当前课程知识点：现代生物学导论 > 第十三讲 生殖和发育 > 13.1 激素的介绍 > 13.1 激素的介绍
说到激素和内分泌系统，大家首先想到的可能是青春期和脸上的粉刺
不过，激素和内分泌系统的功能可不仅仅于此
它们的功能还包括生殖和发育；日夜节律的调控
情绪的控制，体内平衡的维持等等
内分泌系统和神经系统是我们体内两大重要的调节系统
控制了所有的重要的生理过程
在这一章的学习中，我们首先讨论体内最重要的一种信号分子：激素
介绍激素的种类，运输方式和信号传导方式
然后，我们会讨论和激素信号传导紧密联系的系统：内分泌系统
内分泌系统和神经系统是调控体内所有生理过程的两大重要系统
两者间通过下丘脑的联系相互作用
两种系统参与的信号传导通路都涉及到正反馈和负反馈调控机制
比如十二指肠pH值的调控和催产素的释放
在理解激素和以前学过的遗传学的知识的基础上
我们进一步讨论动物的有性生殖，介绍配子的形成
激素对于生殖系统和生理周期的调控，以及胚胎在人类子宫中发育的情况
在这一章的最后3节，我们将讨论生物学中最复杂的问题：发育
动物的发育主要涉及受精、细胞的快速分裂、模式出现
形态发生、细胞分化和生长这几个主要过程
我们首先讨论受精和卵裂过程，然后重点讨论形态发生
这涉及到胚胎的变化，细胞迁移和细胞凋亡
最后，我们将讨论细胞命运决定和细胞分化，进一步了解生物的模式形成
在这一小节中，我们讨论激素
在第三章细胞通讯中我们讲到过一种细胞间信号传递的方式叫做内分泌信号传递
信号分子就是激素
激素是由内分泌腺产生的化学物质，随着血液运送到全身
这种信号分子的功能是非常强大的
它可以控制身体的生长，新陈代谢，神经信号传导等等
激素既然是一种信号分子，它在体内可以参与到信号传导通路当中
一般激素可以参与到以下两种信号传导通路中
第一种是内分泌信号传导，即信号分子扩散到血液当中
通过血液循环被传递到目标细胞
内分泌信号传导可以维持体内平衡，也就是稳态
还可以调控应激反应、生长和发育以及性行为等等
第二种是神经内分泌信号传导，即神经元分泌出神经性激素
扩散到血液当中，通过血液循环被传递到目标细胞
神经内分泌信号传导经常是用来调控内分泌信号传导的，我们会在后面讨论
我们根据激素的化学结构，把激素分成3类
多肽类激素、固醇类激素和胺类激素
多肽类激素是亲水的，像胰岛素、生长激素、催产素都属于多肽类激素
固醇类激素是疏水的，像皮质醇、性激素是属于这一类的
胺类激素当中，有的是亲水的，比如像肾上腺素
有的是疏水的，比如甲状腺素
由于激素的亲水性和疏水性的差异
决定了激素在体内进行信号传导的方式也不同
其中一个不同就是信号分子的受体蛋白的位置不同
水溶性激素它可以在水中自由运输，但是无法通过扩散作用通过细胞膜
因此，这类激素的受体蛋白都是在细胞表面
当激素和受体结合以后，诱发了细胞质中分子的变化
有时也会改变基因的转录
而脂溶性激素由于不溶于水，必需要和运输蛋白结合
保证了它在血液中是溶于水的这么一个性质
到达目标细胞以后，激素可以通过扩散通过细胞膜
和细胞质或者细胞核中的受体结合，改变了基因的转录
下面我们具体讨论一下这两类激素的信号传导
对于水溶性激素来说，当激素和受体结合以后，引发细胞的应答
应答可以是酶的激活，吸收或者分泌某种分子，或者是细胞骨架的重组
而且，有些细胞表面的受体结合会导致一些细胞质中的蛋白运动到细胞核中
从而改变基因的转录
下面，我们举一个肾上腺素的例子。当人体处在压力的状态
比如在奔跑中去赶公共汽车，肾上腺分泌出肾上腺素
当肾上腺素到达肝脏时，它会和肝脏细胞膜上的G蛋白耦合受体结合
结合以后会引发肝脏细胞内一系列级联反应合成第二信使: cAMP
cAMP然后会激活蛋白激酶A，促进糖原的分解
同时会抑制糖酵解中酶的活性
这个结果就是使得肝脏释放出大量的葡萄糖进入到血液当中
给奔跑中的人提供能量
对于疏水性的激素来说，完成信号传导都是在细胞内进行的
激素一般进入细胞膜，和细胞内受体结合
形成激素-受体复合体，然后这个复合体进入到细胞核
进入细胞核以后
这个复合体和DNA结合蛋白相作用或者结合DNA序列的相应部分
从而改变基因的表达
最著名的例子就是固醇类激素和其受体结合的例子
在雌性的鸟类和蛙类当中，雌二醇，这是一种雌激素
他会和肝脏细胞内的特定受体结合
结合以后，激活了编码卵黄蛋白原的基因的转录
把信使RNA翻译以后，卵黄蛋白原被细胞分泌
并通过血液运输到生殖系统中，用来产生蛋黄
其他激素比如维生素D，甲状腺激素等，不是固醇类激素
它们的受体一般在细胞核内
很多激素都会引起我们的身体产生不止一种反应，以肾上腺素为例
肾上腺素会激发肝脏中糖原的分解
它也会增加骨骼肌的血流量，而且也会降低消化器官的血流量
为什么一种激素可以激起我们体内这么多种反应呢？
一种情况是由于细胞的受体不同
另一种情况是由于细胞内负责信号传导的蛋白不同
我们来具体说明
在肝脏细胞中，肾上腺素会结合细胞膜上的beta受体
然后激活蛋白激酶A，从而调控糖原代谢的酶
导致葡萄糖被释放到血液当中
在骨骼肌肉的血管壁上的平滑肌细胞中，同样的蛋白激酶被激活
但是抑制了一种肌肉专有的酶的活性
导致了平滑肌的放松，血管舒张，因此增加了骨骼肌中的血流量
