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生理学/生长素
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{{Hierarchy header}} 人生长素(human growth hormone,hGH)含有191个[[氨基酸]],[[分子量]]为22000,其[[化学]]结构与会[[催乳素]]近似,故[[生长素]]有弱催乳素作用,而催乳素有弱生长素作用。不同种类动物的生长素,其化学结构与[[免疫性]]质等有较大差别,除猴的生长素外,其他动物的生长素对人无效。近年利用[[DNA重组]]技术可以大量生产hGH,供临床应用。人[[GH]]的化学结构见图11-6。 1.生长素的作用 GH的[[生理]]作用是促进物质[[代谢]]与生长发育,对机体各个器官与各种组织均有影响,尤其是[[骨骼]]、[[肌肉]]及[[内脏器官]]的作用更为显着,因此,GH也称为躯体刺激素(somatotropin)。 (1)促进生长作用:机体生长受多种[[激素]]的影响,而GH是起关键作用的调节因素。幼年动物摘除[[垂体]]后,生长即停止,如及时补充GH则可使其生长恢复。人幼年时期GH,将出现生长停滞,身材矮小,称为[[侏儒症]];如GH过多则患[[巨人症]]。人成年后GH过多,由于[[长骨]][[骨骺]]已经[[钙化]],长骨不再生长,只能使[[软骨]]成分较多的手脚肢端[[短骨]]、面骨及其软组织生长异常,以致出现手足粗大、鼻大唇厚、[[下颌突]]出等[[症状]],称为[[肢端肥大症]]。正常成年男子在[[空腹]]安静状态下,[[血浆]]中GH浓度不超过5μg/L,成年女子不超过10μg/L。而巨人症与肢端肥大症患者血中GH浓度可明显增高。 {{图片|gmel9a0a.gif|人生长素的化学结构}} 图11-6 人生长素的化学结构(黑柱处代表[[二硫键]]) GH的促生长作用是由于它能促进骨、软骨、肌肉以及其他组织细胞分裂[[增殖]],[[蛋白质合成]]增加,离体软骨培养实验发现,将GH加入到去垂体动物的软骨[[培养液]]中,对软骨的生长无效,而加入正常动物的血浆却有效,说明GH对软骨的生长并无直接作用,而在正常动物血浆中存在某种有促进生长作用的因子。实验研究证明,GH主要诱导肝产生一种具有促生长作用的肽类物质,称为[[生长介素]](somatomedin,[[SM]]),因其化学结构与[[胰岛素]]看近似,所以又称为[[胰岛素样生长因子]](insulin-like growth factor,IGF)。目前已分离出两种生长介素,即IGF-I和IGF-Ⅱ,它们[[分子]]组成的氨基酸有70%是相同的。IGF-I是含有70个氨基酸的[[多肽]],GH的促生长作用主要是通过IGF-I作介导的。IGF-Ⅱ是含有67个氨基酸的多肽,它主要在[[胚胎]]期产生,对[[胎儿]]的生长起重要作用。[[血液]]中的IGF-I含量信号2于GH的水平,摘除垂体的[[大鼠]]血中IGF-I含量降低,注射GH后,血中IGF-I含量增加,并与GH的剂量呈依赖式。活动期肢端肥大症患者血中IGF-I含量明显增高而侏儒症患者血中IGF-I含量明显低于正常。给人注射GH,往往需要12-18h后,血中IGF-I含量才会升高,所以当血中GH浓度有急剧变化时,在一定时间内血中IGF-I的含量可维持相对稳定,在青春期,随着GH分泌增多,血中IGF-I的浓度也相应增加。 给幼年动物注射生长介素能明显刺激动物生长,身长增高,[[体重增加]],IGF-Ⅱ比IGF-I的促生长作用更强。生长介素主要的作用是促进软骨生长,它除了可促进[[硫酸盐]]进入软髓组织外,还促进氨基酸进入[[软骨细胞]],增强[[DNA]]、[[RNA]]和[[蛋白质]]的合成,促进软骨组织增殖与[[骨化]],使长骨加长。 血中的生长介素,绝大部分与生长介素[[结合蛋白]]结合,被运送到全身各处除肝外,肌肉、肾、心与肺等组织也能产生生长介素,可能以[[旁分泌]]的方式,以局部起作用。 (2)促进代谢作用:GH可通过生长介素促进氨基酸进入[[细胞]],加速蛋白质合成,包括软骨、骨、肌肉、肝、肾、心、肺、肠、脑以[[皮肤]]等组织的蛋白质合成增强;GH促进[[脂肪分解]],增强脂肪酸氧化,抑制外周组织摄取与利用[[葡萄糖]],减少葡萄糖的消耗,提高[[血糖]]水平。GH对脂肪与[[糖代谢]]的作用似乎与生长介素无关,机制尚不清楚。 近年研究证明,血中的生长介互可对GH分泌有负反馈调节作用。IGF-I能刺激[[下丘脑]]释放GHRIH,从而抑制GH的分泌。IGF-I还能直接抑制培养的[[腺垂体]]细胞GH的基础分泌和GHRH刺激的GH分泌,说明IGF-I可通过下丘脑和垂体两下水平对GH分泌进入负反馈调节。 除了上述的调控机制外,还有许多因素可以影响GH的分泌: (1)睡眠的影响:人在觉醒状态下,GH分泌较少,进入[[慢波睡眠]]后,GH分泌明显增加,约在60min左右,血中GH浓度达到高峰。转入[[异相睡眠]]后,GH分泌又减少。看来,在慢波睡眠其GH分泌增多,对促进生长和体力恢复是有利的。50岁以后,GH这种分泌峰消失。 (2)代谢因素的影响:血中糖、氨基酸与脂肪酸均能影响GH的分泌,其中以[[低血糖]]对GH分泌的刺激作用最强。当[[静脉注射]]胰岛素使血糖降至500mg/L以下时,经30-60min,血中GH浓度增加2-10倍。相反,血糖升高可使GH浓度降低。有人认为,在血糖降低时,下丘脑GHRH[[神经元]][[兴奋性]]提高,释放GHRH增多,GH分泌增加,可减少外周组织对葡萄糖的利用,而脑组织对葡萄糖的利用可基本不受影响。血中氨基酸与脂肪酸增多可引起GH分泌增加,有利于机体对这些物质的代谢与利用。 此外,运动、[[应激]]刺激、[[甲状腺激素]]、[[雌激素]]与[[睾酮]]无法能促进GH分泌。在青春其,血中雌激素或睾酮浓度增高,可明显地增加GH分泌,这是在期GH分泌较多的一个重要因素。 ==参看== *[[生长素]] {{Hierarchy footer}} {{生理学图书专题}}
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