激素:内分泌細胞分泌的高效生物活性物質-中文百科頻道

化學定義

激素是由正常機體某些組織産生，然後彌散入血，由血液循環運輸到機體其他組織，發揮特殊生理作用的一類化學物質。

激素就是高度分化的内分泌細胞合成并直接分泌入血的化學信息物質，它通過調節各種組織細胞的代謝活動來影響人體的生理活動。由内分泌腺或内分泌細胞分泌的高效生物活性物質，在體内作為信使傳遞信息，對機體生理過程起調節作用的物質稱為激素。它是我們生命中的重要物質。

把通過血液循環或組織液起傳遞信息作用的化學物質，都稱為激素。激素的分泌均極微量，為毫微克（十億分之一克）水平，但其調節作用均極明顯。激素作用甚廣，但不參加具體的代謝過程，隻對特定的代謝和生理過程起調節作用，調節代謝及生理過程的進行速度和方向，從而使機體的活動更适應于内外環境的變化。

分類

激素按化學結構大體分為四類。

第一類為類固醇，如腎上腺皮質激素（皮質醇、醛固酮等）、性激素（雌激素、孕激素及雄激素等）。

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。

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、胰島素、降鈣素等。

第四類為脂肪酸衍生物，如前列腺素。

發展曆史

1853年，法國的巴納德研究了各種動物的胃液後，發現了肝髒具有多種不可思議的功能。貝爾納認為含有一種物質來完成這種功能。可是他沒有研究出這種物質，實際上那就是激素。

1880年，德國的奧斯特瓦爾德從甲狀腺中提出大量含有碘的物質，并确認這就是調節甲狀腺功能的物質。後來才知道這也是一種激素。

1889年，巴納德的學生西誇德發現了另一種激素的功能。他認為動物的睾丸中一定含有活躍身體功能的物質，但一直未能找到。

1901年，在美國從事研究工作的日本人高峰讓吉從牛的副腎中提取出調節血壓的物質，并做成晶體，起名為腎上腺素，這是世界上提取出的第一激素晶體。

1902年，英國生理學家斯塔林和貝利斯經過長期的觀察研究，發現當食物進入小腸時，由于食物在腸壁磨擦，小腸粘膜就會分泌出一種數量極少的物質進入血液，流送到胰腺，胰腺接到後就立刻分泌出胰液來。他們将這種物質提取出來，注入哺乳動物的血液中，發現即使動物不吃東西，也會立刻分泌出胰液來，于是他們給這種物質起名為“促胰液”。後來斯塔林和貝利斯給上述這類數量極少但有生理作用，可激起生物體内器官反應的物質起名為“激素”（荷爾蒙）。自從出現激素一詞後，新的激素又不斷地被發現，人們對激素的認識還在不斷地加深、擴大。

現在把凡是通過血液循環或組織液起傳遞信息作用的化學物質，都稱為激素。激素的分泌均極微量，為毫微克（十億分之一克）水平，但其調節作用均極明顯。激素作用甚廣，但不參加具體的代謝過程，隻對特定的代謝和生理過程起調節作用，調節代謝及生理過程的進行速度和方向，從而使機體的活動更适應于内外環境的變化。激素的作用機制是通過與細胞膜上或細胞質中的專一性受體蛋白結合而将信息傳入細胞，引起細胞内發生一系列相應的連鎖變化，最後表達出激素的生理效應。激素的生理作用主要是：通過調節蛋白質、糖和脂肪等物質的代謝與水鹽代謝，維持代謝的平衡，為生理活動提供能量；促進細胞的分裂與分化，确保各組織、器官的正常生長、發育及成熟，并影響衰老過程；影響神經系統的發育及其活動；促進生殖器官的發育與成熟，調節生殖過程；與神經系統密切配合，使機體能更好地适應環境變化。研究激素不僅可了解某些激素對動物和人體的生長、發育、生殖的影響及緻病的機理，還可利用測定激素來診斷疾病。許多激素制劑及其人工合成的産物已廣泛應用于臨床治療及農業生産。利用遺傳工程的方法使細菌生産某些激素，如生長激素、胰島素等已經成為現實，并已廣泛應用于臨床上。

