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关于肾上腺相关激素的分泌调节

2017-05-18张爱清肖家元

中学生物学 2017年4期
关键词:激素

张爱清 肖家元

摘 要 肾上腺是人体的重要内分泌腺之一。在版本众多的高中生物教材中均不同程度地提到了肾上腺所分泌的激素。但都涉及较少,语焉不详,辅材相关解析亦众说纷纭,给广大师生带来了极大的困惑。简要介绍了肾上腺相关激素,并对其分泌和调节做了总结性的陈述,同时指出了易陷入其中的教学误区。

关键词 肾上腺 激素 分泌调节

中图分类号 Q-49 文献标志码 E

肾上腺由在结构与功能上完全不同的髓质和皮质组成。它们构成了两个独立的内分泌腺体。肾上腺皮质由外向内分为球状带、束状带和网状带,分泌类固醇(甾体类)激素。球状带细胞分泌盐皮质激素,主要是醛固酮(见旧人教版高中生物书全一册),参与机体水盐代谢调节;束状带细胞分泌糖皮质激素,包括可的松(皮质素)和氢化可的松(皮质醇)等,在物质代谢调节及应激反应中起重要作用;网状带细胞分泌性激素,如脱氢表雄酮(DEHA)和雌二醇。肾上腺髓质是交感神经特殊的部分,既属于自主性神经系统又属于内分泌系统,其嗜铬细胞合成和分泌儿茶酚胺(CA):肾上腺素(E)、去甲肾上腺素(NE)和多巴胺(DA)。这里的肾上腺素是肾上腺髓质的主要激素,在生物习题中出现较多。

1 肾上腺皮质激素分泌的分级调节

肾上腺皮质激素是肾上腺皮质部分分泌多种激素的总称。下丘脑、腺垂体及肾上腺皮质三者共同构成相互协调的反馈性调节系统,即下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴(图1)。当机体受到各种有害刺激,如缺氧、创伤、手术、饥饿、疼痛、寒冷以及精神紧张和焦虑不安等,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素(CRH),促使垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH)的分泌。血中ACTH含量立即增加,糖皮质激素浓度也随之增多。受下丘脑CRH的促进作用和血中糖皮质激素水平的负反馈调节,由腺垂体产生的ACTH可以直接刺激肾上腺髓质激素的合成。肾上腺皮质激素这种典型的分级调节,也存在着反馈调节机制。依赖这种调节方式的腺体除肾上腺皮质外还有性腺、甲状腺等。

一般将能引起ACTH与糖皮质激素分泌增加的各种刺激称为应激刺激,而产生的反应称为应激。应激是通过下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质系统发生的非特异性反应,它是通过下丘脑CRH神经元释放CRH,使腺垂体ACTH分泌增加,再使糖皮质激素分泌也相应增多,从而提高血糖水平,保持葡萄糖对重要器官的供应;同时对儿茶酚胺的血管反应起允许作用,加强血压调节反应,增强机体对有害刺激的抵抗力。

2 肾上腺素的分泌调节

肾上腺素是一种由肾上腺髓质释放的激素和神经传送体。其生理作用主要有两方面:强心升压、抑制内脏平滑肌活动以及升高血糖,在应激反应,体温调节和血糖调节中均有涉及。行使不同作用的肾上腺素,产生过程和方式并不相同。

2.1 肾上腺素与应急反应

在新课标教材必修3第33页,以拓展题的形式在题干中做了相关介绍。肾上腺的髓质分泌肾上腺素,它的分泌活动受内脏神经的直接支配。在恐惧、严重焦虑、剧痛、失血等紧急情况下,肾上腺素的分泌增多,人表现为警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心率加速等特征。在这一过程中,交感神经和肾上腺素的作用(即神经调节和体液调节)很难区分,它们相互配合,有利于机体应付紧急的情况。另外,在此章节的问题探讨中,也提到了“过山车现象”。人由于紧张,会紧握双拳、发出叫喊等,这些反应与神经调节有关;心跳和呼吸加快、血压上升等与激素调节有关。在这种紧张的状态下,肾上腺、垂体等一收到神经系统的信号,就分泌多种激素进行应急。如果此时检测血液,发现能使心跳和呼吸加快的肾上腺素含量也明显升高。

