16.4: 内分泌系统

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内分泌系统产生的激素可以控制和调节许多不同的身体过程。内分泌系统与神经系统协调以控制其他器官系统的功能。内分泌系统的细胞产生称为激素的分子信号。这些细胞可能构成内分泌腺，可能是组织，也可能位于除激素产生之外还具有功能的器官或组织中。激素在全身循环并刺激具有能够与之结合的受体的细胞的反应。接收细胞所产生的变化会影响它们所属器官系统的功能。许多激素是响应来自神经系统的信号而分泌的，因此这两个系统协同作用以影响人体的变化。

荷尔蒙

保持体内稳态需要协调许多不同的系统和器官。相邻细胞之间以及身体遥远部位的细胞和组织之间的沟通机制之一是释放称为激素的化学物质。激素被释放到体液中，通常是血液，然后将它们带到靶细胞，在那里它们会引起反应。分泌激素的细胞通常位于特定的器官中，称为内分泌腺，分泌激素的细胞、组织和器官构成内分泌系统。内分泌器官的例子包括胰腺，它产生胰岛素和胰高血糖素激素来调节血糖水平；肾上腺，它产生调节压力反应的肾上腺素和去甲肾上腺素等激素；以及甲状腺，它产生甲状腺激素调节新陈代谢率。

内分泌腺与外分泌腺不同。外分泌腺通过导管分泌化学物质，这些管道通向腺体外（不是血液）。例如，汗腺产生的汗液被释放到导管中，将汗液输送到皮肤表面。胰腺具有内分泌和外分泌功能，因为除了向血液中释放激素外。它还会产生消化液，消化液通过导管输送到小肠中。

行动生涯：内分泌学家

内分泌学家是专门治疗内分泌失调的医生。内分泌外科医生专门从事内分泌疾病和腺体的外科治疗。内分泌学家管理的一些疾病包括胰腺疾病（糖尿病）、垂体疾病（巨人症、肢端肥大症和垂体侏儒症）、甲状腺疾病（甲状腺肿和格雷夫斯病）和肾上腺疾病（库欣氏病和艾迪生氏病）。

内分泌学家必须通过广泛使用实验室测试来评估患者并诊断内分泌失调。许多内分泌疾病是通过刺激或抑制内分泌器官功能的测试来诊断的。然后抽取血液样本，以确定刺激或抑制内分泌器官对激素产生的影响。例如，要诊断糖尿病，患者需要禁食 12 到 24 小时。然后给他们喝一杯含糖饮料，刺激胰腺产生胰岛素，从而降低血糖水平。饮用糖饮料一到两个小时后采集血液样本。如果胰腺功能正常，血糖水平将在正常范围内。另一个例子是A1C测试，它可以在血液筛查期间进行。 A1C 测试测量了过去两到三个月的平均血糖水平。 A1C 测试表明了长期以来血糖的管理情况。

一旦诊断出糖尿病等疾病，内分泌学家就可以开出改变生活方式和药物来治疗该疾病。一些糖尿病病例可以通过运动、减肥和健康饮食来控制；在其他情况下，可能需要药物来增强胰岛素的产生或作用。如果无法通过这些方法控制疾病，内分泌学家可能会开胰岛素注射处方。

除临床实践外，内分泌学家还可能参与初级研发活动。例如，正在进行的胰岛移植研究正在研究如何将健康的胰腺胰岛细胞移植到糖尿病患者身上。成功的胰岛移植可能使患者停止注射胰岛素。

激素是如何起作用的

激素通过与特定的细胞表面或细胞内激素受体、嵌入在细胞膜中的分子或漂浮在细胞质中的结合位点与激素分子上的结合位点相结合来引起靶细胞的变化。这样，尽管激素在全身循环并与许多不同的细胞类型接触，但它们只影响具有必要受体的细胞。特定激素的受体可能存在于许多不同的细胞上或在许多不同的细胞中，也可能局限于少数特殊细胞。例如，甲状腺激素作用于许多不同的组织类型，刺激全身的新陈代谢活动。细胞可以有许多相同激素的受体，但通常也具有不同类型激素的受体。对激素有反应的受体的数量决定了细胞对该激素的敏感性以及由此产生的细胞反应。此外，可用于对激素做出反应的受体数量可能会随着时间的推移而变化，从而导致细胞敏感性增加或降低。在上调时，受体的数量会随着激素水平的升高而增加，从而使细胞对激素更加敏感，并允许更多的细胞活动。当受体数量因激素水平升高（称为下调）而减少时，细胞活性就会降低。