産生作用機制

激素的作用機制是通過與細胞膜上或細胞質中的專一性受體蛋白結合而将信息傳入細胞，引起細胞内發生一系列相應的連鎖變化，最後表達出激素的生理效應。激素的生理作用主要是：通過調節蛋白質、糖和脂肪等物質的代謝與水鹽代謝，維持代謝的平衡，為生理活動提供能量；促進細胞的分裂與分化，确保各組織、器官的正常生長、發育及成熟，并影響衰老過程；影響神經系統的發育及其活動；促進生殖器官的發育與成熟，調節生殖過程；與神經系統密切配合，使機體能更好地适應環境變化。

研究激素不僅可了解某些激素對動物和人體的生長、發育、生殖的影響及緻病的機理，還可利用測定激素來診斷疾病。許多激素制劑及其人工合成的産物應用于臨床治療及農業生産。利用遺傳工程的方法使細菌生産某些激素，如生長激素、胰島素等已經成為現實，并已廣泛應用于臨床上，成為治療糖尿病，侏儒症等的良藥。

激素在人體内的量雖然不多，但是對健康卻有很大的影響，缺乏或是過多引發各種疾病，例如：生長激素分泌過多就會引起巨人症，分泌過少就會造成侏儒症；而甲狀腺素分泌過多就會引發心悸、手汗等症狀，分泌過少就易導緻肥胖、嗜睡等；胰島素分泌不足就會導緻糖尿病。許多激素制劑以及人工合成産物在醫學上及畜牧業中有重要用途。

狹義

廣義是指引起液體相互關聯的物質，但狹義即一般是把動物體内的固定部位（一般在内分泌腺内）産生的而不經導管直接分泌到體液中，并輸送到體内各處使某些特定組織活動發生一定變化的化學物質，總稱激素。W．M．Bayliss和E．H．St- arling（1902年）根據他們發現的物質腸促胰液肽（secretin），而對具有這種作用的物質首先賦予了“激素”的這一名稱和定義。即使極微量的激素也表現出其應有的作用，但它并不構成代謝底物，而是起調節物質的作用。

其作用機制，在甾類激素，經過激素和細胞質内受體的複合體與染色質結合，引起轉錄的活化，開始合成新的mRNA，進而合成酶蛋白、結構蛋白或調節蛋白。結果認為在細胞中出現了激素的這種作用。在肽類激素，認為與細胞膜直接反應，在細胞内通過cAMP發揮激素作用。如把脊椎動物的激素進行化學的分類，則可分成蛋白質、多肽系統（胰島素、胰高血糖素、腦下垂體的各種激素、甲狀旁腺激素），酚衍生物系統（腎上腺素、甲狀腺激素），甾類化合物系統（生殖腺激素，腎上腺皮質激素）。昆蟲前胸腺激素的蛻皮素屬甾類化合物系統，而咽側體的保幼激素是鍊狀碳氫化合物。此外，從海星的放射神經中抽出的海星生殖巢刺激物質是核苷酸。不論來源是細胞、組織或腺體，凡具有特殊生理作用的内分泌物，全部都稱為（廣義的）激素，不論是由細胞分泌的植物激素，或由不固定的非腺性組織分泌的創傷激素，在一切組織中普遍産生的副激素，個體分泌到體外可在個體之間發揮作用的信息素等，都可以歸入激素和其他範疇。另一方面，特定的神經細胞形成和分泌的神經性腦下垂體激素等神經分泌物質，則可歸入狹義的激素中，而乙酰膽堿、去甲腎上腺素等化學傳遞物質通常不歸入狹義的激素中。由于控制論的應用等，把激素作為個體内細胞間的信息傳遞物質的想法也增強了。

産生

激素是内分泌細胞制造的。

人體内分泌細胞有群居和散住兩種。

群居的形成了内分泌腺，如腦殼裡的腦垂體，脖子前面的甲狀腺、甲狀旁腺，肚子裡的腎上腺、胰島、卵巢及陰囊裡的睾丸。

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。

每一個内分泌細胞都是制造激素的小作坊。

大量内分泌細胞制造的激素集中起來，便成為不可小看的力量。

種類激素是化學物質。對各種激素的化學結構基本都搞清楚了。激素是調節機體正常活動的重要物質。它們中的任何一種都不能在體内發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，隻是直接或間接地促進或減慢體内原有的代謝過程。如生長和發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，減少則使生長發育遲緩。激素對人類的繁殖、生長、發育、各種其他生理功能、行為變化以及适應内外環境等，都能發揮重要的調節作用。

