生理学内容

体液调节

体液调节（humoral regulation）是指体内产生的某些特殊的化学物质，通过体液途径到达并作用于靶细胞而影响其生理活动的一种调节方式。这些化学物质可以是内分泌细胞或内分泌腺分泌的激素，如甲状腺激素、胰岛素、糖皮质激素；也可以是某些组织细胞产生的特殊化学物质，如白细胞介素（简称白介素）、生长因子、趋化因子、组胺；还可以是组织细胞代谢过程中产生的某些代谢产物，如CO2、NO、H+ 等。

甲状腺内分泌

总概

甲状腺是人体最大的内分泌腺，重量为15～30g，血液供应丰富。甲状腺激素由甲状腺滤泡上皮细胞合成，并以胶质形式储存于滤泡腔中。甲状腺是唯一能将生成的激素大量储存于细胞外的内分泌腺。甲状腺激素广泛调节机体的生长发育、新陈代谢等多种功能活动。在甲状腺滤泡之间和滤泡上皮细胞之间，还存在滤泡旁细胞，能够分泌降钙素，主要参与机体钙、磷代谢和稳态的调节。

甲状腺激素的合成过程

我们在组胚学部分的组织学板块，生物化学部分的甲状腺素-氨基酸转化的重要含氮化合物板块都有相关的表述，所以这里着重于课本内容的复现。

甲状腺滤泡上皮细胞合成TH的过程可分为以下步骤：聚碘、碘的活化、酪氨酸的碘化与碘化酪氨酸的缩合。

1. 聚碘

• 碘捕获（Iodide Trap）：甲状腺滤泡上皮细胞内的碘离子（I^-）浓度是血液中碘离子浓度的30倍。为了实现这种浓度差异，细胞通过逆电化学梯度的主动转运过程摄取碘。
• 钠碘同向转运体（NIS）：位于滤泡上皮细胞基底膜的NIS介导这个过程。NIS利用钠泵的势能，以1I^-：2Na⁺的比例将碘转运入细胞。
• 影响因素：钠泵抑制剂（如哇巴因）能抑制NIS，影响聚碘功能。转运至细胞内的碘在顶端膜的碘转运蛋白（如pendrin）帮助下进入滤泡腔。pendrin基因突变可导致碘转运障碍，影响TH合成。
• 临床检查：放射性碘示踪法用于检测甲状腺的聚碘能力。甲状腺功能亢进时，碘摄取能力增强，功能减退时则减弱。

2. 碘的活化和酪氨酸的碘化

• 碘的活化：滤泡上皮细胞顶端膜含有丰富的甲状腺过氧化物酶（TPO）。在过氧化氢（H₂O₂）存在下，无机碘（I^-）在TPO作用下被活化为碘原子（I⁰）。
• 酪氨酸的碘化：甲状球蛋白（TG）分子上的酪氨酸残基在TPO催化下进行碘化，生成一碘酪氨酸（MIT）或二碘酪氨酸（DIT）。

3. 缩合

• 耦合反应：在TPO催化下，同一TG分子内的MIT和DIT耦合生成T4和/或T3。
  • 两个DIT缩合生成T4。
  • 一个MIT和一个DIT缩合生成T3（以及极少量的rT3）。

影响因素

• 碘含量变化：当甲状腺碘含量增多时，DIT和T4的含量增加；缺碘时，MIT和T3的含量增加。

下面自制的类图将会总结以上的内容~

甲状腺激素的生理作用和作用机制

TH几乎作用于机体的所有组织，从多方面调节新陈代谢与生长发育，是维持机体功能活动的基础性激素，生物效应十分广泛。

生理作用

促进生长发育

甲状腺激素（TH）在生长发育中扮演关键角色，尤其对脑和骨的发育影响显著。

• 脑发育：
  • 在胚胎期，TH促进神经元的增殖和分化，以及突触的形成。
  • 促进胶质细胞的生长和髓鞘的形成。
  • 诱导神经生长因子和某些酶的合成，促进神经元骨架的发育。
• 骨发育：
  • TH刺激骨化中心的成熟，加速软骨骨化。
  • 促进长骨和牙齿的生长。
  • 与生长激素（GH）协同调控幼年期的生长发育。

