的作用机制
与类固醇激素相似
请看这张示意图
甲状腺素T4进入细胞之后
先转变成T3
因为只有T3才能够进入细胞核内
T3进入核内之后与核内的受体蛋白结合
形成激素受体复合物
随后再激活特定基因的转录
因此甲状腺素的作用机制
也是基因调节机制
现在我们通过这张示意图
对刚才介绍的两类激素的作用机制
进行一个比较
激素的作用机制主要有两类
按照第二信使学说
水溶性的含氮激素
与靶细胞膜表面的受体结合之后
激活的是腺苷酸环化酶系统
通过第二信使
也就是cAMP激活一系列的酶
从而引起细胞内的代谢反应
而类固醇激素是进入细胞内
与细胞内的受体结合
这个受体可以是在胞质内或者是细胞核内
接着再启动特定DNA的转录
合成新的蛋白质
总之水溶性的含氮激素
只能作用于细胞表面的受体分子
这类激素的信号转导
促进机体产生快速的反应
脂溶性的类固醇激素
可以透过细胞质膜
与细胞质
或者是细胞核内的受体蛋白结合
启动特异性基因的转录和表达
固醇类激素的作用时间往往比较长
它可以持续几小时甚至几天
-绪论
--绪论
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-第一节 细胞概述
-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述
-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第三节 真核细胞的结构
-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构
-第四节 细胞的能量代谢
-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢
-第五节 细胞的分裂与分化
-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化
-第一节 遗传的分子基础
-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础
-第二节 基因的表达调控
-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控
-第三节 生物技术及其应用
-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用
-第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第一节 高等植物体的细胞与组织
-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织
-第二节 植物的生长
-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长
-第三节 植物的生殖和发育
-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育
-第四节 植物的营养与运输
-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输
-第五节 植物生长发育的调控
--3.5.6 乙烯
-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控
-第一节 动物的组织
--4.1.5 软骨
--4.1.6 硬骨
--4.1.7 血液
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-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统
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-第三节 呼吸系统--作业
-第四节 循环系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统
-第五节 内环境的控制
-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制
-第六节 内分泌系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统
-第七节 神经系统与神经调节
-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节
-第八节 生殖与胚胎发育
-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育
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