一旦激素分泌失衡，便會帶來疾病。激素隻對一定的組織或細胞（稱為靶組織或靶細胞）發揮特有的作用。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、結締組織和内髒上發揮特有作用，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。

激素的生理作用雖然非常複雜，但是可以歸納為五個方面：

第一，通過調節蛋白質、糖和脂肪等三大營養物質和水、鹽等代謝，為生命活動供給能量，維持代謝的動态平衡。

第二，促進細胞的增殖與分化，影響細胞的衰老，确保各組織、各器官的正常生長、發育，以及細胞的更新與衰老。例如生長激素、甲狀腺激素、性激素等都是促進生長發育的激素。

第三，促進生殖器官的發育成熟、生殖功能，以及性激素的分泌和調節，包括生卵、排卵、生精、受精、着床、妊娠及泌乳等一系列生殖過程。

第四，影響中樞神經系統和植物性神經系統的發育及其活動，與學習、記憶及行為的關系。第五，與神經系統密切配合調節機體對環境的适應。上述五方面的作用很難截然分開，而且不論哪一種作用，激素隻是起着信使作用，傳遞某些生理過程的信息，對生理過程起着加速或減慢的作用，不能引起任何新的生理活動。

一般特征

①信息傳遞作用；

②相對特異性；

③高效能生物放大作用(細胞内酶促放大作用)；

④相互作用。

作用及特點

作用

①調節三大物質代謝和水鹽代謝；

②促進生長、發育，影響衰老；

③影響CNS及生育（生殖器官的發育與成熟）；

④使機體更好地适應環境。

特點

1、高度專一性包括組織專一性和效應專一性。前者指激素作用于特定的靶細胞、靶組織、靶器官。後者指激素有選擇地調節某一代謝過程的特定環節。例如，胰高血糖素、腎上腺素、糖皮質激素都有升高血糖的作用，但胰高血糖素主要作用于肝細胞，通過促進肝糖原分解和加強糖異生作用，直接向血液輸送葡萄糖；腎上腺素主要作用于骨骼肌細胞，促進肌糖原分解，間接補充血糖；糖皮質激素則主要通過刺激骨骼肌細胞，使蛋白質和氨基酸分解，以及促進肝細胞糖異生作用來補充血糖。激素的作用是從激素與受體結合開始的。靶細胞介導激素調節效應的專一性激素結合蛋白，稱為激素受體。受體一般是糖蛋白，有些分布在靶細胞質膜表面，稱為細胞表面受體；有些分布在細胞内部，稱為細胞内受體，如甲狀腺素受體。

2、極高的效率激素與受體有很高的親和力，因而激素可在極低濃度水平與受體結合，引起調節效應。激素在血液中的濃度很低，一般蛋白質激素的濃度為10-10－10-12mol/L，其他激素在10-6－10-9mol/L。而且激素是通過調節酶量與酶活發揮作用的，可以放大調節信号。激素效應的強度與激素和受體的複合物數量有關，所以保持适當的激素水平和受體數量是維持機體正常功能的必要條件。例如，胰島素分泌不足或胰島素受體缺乏，都可引起糖尿病。

3、多層次調控内分泌的調控是多層次的。下丘腦是内分泌系統的最高中樞，它通過分泌神經激素，即各種釋放因子（RF）或釋放抑制因子（RIF）來支配垂體的激素分泌，垂體又通過釋放促激素控制甲狀腺、腎上腺皮質、性腺、胰島等的激素分泌。相關層次間是施控與受控的關系，但受控者也可以通過反饋機制反作用于施控者。如下丘腦分泌促甲狀腺素釋放因子（TRF），刺激垂體前葉分泌促甲狀腺素（TSH），使甲狀腺分泌甲狀腺素。

