内分泌系统的奥秘

2014-04-16 03:35隽武青鸟
科学生活 2014年3期
关键词:脑垂体内分泌激素

隽武?青鸟

编者按:本期特别关注的主题为内分泌系统疾病的防治。虽然糖尿病亦为内分泌系统疾病之一,但由于本刊在2013年7月已刊登糖尿病预防与诊治专辑,所以本期涉及糖尿病方面的文章不多,请读者注意。

与人体的手、脚、心、肝、肾等器官的作用相比,内分泌系统的作用更为隐秘而不为人所知,但内分泌系统的各个腺体和它们释放的激素,几乎无所不在地影响我们身体的每一个细胞、器官及其功能。内分泌系统的作用在于调节我们的情绪、生长、发育、组织功能和新陈代谢,也包括调节性功能和生殖过程。

在一般情况下,内分泌系统在体内发生上述作用,比如调节细胞生长的过程是相当缓慢的。而人体对呼吸和身体运动等的调节过程比较快,因为它们是由神经系统控制的。尽管神经系统和内分泌系统是分别独立的系统,但它们经常协同工作,以维持身体机能的正常状态。

内分泌系统概说

内分泌系统发挥作用的基础是激素和腺体。作为人体的化学信使,激素把各种信息和指令从一组细胞传递到另一组细胞。虽然许多不同的激素借助血液循环到达全身,每一种激素仅仅影响那些在基因上对口、能够接收信息和指令并因此作出反应的细胞。激素水平会受应激或感染的影响,从而改变流体和矿物质在血液中的平衡状态。

腺体是一组能够产生和分泌,或释放化学物质的细胞。腺体会在血液中选择和去除某些物质,对它们进行处理,并最终分泌某些化学物质,作用于身体的某些部位。

某些类型的腺体在特定区域释放其分泌物。例如,我们身体的外分泌腺体(如汗腺和唾液腺)在皮肤或口腔内释放分泌物。另一方面,我们身体的内分泌腺体,把20多种主要激素直接释放到血流中,这些激素藉此被运送到在身体其他部分的细胞中。

内分泌系统的组成

构成人体内分泌系统的主要腺体有:下丘脑,脑垂体,甲状腺,甲状旁腺,肾上腺,松果体,以及生殖腺(包括卵巢和睾丸)。胰腺也是这一激素分泌系统的一部分,尽管它与消化系统相关联,但是它同时也产生和分泌消化酶。

虽然内分泌腺体是人体中主要的激素生产“工厂”,但一些不属于内分泌系统的器官,如大脑、心脏、肺、肾脏、肝脏、胸腺、皮肤、胎盘等,也产生和释放激素。

下丘脑

下丘脑,是一组专门化的细胞集合,位于大脑中央部位的下侧,是内分泌系统和神经系统之间的主要链路。下丘脑中的神经细胞通过产生化学物质来控制脑垂体刺激或抑制激素的分泌。

位于大脑紧靠下丘脑下方根部的脑垂体虽然体积不超过一颗豌豆的大小,却被认为是内分泌系统中最重要的部分。它通常被称为“主腺”,因为它使某些腺体能控制其他一些内分泌腺体。

脑垂体激素的产生和分泌可能受到诸如情绪和季节变化的影响。之所以能做到这一点,是因为下丘脑能把大脑感知的信息,如环境温度、光照以及人的感觉等传达给脑垂体。

脑垂体

微小的脑垂体分为两部分:前叶和后叶。前叶调节甲状腺、肾上腺和生殖腺的活性。

前叶产生的激素包括:生长激素,刺激骨骼和其他身体组织的生长,在身体处理营养物质和矿物质方面发挥作用;催乳激素,刺激哺乳期的妇女产生母乳;促甲状腺激素,刺激甲状腺产生甲状腺激素;促肾上腺皮质激素,刺激肾上腺产生某些激素。

脑垂体也分泌内啡肽类物质,这些化学物质作用于神经系统,以减少对疼痛的敏感性。此外,脑垂体分泌激素传递信号给卵巢和睾丸,使它们产生性激素。脑垂体还控制女性的排卵和月经周期。

