激素的作用原理?

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人体是由细胞组成的,细胞的生长、发育、繁殖等生命现象离不开蛋白质等物质,而激素则是由细胞制造而成并直接作用于靶细胞的化学物。也就是说 ,在细胞层面,激素可以调控基因的表达,进而调控蛋白质的合成;而在整体水平上,激素可以通过血液、组织液等在细胞间传递信息,调节各个器官的功能活动。 因此可以说,分子层面(细胞和分子遗传学)的研究为研究激素的作用提供了重要的理论基础。

上世纪五十年代初,科学家们建立了人体胰岛细胞培养系统和酶化学分析系统,为研究胰岛素作用提供了重要工具。1958年,Stern等人首次证明胰岛素可以通过胰岛素受体介导的途径发挥降糖作用。随后几十年,人们又发现了许多种参与血糖调节的激素,如胰高血糖素、生长抑素、甲状腺激素等,而这些激素的作用机理也逐渐明晰。 除激素外,还有一些生理活性物质也可影响血糖水平,比如钙离子、一氧化氮等。近年来,随着对信号转导通路研究的深入,人们对这些物质的作用机理也有了新的认识。

总之,从分子细胞生物学到分子遗传学再从整体动物实验到临床药物试验,正是由于这些相互关联而又层次分明的基础研究,才不断地揭示着激素等生理活性物质调节血糖作用的奥秘,也为寻找防治糖尿病的药物提供了新思路。

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激素发挥作用的机制(信号转导)十分复杂,不同的激素有不同的机制。现在知道,激素发挥作用的基本方式主要有两种:

亲脂性激素(类固醇激素和甲状腺激素)可以穿过细胞膜进入核内,与核内相应的受体蛋白结合形成激素-受体复合物,该复合物再与相应的DNA(称激素反应元件)结合,促进mRNA转录,增多相应蛋白质(主要是酶蛋白等)的合成,从而发挥激素的作用。例如皮质醇可以直接进入脂肪细胞,促进脂肪分解酶的合成,从而增强脂肪分解。

亲水性激素(蛋白质和肽类激素)不能透过细胞膜,只能与细胞膜上的受体(G-蛋白偶联受体)结合,通过第二信使而发挥作用。第二信使有环磷酸腺苷(cAMP)、钙离子等。例如肾上腺素可刺激脂肪细胞产生cAMP,后者再促进脂肪分解酶的活性,而增强脂肪细胞的脂肪分解。

上面是激素的基本作用方式,它们还可以通过上述某些环节的基因表达产物,作用于其它器官与组织,或反馈作用于本身与上级器官,形成新的激素,发挥更为复杂的作用。

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