當血液中甲狀腺素濃度升高到一定水平時，甲狀腺素也可反饋抑制TRF和TSH的分泌。激素的作用不是孤立的。内分泌系統不僅有上下級之間控制與反饋的關系，在同一層次間往往是多種激素相互關聯地發揮調節作用。激素之間的相互作用，有協同，也有拮抗。例如，在血糖調節中，胰高血糖素等使血糖升高，而胰島素則使血糖下降。他們之間相互作用，使血糖穩定在正常水平。對某一生理過程實施正反調控的兩類激素，保持着某種平衡，一旦被打破，将導緻内分泌疾病。激素的合成與分泌是由神經系統統一調控的。

4、信使性。激素隻是充當“信使”（messenger）啟動靶細胞固有的、内在的一系列生物效應，而不作為某種反應成分直接參與細胞物質與能量代謝的環節。因為早就發現，激素與酶不一樣，隻對完整細胞起作用。激素作為“第一信使”與靶細胞受體結合後，在通過細胞内的”第二信使“激發與細胞固有反應相聯系的一種或多種信号轉到途徑，調節原有的生理生化過程，加強或減弱細胞的生物效應和生理功能。在發揮作用過程中，激素對其所作用的細胞，既不提供額外能量，也不添加新功能，而隻是在體内細胞之間傳遞生物信息。

傳遞方式

主要有：

①遠距分泌，激素釋放後直接進入毛細血管，經血液循環運送到遠距離的靶器官；

②旁分泌，激素釋放後進入細胞外液，通過擴散到達鄰近的靶細胞；

③神經分泌，神經細胞合成的激素沿軸漿流動運送到所連接的組織，或從神經末梢釋放入毛細血管，由血液運送至靶細胞；

④自分泌，激素被分泌入細胞外液後，又作用于分泌細胞自身。

激素代謝

激素的合成、貯存、釋放、運輸以及在體内的代謝過程，有許多類似的地方，但這部分内容大多數屬于生物化學範疇，本章僅就和生理學密切有關的方面簡述如下：

合成和貯存：

不同結構的激素，其合成途徑也不同。肽類激素一般是在分泌細胞内核糖體上通過翻譯過程合成的，與蛋白質合成過程基本相似，合成後儲存在胞内高爾基體的小顆粒内，在适宜的條件下釋放出來。胺類激素與類固醇類激素是在分泌細胞内主要通過一系列特有的酶促反應而合成的。前一類底物是氨基酸，後一類是膽固醇。如果内分泌細胞本身的功能下降或缺少某種特有的酶，都會減少激素合成，稱為某種内分泌腺功能低下；内分泌細胞功能過分活躍，激素合成增加，分泌也增加，稱為某内分泌腺功能亢進。兩者都屬于非生理狀态。

各種内分泌腺或細胞貯存激素的量可有不同，除甲狀腺貯存激素量較大外，其他内分泌腺的激素貯存量都較少，合成後即釋放入血液（分泌），所以在适宜的刺激下，一般依靠加速合成以供需要。

激素的分泌及其調節：

激素的分泌有一定的規律，既受機體内部的調節，又受外界環境信息的影響。激素分泌量的多少，對機體的功能有着重要的影響。

1、激素分泌的周期性和階段性由于機體對地球物理環境周期性變化以及對社會生活環境長期适應的結果，使激素的分泌産生了明顯的時間節律，血中激素濃度也就呈現了以日、月、或年為周期的波動。這種周期性波動與其它刺激引起的波動毫無關系，可能受中樞神經的“生物鐘”控制。

2、激素在血液中的形式及濃度激素分泌入血液後，部分以遊離形式随血液運轉，另一部分則與蛋白質結合，是一種可逆性過程。即遊離型+結合蛋白結合型，但隻有遊離型才具有生物活性。不同的激素結合不同的蛋白，結合比例也不同。結合型激素在肝髒代謝與由腎髒排出的過程比遊離型長，這樣可以延長激素的作用時間。因此，可以把結合型看作是激素在血中的臨時儲蓄庫。激素在血液中的濃度也是内分泌腺功能活動态的一種指标，它保持着相對穩定。如果激素在血液中的濃度過高，往往表示分泌此激素的内分泌腺或組織功能亢進；過低，則表示功能低下或不足。

