腺垂体是体内最重要的内分泌腺。腺垂体分泌的7种主要激素均为蛋白质或肽类。其中促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、卵泡刺激素和黄体生成素均有各自的靶腺,此类激素通过促进靶腺合成、分泌激素而发挥生理作用,因此将这些激素称为“促激素”。而生长素、催乳素与促黑素细胞激素是直接作用于靶组织或靶细胞,起到各自的功能调节作用。
(一)生长素
1.生长素的生理作用
(1)促进生长作用:机体的生长发育受到多种激素的影响,生长素促进生长发育的作用至关重要。生长素作用于全身各组织、器官,特别对促进骨骼、肌肉及内脏器官的生长发育作用更为显著。实验证明,幼年动物切除垂体后,生长立即停滞,如能及时补充生长素,则可使动物恢复生长和发育。临床观察可见,假如人幼年时期生长素分泌不足,则生长滞缓、身材矮小,称为侏儒症;若幼年时期生长素分泌过多,则可引起巨人症;在成年后生长素分泌过多,由于骨骺已经闭合,长骨不再生长,而肢端短骨、颌面部骨骼边缘及其软组织增生,以致出现手足粗大、鼻大、唇厚、下颌突出及内脏器官增大等现象,称为肢端肥大症。
生长素的促生长作用是通过其诱导靶细胞产生生长素介质(somatomedin,SM)实现的。因其化学结构和胰岛素的化学结构近似并具有其生物学活性,故又称为胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)。机体的大多数组织可以产生生长素介质,它既可以通过远距分泌的形式发挥作用,也可以通过旁分泌或自分泌的形式在局部起作用。
生长素介质的主要作用是促进软骨生长,它除了促进钙、磷、钠、钾、硫等多种元素进入软骨组织外,还能促进氨基酸进入软骨细胞,增强DNA、RNA和蛋白质的合成,促进软骨组织增殖和骨化,使长骨加长,同时也能刺激多种组织细胞有丝分裂。
(2)促进代谢作用:生长素对代谢过程影响广泛,促进氨基酸进入细胞,加速蛋白质合成;促进脂肪分解,加速脂肪酸氧化;抑制外周组织对葡萄糖的摄取和利用,减少葡萄糖的消耗,升高血糖水平。生长素分泌过多时,可因血糖升高而引起糖尿,称为垂体性糖尿。
2.生长素分泌的调节
(1)下丘脑对生长素分泌的调节:腺垂体生长素的分泌受下丘脑生长素释放激素与生长抑素的双重调控。生长素释放激素可促进腺垂体生长素的分泌,而生长抑素则抑制其分泌。一般认为,在整体条件下,生长素释放激素作用占优势,经常性的调节腺垂体生长素的分泌;而生长抑素在应激刺激引起生长素分泌过多时,才显著地发挥对生长素分泌的抑制作用(图13-4)。
图13-4 生长素分泌的调节示意图
表示促进;表示抑制
(2)反馈调节:血中生长素含量降低时,可反馈性引起下丘脑GHRH释放增多。同时生长素介质对生长素的分泌也有负反馈调节作用。(www.xing528.com)
(3)其他调节因素:①睡眠:人在进入慢波睡眠后生长素分泌增加,约60min左右达高峰。转入快波睡眠后,生长素分泌减少。觉醒状态人体生长素的分泌较少。慢波睡眠对促进生长和体力恢复是有利的。50岁后,这种分泌峰消失。②代谢因素:在能量供应缺乏时,如低血糖、运动、饥饿及应激刺激,都可引起生长素分泌增多,其中低血糖是最有效的刺激,血中氨基酸与脂肪酸增多也可引起生长素分泌增多。③某些激素,例如甲状腺激素、雌激素与睾酮均能促进生长素分泌。在青春期,由于血中雌激素或睾酮浓度增高可显著增加生长素的分泌。
(二)催乳素
催乳素(prolactin,PRL)化学结构与人生长素近似,故两者的生理学作用有交叉。
1.催乳素的生理作用
(1)对乳腺的作用:催乳素可促进乳腺生长发育、引起并维持乳腺分泌乳汁。女性在青春期,乳腺的发育主要与雌激素、孕激素、生长素、糖皮质激素、甲状腺激素及催乳素的作用有关,多种激素相互协同。妊娠期,催乳素、雌激素与孕激素分泌增多,使乳腺组织进一步发育,乳腺的泌乳条件逐渐成熟,此时血中雌激素与孕激素浓度过高,抑制催乳素的泌乳作用,故乳腺虽具备泌乳能力却不泌乳。分娩后,血中雌激素和孕激素水平大大降低,催乳素发挥其始动和维持乳腺分泌的作用。
(2)对性腺的作用:催乳素与黄体生成素相互配合,促进黄体的形成并维持孕激素分泌。催乳素可刺激黄体生成素受体的生成,促进排卵和黄体生成,促进孕激素与雌激素的分泌。实验表明:小剂量催乳素对卵巢雌激素、孕激素的合成有促进作用,但大量催乳素则有抑制效应。在男性,催乳素促进前列腺及精囊的生长,增强黄体生成素对间质细胞的作用,促进睾酮的合成。
(3)在应激反应中的作用:应激状态下,血中催乳素浓度升高,而且往往与促肾上腺皮质激素和生长激素的增加同时出现,可见催乳素也参与应激反应。
2.催乳素分泌的调节 催乳素的分泌受下丘脑催乳素释放因子与催乳素释放抑制因子的双重调节。前者促进腺垂体催乳素分泌,后者抑制其分泌,平时以催乳素释放抑制因子的抑制作用为主。在哺乳期,婴儿吸吮母亲乳头时可反射性引起催乳素分泌增多。此外,促甲状腺激素释放激素对催乳素发泌也有促进作用。
(三)促黑激素
分散于腺垂体远侧部的部分细胞分泌促黑激素(melanophore stmulating hormone,MSH),促黑激素的靶细胞是机体的黑素细胞。促黑激素的主要生理学作用是促进黑素细胞中的酪氨酸酶的合成和激活,从而促进酪氨酸转变为黑色素,使皮肤与毛发等处的颜色加深。有人根据白种人和黑种人血中的促黑激素浓度基本相同,且正常人血中的浓度又很低,因此认为人体肤色与促黑激素关系不大。但在病理情况下,如肾上腺皮质功能过低(Addison病)时,血中的促肾上腺皮质激素和促黑激素都增多,患者皮肤的色素沉着可能与此有关。
促黑激素的分泌受到下丘脑分泌的促黑激素释放因子和促黑激素释放抑制因子的双重调节。前者促进促黑激素分泌,后者抑制其分泌,通常以促黑激素释放抑制因子的抑制作用占优势。
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