TH缺乏会影响GH的作用，导致生长发育障碍。儿童期甲状腺功能亢进可能引起骨代谢紊乱、骨骼成熟加速、骨骺提前闭合，从而影响生长发育。

胚胎期和幼儿期的TH缺乏可导致：

• 不可逆的神经系统发育障碍。
• 骨骼生长发育与成熟延迟或停滞。
• 智力发育迟缓、身材矮小、牙齿发育不全等症状，称为克汀病。

人类胎儿在12周之前无法合成TH，需由母体提供，因此孕妇需补碘以保证TH合成，预防克汀病。幼儿出生后若有甲状腺功能减退，应及时补充TH。

调节新陈代谢

• 增强能量代谢：
  • TH增加大多数组织的基础氧消耗和产热量。
  • 对心脏的产热效应最显著，对脑、性腺等影响不明显。
  • 机制：
    • 促进线粒体体积增大、数量增加，加速氧化磷酸化。
    • 激活线粒体膜上的解耦联蛋白，使氧化与磷酸化解耦，释放热能。
    • 促进Na+-K+-ATP酶的转录，增加耗氧量。
  • 甲亢时，产热增加，基础代谢率（BMR）升高，患者喜凉怕热、多汗、体重下降。
  • 甲减时，产热减少，BMR降低，患者喜热恶寒、体重增加。
• 调节物质代谢：
  • 糖代谢：
    • TH通过加速小肠黏膜对葡萄糖的吸收、促进肝糖原分解和糖异生及增强升糖激素的效应来升高血糖。
    • 同时也增强脂肪、肌肉等外周组织对葡萄糖的利用和氧化。
  • 脂类代谢：
    • TH调节脂肪合成和分解，以促分解为主。
    • 增加激素敏感脂肪酶活性，提高对脂肪分解激素的敏感性。
    • 对胆固醇有双向调节作用，以促清除为主。
  • 蛋白质代谢：
    • TH在正常情况下促进蛋白质合成，有利于生长发育。
    • 分泌过多时，促进蛋白质分解，导致负氮平衡，肌肉无力，骨质疏松。
  • 其他代谢：
    • 维持维生素正常代谢，甲亢时维生素需求增加。

影响器官系统功能

• 神经系统：
  • 对成年人，TH提高神经细胞对儿茶酚胺的敏感性，增加中枢神经系统兴奋性。
  • 甲亢患者易激动、烦躁不安；甲减患者记忆力减退、言语和行动迟缓。
• 心脏：
  • TH加快心率，增强心肌收缩和心输出量。
  • 通过增加β肾上腺素能受体的数量和亲和力，提高心肌对儿茶酚胺的敏感性。
  • 严重甲亢可导致甲亢性心脏病，心律失常。
• 其他系统：
  • 促进消化道的运动和分泌。
  • 增加呼吸频率和深度，促进肺泡表面活性物质生成。
  • 增加肾小球滤过率，促进水排出。
  • 通过负反馈机制调节TRH和TSH的合成与分泌，影响甲状腺功能。
  • 维持正常性欲和性腺功能。

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作用机制

甲状腺激素（TH）的作用机制主要通过其亲脂性特质，使其能够穿越细胞膜和细胞核膜，与位于细胞核内的甲状腺激素受体（THR）结合。THR分为α和β两种类型，分别在不同的组织中高度表达：α受体在心脏、骨骼肌和棕色脂肪中，β受体在脑、肝、肾中。

核内机制（基因组效应）

1. 穿膜进入细胞：游离的TH穿过细胞膜和细胞核膜，进入靶细胞核。
2. 受体结合：TH与细胞核内的THR结合，形成激素-受体复合物。这个复合物可以聚合成同二聚体或与类视黄醇X受体（RXR）形成异二聚体。
3. 基因激活：二聚体复合物结合于靶基因的DNA分子上的甲状腺激素反应元件（TRE），解除THR对靶基因转录的沉默作用，激活基因的转录。
4. 蛋白质表达：转录的基因被翻译为功能蛋白质，产生一系列生物学效应。

细胞内其他机制（非基因组效应）

TH也可以通过与细胞膜、细胞质或线粒体内的受体结合，发挥非基因组效应。这种效应在心肌、骨骼肌、脂肪和垂体等组织中广泛存在，与基因组效应协同调节生理功能。

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甲状腺功能的调节

甲状腺功能直接受腺垂体分泌的TSH调控，并形成下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴（hypothalamic-pituitary-thyroid axis）调节系统，维持血液中 TH水平的相对稳定和甲状腺的正常功能。除此之外，还存在神经、免疫以及甲状腺自身调节机制等。