3、激素分泌的調節已如前述激素分泌的适量是維持機體正常功能的一個重要因素，故機體在接受信息後，相應的内分泌腺是否能及時分泌或停止分泌。這就要機體的調節，使激素的分泌能保證機體的需要；又不至過多而對機體有損害。引起各種激素分泌的刺激可以多種多樣，涉及的方面也很多，有相似的方面，也有不同的方面，但是在調節的機制方面有許多共同的特點，簡述如下。

當一個信息引起某一激素開始分泌時，往往調整或停止其分泌的信息也反饋回來。即分泌激素的内分泌細胞随時收到靶細胞及血中該激素濃度的信息，或使其分泌減少（負反饋），或使其分泌再增加（正反饋），常常以負反饋效應為常見。最簡單的反饋回路存在于内分泌腺與體液成分之間，如血中葡萄糖濃度增加可以促進胰島素分泌，使血糖濃度下降；血糖濃度下降後，則對胰島分泌胰島素的作用減弱，胰島素分泌減少，這樣就保證了血中葡萄糖濃度的相對穩定。又如下丘腦分泌的調節肽可促進腺垂體分泌促激素，而促激素又促進相應的靶腺分泌激素以供機體的需要。

當這種激素在血中達到一定濃度後，能反饋性的抑制腺垂體、或下丘腦的分泌，這樣就構成了下丘腦——腺垂體——靶腺功能軸，形成一個閉合回路，這種調節稱閉環調節，按照調節距離的長短，又可分長反饋、短反饋和超短反饋。要指出的是，在某些情況下，後一級内分泌細胞分泌的激素也可促進前一級腺體的分泌，呈正反饋效應，但較為少見。

在閉合回路的基礎上，中樞神經系統可接受外環境中的各種應激性及光、溫度等刺激，再通過下丘腦把内分泌系統與外環境聯系起來形成開口環路，促進各級内分泌腺分泌，使機體能更好地适應于外環境。此時閉合環路暫時失效。這種調節稱為開環調節。

激素的代謝：

激素從分泌入血，經過代謝到消失（或消失生物活性）所經曆的時間長短不同。為表示激素的更新速度，一般采用激素活性在血中消失一半的時間，稱為半衰期，作為衡量指标。有的激素半衰期僅幾秒；有的則可長達幾天。半衰期必須與作用速度及作用持續時間相區别。激素作用的速度取決于它作用的方式；作用持續時間則取決于激素的分泌是否繼續。激素的消失方式可以是被血液稀釋、由組織攝取、代謝滅活後經肝與腎，随尿、糞排出體外。

作用機制

激素在血中的濃度極低，這樣微小的數量能夠産生非常重要的生理作用，其先決條件是激素能被靶細胞的相關受體識别與結合，再産生一系列過程。含氮類激素與類固醇的作用機制不同，現簡述如下：

含氮類激素：

它作為第一信使，與靶細胞膜上相應的專一受體結合，這一結合随即激活細胞膜上的腺苷酸環化酶系統，在Mg2+存在的條件下，ATP轉變為cAMP。cAMP為第二信使。信息由第一信使傳遞給第二信使。cAMP使胞内無活性的蛋白激酶轉為有活性，從而激活磷酸化酶，引起靶細胞固有的、内在的反應：如腺細胞分泌、肌肉細胞收縮與舒張、神經細胞出現電位變化、細胞通透性改變、細胞分裂與分化以及各種酶反應等等。自cAMP第二信使學說提出後，人們發現有的多肽激素并不使cAMP增加，而是降低cAMP合成。

新近的研究表明，在細胞膜還有另一種叫做GTP結合蛋白，簡稱G蛋白，而G蛋白又可分為若幹種。G蛋白有α、β、γ三個亞單位。當激素與受體接觸時，活化的受體便與G蛋白的α亞單位結合而與β、γ分離，對腺苷酸環化酶起激活或抑制作用。起激活作用的叫興奮性G蛋白（Gs）；起抑制作用的叫抑制性G蛋白（Gi）。