在小肠的血管壁上的平滑肌细胞当中，肾上腺素和alpha受体结合
然后激活了另一种G蛋白和不同的酶，导致了平滑肌的收缩
限制了到小肠的血流量
这就是激素的特征和其参与的信号传导的特征
-1.1 生物学的基本主题
-1.2 科学方法
--1.2 科学方法
-1.3 如何正确地评价科学结果
-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）
-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）
-课前小短片
--课前短片
-2.1 元素和化学键
-2.2 水和生命
--2.2 水和生命
-2.3 碳和生命的分子多样性
-2.4 大生物分子
-2.5 营养以及身体健康
-第二讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-3.1 细胞的结构和功能
-3.2 细胞膜和跨膜运输
-3.3 细胞间交流
-3.4 细胞分裂和细胞周期
-3.5 癌症与细胞分裂
-第三讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-4.1 热动力学和代谢
-4.2 自由能和代谢
-4.3 ATP的工作原理
-4.4 活化能和酶
-4.5 酶的反应特性和酶的调控
-4.6 细胞呼吸
--4.6 细胞呼吸
-4.7 光合作用
--4.7 光合作用
-第四讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-5.1 减数分裂和生命周期
-5.2 孟德尔遗传学
-5.3 孟德尔遗传学的延伸
-5.4 基因连锁和染色体互换
-5.5 伴性遗传
--5.5 伴性遗传
-5.6 非孟德尔遗传
-5.7 人类遗传学疾病及诊断
-第五讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-6.1 DNA是遗传物质
-6.2 DNA结构和染色体结构
-6.3 DNA的复制
-6.4 DNA的突变、损伤和修复
-6.5 DNA重组
-第六讲 遗传的分子基础--第六讲小测验
-课前小短片
--课前小短片
-7.1 基因表达综述
-7.2 基因表达的具体步骤
-7.3 突变和表型
-7.4 基因表达调控的特点
-7.5 原核生物的基因表达调控
-7.6 真核生物的基因表达调控
-7.7 表观遗传
--7.7 表观遗传
-第七节小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-8.1 重组DNA
-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序
-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究
-8.4 转基因植物
-8.5 DNA技术的应用
-8.6 生物的信息时代
-8.7 新药研发的基本过程
-第八章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-9.1 演化理论的介绍
-9.2 演化的证据
-9.3 Hardy-Weinberg定律
-9.4 改变种群中等位基因频率的机制
-9.5 自然选择
--9.5 自然选择
-9.6 物种的形成
-9.7 地球上生命的历史
-第九章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-10.1 动物的结构与功能
-10.2 反馈调节
-10.3 植物的结构和生长
-10.4 植物的营养和运输
-第十讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-11.1 病原体
--11.1 病原体
-11.2 免疫系统介绍
-11.3 先天性免疫
-11.4 适应性免疫中的受体识别
-11.5 体液免疫和细胞免疫
-11.6 免疫系统疾病
-11.7 免疫知识的应用
-第十一讲 免疫系统--第十一讲小测验
-12.1 神经元的结构和功能
-12.2 静息电位和动作电位
-12.3 突触传导和神经递质
-12.4 神经系统的组成
-12.5 脑的结构和功能
-12.6 神经系统疾病
-第十二章小测验--作业
-13.1 激素的介绍
-13.2 内分泌系统
-13.3 动物的生殖---配子的形成
-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖
-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育
-13.6 动物发育(1)
-13.7 动物发育(2)
-13.8 动物发育(3)
-第十三讲小测验--作业
-14.1 生态学的基本内容
-14.2 种群生态学
-14.3 种群间的相互作用
-14.4 生态系统
-14.5 生态系统中的物质循环
-14.6 生物多样性和物种