内分泌腺

内分泌腺体将激素分泌到周围的间质液中；然后这些激素扩散到血液中，并被带到体内的各种器官和组织。内分泌腺包括垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、性腺、松果体和胰腺。

垂体，有时称为垂体，位于大脑底部（图\(\PageIndex{1}\) a）。它附着在下丘脑上。后叶储存和释放下丘脑产生的催产素和抗利尿激素。前叶通过产生自己的激素来对下丘脑产生的激素做出反应，其中大部分调节其他产生激素的腺体。

如图A所示，垂体位于大脑底部，正好在脑干上方。它是叶状的，从下丘脑垂下，通过一根狭窄的茎与下丘脑相连。垂体的前部朝向前部，后端朝向后部。如图 B 所示，甲状旁腺是位于甲状腺右叶和左叶表面的圆形结构。在所示的插图中，两侧有两个甲状旁腺，一个位于另一侧的上方。如图 C 所示，肾上腺是位于肾脏顶部的块状、不规则结构。图 D 显示了胰腺。它是一个扁平、细长的块状器官，一端较窄；藏在胃和肠之间。 — **图\(\PageIndex{1}\)：**（a）脑垂体位于大脑底部，就在脑干上方。 (b) 甲状旁腺位于甲状腺后部。 (c) 肾上腺位于肾脏之上。d) 胰腺位于胃和小肠之间。（来源：NCI、NIH 对作品的修改）

垂体前叶产生六种激素：生长激素、催乳素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、促卵泡激素和促黄体激素。生长激素刺激细胞活动，例如促进生长的蛋白质合成。催乳素刺激乳腺产生牛奶。垂体前叶产生的其他激素调节其他内分泌组织产生的激素（表\(\PageIndex{1}\)）。垂体后叶的结构与垂体前叶有显著不同。它是大脑的一部分，从下丘脑向下延伸，主要包含从下丘脑延伸到垂体后叶的神经纤维。

甲状腺位于颈部、喉部正下方和气管前（图\(\PageIndex{1}\) b）。它是一个蝴蝶状的腺体，有两个相连的叶片。甲状腺滤泡细胞合成激素甲状腺素（也称为T ₄，因为它含有四个碘原子）和三碘甲状腺原氨酸（也称为T ₃，因为它含有三个碘原子）。 T ₃ 和 T ₄ 是甲状腺因垂体前叶产生的促甲状腺激素而释放的，T ₃ 和 T ₄ 都具有刺激体内代谢活动和增加能量消耗的作用。第三种激素，降钙素，也由甲状腺产生。降钙素是随着血液中钙离子浓度的升高而释放的，其作用是降低这些水平。

大多数人有四个甲状旁腺；但是，这个数字可能从两个到六个不等。这些腺体位于甲状腺的后表面（图\(\PageIndex{1}\) b）。

甲状旁腺产生甲状旁腺激素。当钙离子水平低于正常水平时，甲状旁腺激素会增加血钙浓度。

肾上腺位于每个肾脏的顶部（图\(\PageIndex{1}\) c）。肾上腺由外肾上腺皮质和内肾上腺髓质组成。这些区域分泌不同的激素。

肾上腺皮质产生盐皮质激素、糖皮质激素和雄激素。主要的盐皮质激素是醛固酮，它调节尿液、汗液和唾液中离子的浓度。血液中钠离子、血容量或血压浓度的降低，或者血钾水平的升高会刺激醛固酮从肾上腺皮质释放。糖皮质激素在两餐之间维持适当的血糖水平。它们还通过增加脂肪和蛋白质中的葡萄糖合成来控制对压力的反应，并与肾上腺素相互作用以引起血管收缩。雄激素是肾上腺皮质少量产生的性激素。它们通常不会影响性特征，可以补充性腺释放的性激素。肾上腺髓质含有两种类型的分泌细胞：一种产生肾上腺素（肾上腺素），另一种产生去甲肾上腺素（去甲肾上腺素）。肾上腺素和去甲肾上腺素在应对压力源时立即引起短期变化，从而引发所谓的战斗或逃跑反应。反应包括心率加快、呼吸频率加快、心肌收缩和血糖水平加快。它们还可以加速骨骼肌中葡萄糖的分解和脂肪组织中储存的脂肪，并将血液流向骨骼肌并远离皮肤和内脏。肾上腺素和去甲肾上腺素的释放受到来自下丘脑的交感神经系统的神经冲动的刺激。