脑垂体还会分泌抗排尿激素,这一激素通过对肾脏和尿量的影响来帮助控制体内的水分平衡,同时分泌催产素,这将触发孕妇在劳动过程中可能发生的子宫收缩。

甲状腺和甲状旁腺

甲状腺,位于头颈下部的前面部分,形状像一个领结或蝴蝶。甲状腺产生甲状腺激素、甲状腺素和三碘甲状腺氨酸。这些激素控制众多细胞将食物转化为能量的速度。随着甲状腺激素在血液中浓度的增加,身体内部的化学反应速度也就加快。

甲状腺激素在骨骼的生长与儿童的大脑和神经系统的发育中也起到了关键作用。甲状腺激素的生成和释放是由脑垂体分泌的促甲状腺激素所控制的。

附着在甲状腺上的是四个小型腺体,它们共同发挥作用,叫做甲状旁腺。它们释放甲状旁腺激素,在产生于甲状腺的降钙素的帮助下,调控钙在血液中的水平。

肾上腺

人体内有两个三角形的肾上腺,各位于左右两个肾脏的顶部。肾上腺有两部分,其中每一部分产生一组激素,并且具有不同的功能。外层部分即肾上腺皮质,产生的激素称为糖皮质激素,它们影响或调节体内水盐平衡、身体的应激反应、新陈代谢、免疫系统、性发育和性功能。内部部分即肾上腺髓质,产生儿茶酚胺类物质,如肾上腺素。当身体承受压力时,肾上腺素能提升血压和心率(肾上腺素注射剂常常被用来消除严重的过敏

反应)。

松果腺和性腺

松果腺,也称为松果体,位于脑的中部。它分泌褪黑激素,这种激素可以帮助调节苏醒—睡眠周期。

性腺是性激素的主要来源。雄性性腺即睾丸,分泌的激素称为雄激素,其中最重要的是睾酮。这些激素调节与性发育有关的身体变化,包括使阴茎增大,尤其在青春期会出现井喷式增长,促进其他男性第二性征外观的变化,比如语音的深沉,腋毛和阴毛的增长,促进肌肉和力量的增长等。与脑垂体分泌的激素一起,睾酮也激发睾丸产生精子。

女性生殖腺即位于骨盆内的卵巢。它们产生卵子,分泌女性激素,即雌激素和孕激素。雌激素参与女性性征的发育,如乳房增大,体内脂肪在臀部和大腿的积累等,同样在青春期出现井喷式的发展。雌激素和孕激素也参与妊娠和月经周期的调节。

胰腺

胰腺产生两种重要的激素(还有其他激素),胰岛素和胰高血糖素。他们协同工作,维持血液中葡萄糖(或糖)水平的稳定,并保证身体的能量供应和能量储存。endprint

内分泌系统的作用

某种激素一旦分泌,它从内分泌腺通过血液传播到可以接收其传递信息的靶细胞。在激素传播到靶细胞的途中,某些特殊的蛋白质便与某些激素相结合。这些特殊蛋白质发挥了载体的作用,控制与靶细胞互相作用,并影响靶细胞的激素的量。

另外,这些靶细胞上有只会粘住某种特定激素的受体,并且每种激素都有它自己的受体,使各种激素只会与具有这种激素受体的特定的靶细胞进行通信。当某种激素到达它的靶细胞,它锁定这些细胞的特定受体,这些激素—受体的组合便会发送化学指令,以控制细胞的内部工作。

当激素水平达到某种通常的或需要的数量,其进一步的分泌则由身体的重要机制予以控制,以维持激素在血液中的水平。激素分泌引起的这种调节可能涉及激素本身或血液中另一种与激素有关的物质。

例如,如果甲状腺已经分泌足量的甲状腺激素进入血液,脑垂体侦测到甲状腺激素在血流中的正常水平,并抑制其释放促甲状腺激素。

另一个例子是甲状旁腺激素,它能够增加钙在血液中的水平。当血液中的钙水平升高,甲状旁腺感测到这一变化并减少甲状旁腺激素的分泌。这种抑制过程被称为负反馈系统。

内分泌系统的失调

人体内任何激素过多或过少,都可能对身体有害。例如,如果脑垂体产生过多的生长激素,孩子可能会长得过高;但如果生长激素产生太少,孩子可能会异常

矮小。

控制产生激素或更换特定的激素,可以治疗多种内分泌失调导致的儿童和青少年疾病,下面是一些可能涉及的症状。

肾上腺皮质功能不全。这种情况的特点是肾上腺皮质功能下降和随之而来的肾上腺皮质类固醇激素减产。肾上腺功能不全的症状包括:虚弱,乏力,腹痛,恶心,脱水以及皮肤发生变化。医生用替换皮质类固醇激素的方法治疗肾上腺皮质功能不全。