下丘脑 -垂体 -甲状腺轴的调节

在下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴调节系统中，下丘脑释放的TRH通过垂体门脉系统刺激腺垂体的促甲 状腺细胞分泌TSH，TSH刺激甲状腺的腺体增生以及TH的合成与分泌。当血液中游离的TH达到一定水平时，又通过负反馈机制抑制TSH和TRH的分泌，形成下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴的自动控制环路。

1. 下丘脑对腺垂体的调节：
   • 下丘脑合成的TRH通过垂体门脉系统作用于腺垂体，刺激TSH的释放和合成。TRH促进TSH的糖基化，确保其生物活性。
   • 生长抑素抑制TSH分泌，与TRH的作用相抗衡。
   • 环境因素如寒冷或饥饿会通过影响TRH分泌，调节能量平衡。
2. TSH对甲状腺的作用：
   • TSH是腺垂体合成的激素，通过与甲状腺细胞膜受体结合，促进甲状腺激素（TH）的合成和分泌。
   • TSH分泌受TRH刺激和TH反馈抑制的双重调控。病理情况下，如格雷夫斯病，反馈抑制更强。
   • 其他激素如雌激素和生长激素也会影响TSH分泌。
3. 甲状腺激素的反馈调节：
   • 对腺垂体TSH的反馈：血中TH浓度升高时，抑制TSH的合成和分泌。长期缺碘导致TH减少，会减弱反馈抑制，增加TSH分泌。
   • 对下丘脑TRH的反馈：TH浓度升高抑制TRH合成。

这种调节机制维持了甲状腺激素在体内的稳定水平。

甲状腺功能的自身调节

甲状腺能够根据血碘水平，通过自身调节改变碘的摄取和甲状腺激素（TH）的合成。

• 碘阻滞效应：
  • 血碘升高初期促进TH合成。
  • 当血碘过高（10mmol/L）时，抑制碘活化和TH合成，被称为“碘阻滞效应”。
  • 机制可能涉及抑制甲状腺过氧化物酶（TPO）和TG水解酶的活性。
  • 碘阻滞效应是保护性反应，防止碘过量引起毒性。
  • 持续过量碘摄入会导致碘阻滞效应消失，TH合成增加。
• 低碘时的调节：
  • 血碘水平降低时，甲状腺提高碘捕获和利用率，即使缺乏TSH，也能促进TH合成。
  • 缺碘时，T3比例升高，调整T4与T3的比例。

甲状腺的自身调节有助于维持甲状腺功能稳定，缓冲TH合成和分泌的波动。

甲状腺功能的神经调节

甲状腺功能受交感和副交感神经的双重支配：

• 交感神经：
  • 促进甲状腺激素（TH）的分泌。
  • 甲状腺滤泡细胞膜上有α、β肾上腺素能受体。
• 副交感神经：
  • 抑制TH的分泌。
  • 甲状腺滤泡细胞膜上有M胆碱能受体。
• 调节作用：
  • 与下丘脑-垂体-甲状腺轴协同工作，维持激素效应的稳态。
  • 交感神经在急剧变化时确保高水平TH需求。
  • 副交感神经在TH分泌过多时进行抗衡性调节。

甲状腺功能的免疫调节

甲状腺功能受免疫系统调节，涉及多种免疫活性物质和细胞因子：

• 自身免疫性甲状腺疾病（AITD）：
  • 由甲状腺自身抗体引起，如抗甲状腺球蛋白抗体（anti-TGAb）、抗甲状腺过氧化物酶抗体（anti-TPOAb）、促甲状腺激素受体抗体（TRAb）。
  • TRAb 包括刺激性抗体（TSAb）和阻断性抗体（TSBAb），分别促进或抑制甲状腺激素的合成。
• 其他影响因子：
  • 钠碘同向转运体抗体、抗gp330抗体、抗GAL抗体等新发现的抗体。
  • 降钙素、降钙素基因相关肽、IGF-1、前列腺素等物质也参与调控甲状腺功能。

甲状腺调节是多层次、多水平的，涉及多种刺激和抑制因子。

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