胰腺是位于胃和小肠近端之间的细长器官（图\(\PageIndex{1}\) d）。它既包含排泄消化酶的外分泌细胞，也包含释放激素的内分泌细胞。

胰腺的内分泌细胞形成称为胰岛或朗格汉斯胰岛的簇。每个胰岛中的细胞类型包括产生激素胰高血糖素的α细胞和产生激素胰岛素的β细胞。这些激素调节血糖水平。随着血糖水平的下降，α细胞会释放胰高血糖素。当血糖水平升高时，β细胞会释放胰岛素。胰高血糖素使葡萄糖从肝脏释放到血液中，胰岛素促进人体细胞吸收葡萄糖。

性腺——雄性睾丸和雌性卵巢——产生类固醇激素。睾丸产生雄激素，睾丸激素是最突出的，这允许发展次要性别特征和产生精子细胞。卵巢产生雌激素和黄体酮，这会产生次要的性别特征，调节卵子的产生，控制妊娠，为身体分娩做好准备。

有几种器官的主要功能是非内分泌，但也具有内分泌功能。这些包括心脏、肾脏、肠道、胸腺和脂肪组织。心脏的心房壁中有内分泌细胞，这些细胞会随着血容量的增加而释放一种激素。它会导致血容量和血压降低，并降低血液中 Na ⁺ 的浓度。

胃肠道产生几种有助于消化的激素。内分泌细胞位于胃肠道粘膜中，贯穿胃和小肠。它们会触发胃液的释放，这有助于分解和消化胃肠道中的食物。

肾脏还具有内分泌功能。其中两种激素调节离子浓度和血容量或压力。促红细胞生成素（EPO）由肾脏释放以应对低氧水平。 EPO 触发骨髓中红细胞的形成。 EPO 已被运动员用来提高成绩。但是 EPO 兴奋剂有其风险，因为它会使血液变稠并增加心脏压力；它还会增加血栓的风险，从而增加心脏病发作和中风的风险。

胸腺位于胸骨后面。胸腺产生被称为胸腺素的激素，这有助于婴儿免疫反应的发展。脂肪组织或脂肪组织会因食物摄入而产生瘦素激素。瘦素在进食后会产生饱腹感，从而减少了进一步进食的冲动。

表\(\PageIndex{1}\)：内分泌腺及其相关激素
内分泌腺	相关激素	效果
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素内分泌腺” rowspan= “6" style= “text-align: justise;” >垂体（前）	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >生长激素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 促进人体组织的生长
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >催乳素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 促进牛奶产量
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” > 刺激甲状腺的激素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 刺激甲状腺激素释放
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >促肾上腺皮质激素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 刺激肾上腺皮质释放激素
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >卵泡刺激素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 刺激配子的产生
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >促黄体生成激素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关荷尔蒙效果” style= “text-align: justise;” > 刺激雄性腺产生雄激素；刺激女性排卵和雌激素和孕激素的产生
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素内分泌腺” rowspan= “2" style= “text-align: justise;” >垂体（后部）	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” > 抗利尿激素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 刺激肾脏重吸收水分
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >催产素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 刺激分娩时子宫收缩
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素内分泌腺” rowspan= “2" style= “text-align: justise;” >甲状腺	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >甲状腺素、三碘甲状腺原氨酸	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 刺激新陈代谢
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >降钙素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 降低血液 Ca ²⁺ 水平
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素内分泌腺” style= “text-align: justise;” >甲状旁腺	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >甲状旁腺激素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 增加血液 Ca ²⁺ 水平
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素内分泌腺” rowspan= “2" style= “text-align: justise;” >肾上腺（皮层）	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >醛固酮	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 增加血液 Na ⁺ 水平
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >皮质醇、皮质酮、可的松	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 提高血糖水平
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素内分泌腺” style= “text-align: justise;” >肾上腺（髓质）	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >肾上腺素、去甲肾上腺素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关荷尔蒙效果” style= “text-align: justise;” > 刺激战斗或逃跑反应
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素内分泌腺” rowspan= “2" style= “text-align: justise;” >胰腺	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >胰岛素	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 降低血糖水平
\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素相关激素” style= “text-align: justise;” >glucagon	\ (\ pageIndex {1}\)：内分泌腺及其相关激素效果” style= “text-align: justise;” > 提高血糖水平

调节激素产生

激素的产生和释放主要由负反馈控制，如关于稳态的讨论中所述。通过这种方式，血液中激素的浓度保持在狭窄的范围内。例如，垂体前叶向甲状腺发出释放甲状腺激素的信号。血液中这些激素的水平升高然后向下丘脑和垂体前叶提供反馈，从而抑制向甲状腺发出的进一步信号（图\(\PageIndex{2}\)）。