G蛋白與腺苷酸環化酶作用後，G蛋白中的GTP酶使GTP水解為GDP而失去活性，G蛋白的β、γ亞單位從新與α亞單位結合，進入另一次循環。腺苷酸環化酶被Gs激活時cAMP增加；當它被Gi抑制時，cAMP減少。要指出的是cAMP與生物效應的關系不經常一緻，故關于cAMP是否是唯一的第二信使尚有不同的看法，有待進一步研究。關于細胞内磷酸肌醇可能是第二信使的學說受到重視。這個學說的中心内容是：在激素的作用下，在磷脂酶C的催化下使細胞膜的磷脂酰肌醇→三磷肌醇+甘油二酯。二者通過各自的機制使細胞内Ca2+濃度升高，增加的Ca2+與鈣調蛋白結合，激發細胞生物反應的作用。

類固醇激素：

這類激素是分子量較小的脂溶性物質，可以透過細胞膜進入細胞内，在細胞内與胞漿受體結合，形成激素胞漿受體複合物，複合物通過變構就能透過核膜，再與核内受體相互結合，轉變為激素-核受體複合物，促進或抑制特異的RNA合成，再誘導或減少新蛋白質的合成。

激素還有其他作用方式。此外，還有一些激素對靶細胞無明顯的效應，但可能使其它激素的效應大為增強，這種作用被稱為“允許作用”。例如腎上腺皮質激素對血管平滑肌無明顯的作用，卻能增強去甲腎上腺素的升血壓作用。

含激素的外用藥膏：

皮炎平、皮康霜、恩膚霜、複方酮康唑霜、複方酮納樂霜、去炎松軟膏、樂膚液、皮康王、艾洛松、優卓爾、适确得、複方适确得、特美膚、索康、喜樂等。

含激素的滴眼液：

地塞米松磷酸鈉、可的松、強的松、的确當、百力特、點必舒、艾氟龍（氟美瞳）。

激素類藥物強弱表：

弱效：氫化可的松，醋酸氫化可的松，地塞米松，醋酸地塞米松。中效：曲安西龍，丁酸氫化可的松。強效：雙丙酸倍氯米松，哈西奈德，糠酸莫米松，氟輕松。最強效：丙酸氯倍他索，丙酸倍他米松，鹵美他松，倍氯美松，雙醋氟美松。

臨床應用

嚴重感染：

如中毒性菌痢、傷寒敗血症、暴發型流行性腦膜炎、中毒性肺炎等作用輔助治療。須和足量抗菌藥合用.

治療炎症及防止炎症後遺症

1）眼科局部用于虹膜炎、角膜炎（眼前部炎症），全身用于視網膜炎、視神經炎（眼後部炎症），可減輕炎症，抑制增生、粘連和疤痕形成；

2）可減少結核性腦膜炎、結核性腹膜炎等滲出，防止組織過度破壞，抑制粘連及疤痕形成。

3）早期用于心包炎、睾丸炎、損傷性關節炎、燒傷等，可減輕炎症，防止粘連及疤痕的後遺症。

抗休克：

為中毒性休克和過敏性休克的常用藥。

用于變态反應性疾病：

過敏性疾病如支氣管哮喘、過敏性休克、過敏性鼻炎、剝脫性皮炎、血管神經性水腫、血清病、嚴重輸血反應、過敏性皮炎、藥物性皮炎、頑固性荨麻疹、濕疹等。自身免疫性疾病如系統性紅斑狼瘡、風濕性關節炎、類風濕性關節炎、皮肌炎、風濕性心肌炎、硬皮病、腎病綜合症、慢性活動性肝炎、潰瘍性結腸炎、自身免疫性溶血性貧血、特發性血小闆減少性紫癜、天疱瘡、重症肌無力、風濕熱等。組織器官移植排斥反應。

治療血液病：

如急性淋巴細胞白血病、再生障礙性貧血、粒細胞減少症、血小闆減少症、自身免疫性溶血性貧血和過敏性紫癜等。

替代療法：

适用于治療垂體前葉功能減退症、腎上腺皮質功能不全症（包括腎上腺危象和阿狄森病）及腎上腺切除。

局部應用：

治療皮膚病如接觸性皮炎、濕疹、肛門瘙癢、牛皮癬等均有療效。