库欣综合征。体内糖皮质激素过量可导致库欣综合征。在儿童中,导致库欣综合征最常见的原因是某位儿童需要服用大剂量的合成皮质激素类药物(如强的松)来治疗红斑狼疮之类的自身免疫性疾病。这种由于脑垂体肿瘤导致促肾上腺皮质激素过量,进而刺激肾上腺生产过多的糖皮质激素的情况则被称为库欣病。这些症状包括肥胖,生长障碍,肌肉无力,皮肤容易青紫,痤疮,高血压和心理变化等,可能需要数年时间来缓解。根据具体的原因,医生治疗这种症状的方法包括手术、放射治疗、化学治疗,或进行阻止激素产生的药物治

疗等。

1型糖尿病。当人体的胰腺不能产生足够的胰岛素,便患上1型糖尿病(以前曾被称为少年糖尿病)。其症状包括:口渴,饥饿,尿频,体重减轻等。在儿童和青少年中,1型糖尿病通常是一种自身免疫性疾病,在这种情况下,特殊的免疫系统细胞和免疫系统中产生的抗体攻击和破坏产生胰岛素的胰腺细胞。1型糖尿病可导致某些长期并发症,包括肾脏问题,神经损伤,失明,早期冠状动脉心脏疾病和中风等。为了控制1型糖尿病人的血糖水平,减少患糖尿病并发症的危险,他们需要定期注射胰岛素。

2型糖尿病。与1型糖尿病人体内不能产生足够量胰岛素不同,在2型糖尿病人体内,胰岛素不能发挥应有的正常作用。患此病的儿童和青少年往往超重,而过量的身体脂肪导致胰岛素抵抗,这是2型糖尿病的特征。事实上,这种类型的糖尿病在孩子中患病率上升,是与近年来孩子肥胖率的急剧增加相关联的。2型糖尿病的症状以及可能出现的并发症与1型糖尿病基本相同。通过饮食结构的改变、多运动和口服药物,可以控制有些患2型糖尿病的儿童和青少年的血糖水平,但许多病人像1型糖尿病人一样需要注射胰岛素。

生长激素失调。仍处于生长期的儿童如果体内生长激素过多,会使他们的骨骼和身体其他部位过度生长,导致巨人症。这种罕见的症状通常是由垂体肿瘤引起的,可以通过去除肿瘤进行治疗。相反,当脑垂体不能产生足量的生长激素,儿童的身高发育被削弱。低血糖也可能由于儿童生长激素较少而发生,尤其是在婴幼儿中更容易发生。

甲状腺功能亢进症。甲状腺功能亢进症是甲状腺激素在血液中的水平过高的病症。其症状包括:体重下降,精神紧张,震颤,出汗过多,心率加快,血压升高,突出的眼睛和由于甲状腺肿大导致的颈部肿胀(甲状腺肿)。在孩子当中,这通常是由葛雷弗斯病——一种自身免疫性疾病引发的,即免疫系统产生特异性抗体刺激甲状腺,使其变得过度活化引起的。该疾病可以通过药物,或通过手术或放射治疗。

甲状腺功能减退症。甲状腺功能减退症是甲状腺激素在血液中的水平异常低下的病症。缺乏甲状腺激素会降低身体机能,并可能导致疲劳,心率缓慢,皮肤干燥,体重增加,便秘。而且,如果发生在孩子身上,表现为生长放缓,青春期延迟。桥本氏甲状腺炎是由于自身免疫过程中损害甲状腺,并阻止甲状腺激素产生引发的,是甲状腺功能低下的孩子中最常见的原因。某些婴儿降生时可能缺乏甲状腺或甲状腺发育不足,导致甲状腺功能减退。这一病症可以通过口服甲状腺激素进行替代治疗。

性早熟。青春期相关的身体变化,可能发生在某些非常幼小的孩子身上,这是因为垂体激素过早地刺激性腺产生性激素。大多数这样的孩子可以通过注射抑制这些垂体激素(称为促性腺激素)分泌的药物加以治理,并中止他们过早性发育的进程。

(译自美国儿童健康网)endprint

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