肾上腺髓质是交感神经特殊的部分,既属于自主性神经系统又属于内分泌系统,肾上腺髓质受内脏大神经交感神经胆碱能节前纤维支配,两者组成交感-肾上腺髓质系统。在紧急情况下,机体通过交感-肾上腺髓质系统发生的这种适应性反应,称之为应急反应,进而使血中肾上腺素和去甲肾上腺素水平明显升高,其作用是:

① 提高中枢神经系统兴奋性,使机体警觉性提高,反应灵敏;

② 提高心率及心缩力,使心输出量增加,血液循环加速;

③ 血液重新分配,有利于重要器官的血液供应;

④ 物质代谢变化:肝糖原分解加强,血糖升高;脂肪分解加强,血中游离脂肪酸增加,有利于满足机体的能量需求;

⑤ 支气管平滑肌舒张,肺通气量增加,出现应急反应。

此外,各种有害刺激也同时激活了下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质系统。这种通过交感-肾上腺髓质的应急反应与通过下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质系统的应激反应,两者相辅相成,共同加强机体的适应能力。

2.2 肾上腺素与血糖调节

在人体血糖调节中,下丘脑可通过神经使肾上腺髓质分泌肾上腺素。血糖浓度一旦降低,下丘脑中枢就会发出信号使交感神经活动增强:

① 通过肝交感神经末梢直接促进肝糖原分解;

② 使肾上腺髓质迅速分泌肾上腺素,增强糖原分解,增强糖异生作用,并降低组织摄取葡萄糖和抑制胰岛素的分泌,以便提高血糖浓度,缓解低血糖;

③ 刺激胰高血糖素分泌,促进肝糖原分解和糖异生。

此外,低血糖还刺激下丘脑释放促肾上腺皮质激素(ACTH)和生长素释放因子,促使垂体前叶分泌ACTH和生长素。ACTH又刺激肾上腺皮質分泌糖皮质激素,促进糖异生,抑制外周组织利用葡萄糖。

可见,与血糖调节有关的激素除了教材中介绍的胰岛素和胰高血糖素外,还有肾上腺素、甲状腺素、糖皮质激素、生长激素等,这些激素相互协调、相互影响,通过不同的代谢途径而使血糖含量升高,详见图2。

2.3 肾上腺素与体温调节

当机体处于寒冷环境中时,肾上腺素和甲状腺激素协同作用,增强代谢,增加产热从而维持体温稳定。肾上腺素和去甲肾上腺素(比正常高2~5倍)都能增加组织耗氧量,使产热量增加。甲状腺激素则使产热缓慢增加,但维持时间长。二者是动物最主要和最直接参与体温调节的激素。

3 在教学中的常见误区

在高中生物教学中与肾上腺素有关的误区很多,如肾上腺素的分泌属于分级调节等。

人体体温调节过程中,肾上腺素通过交感-肾上腺髓质系统产生,并不存在“下丘脑体温调节中枢—垂体—肾上腺—肾上腺素分泌增加—代谢水平提高”这样的分级调节。通过下丘脑-垂体-肾上腺轴调节的是肾上腺皮质激素的分泌。应急反应中通过交感神经兴奋来增加肾上腺素分泌,亦为神经调节。另外,对肾上腺素在血糖平衡调节和体温调节中的作用不清晰,对肾上腺素、肾上腺皮质激素、甲状腺激素和胰高血糖素等激素之间的相互联系和区别晕头转向,也促使师生迫切需要了解该方面的知识,从而建立正确科学的认知。

参考文献:

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