艺术连接

下丘脑分泌甲状腺激素释放激素，这会导致垂体前腺分泌促甲状腺激素。促甲状腺激素使甲状腺分泌甲状腺激素T3和T4，从而增加新陈代谢，从而促进生长和发育。在负反馈循环中，T3 和 T4 抑制下丘脑和垂体分泌激素，终止信号。 — **图\(\PageIndex{2}\)：**垂体前叶刺激甲状腺释放甲状腺激素 T ₃ 和 T ₄。血液中这些激素水平的增加会反馈到下丘脑和垂体前叶，从而抑制向甲状腺的进一步信号。（来源：Mikael Häggström 对作品的修改）

甲状腺肿是一种由缺碘引起的疾病，会导致甲状腺无法形成 T ₃ 和 T ₄。人体通常试图通过产生更多的促甲状腺激素来进行补偿。您预计甲状腺肿会导致以下哪种症状？

甲状腺功能减退，导致体重增加、感冒敏感和心理活动减少。
甲状腺功能亢进，导致体重减轻、大量出汗和心率加快。
甲状腺功能亢进，导致体重增加、感冒敏感和心理活动减少。
甲状腺功能减退，导致体重减轻、大量出汗和心率加快。

章节摘要

激素通过与靶细胞上或靶细胞中的受体结合而引起细胞变化。靶细胞上的受体数量可因激素活性而增加或减少。

激素水平主要通过负反馈来控制，在这种反馈中，激素水平的上升会抑制其进一步释放。

垂体位于大脑底部。垂体前叶接收来自下丘脑的信号并产生六种激素。垂体后叶是大脑的延伸，会释放下丘脑产生的激素（抗利尿激素和催产素）。甲状腺位于颈部，由两个叶片组成。甲状腺产生激素甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸。甲状腺也会产生降钙素。甲状旁腺位于甲状腺的后表面，产生甲状旁腺激素。

肾上腺位于肾脏顶部，由肾上腺皮质和肾上腺髓质组成。肾上腺皮质产生皮质类固醇、糖皮质激素和盐皮质激素。肾上腺髓质是肾上腺的内部，产生肾上腺素和去甲肾上腺素。

胰腺位于胃和小肠之间的腹部。胰腺中的内分泌细胞簇形成朗格汉斯胰岛，其中含有释放胰高血糖素的α细胞和释放胰岛素的β细胞。有些器官将内分泌活性作为次要功能，但具有另一种主要功能。心脏产生激素心房利钠肽，其作用是降低血容量、压力和钠^浓度。胃肠道产生各种有助于消化的激素。肾脏产生促红细胞生成素。胸腺产生有助于免疫系统发育的激素。性腺产生类固醇激素，包括雄性的睾丸激素和雌性的雌激素和黄体酮。脂肪组织产生瘦素，促进大脑中的饱腹感信号。

艺术联系

图\(\PageIndex{2}\)：甲状腺肿是一种由缺碘引起的疾病，导致甲状腺无法形成 T ₃ 和 T ₄。人体通常试图通过产生更多的促甲状腺激素来进行补偿。您预计甲状腺肿会导致以下哪种症状？

答：甲状腺功能减退，导致体重增加、感冒敏感和心理活动减少。
B. 甲状腺功能亢进，导致体重减轻、大量出汗和心率加快。
C. 甲状腺功能亢进，导致体重增加、感冒敏感和心理活动减少。
D. 甲状腺功能减退，导致体重减轻、大量出汗和心率加快。

回答: 一个

词汇表

肾上腺: 与肾脏相关的内分泌腺

向下调节: 激素水平升高导致激素受体数量减少

内分泌腺: 将激素分泌到周围的间质液中的腺体，然后间质液扩散到血液中并被带到体内的各种器官和组织

外分泌腺: 通过通往皮肤表面、体腔和器官腔的导管分泌化学物质的腺体。

激素: 一种由身体某个部位的细胞释放的化学物质，会影响身体其他部位的细胞

细胞内激素受体: 细胞质或细胞核中的激素受体

胰腺: 位于胃和小肠之间的器官，含有外分泌和内分泌细胞

甲状旁腺: 位于甲状腺表面，产生甲状旁腺激素的腺体

垂体: 位于大脑底部的内分泌腺，由前部和后部区域组成；也称为垂体

胸腺: 位于胸骨后面的腺体，产生胸腺素激素，促进免疫系统的发育

甲状腺: 一种位于颈部的内分泌腺，产生甲状腺激素、甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸

向上调节: 激素水平升高导致激素受体数量增加

贡献者和归因

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