- 神經外科學(第2版)
- 楊樹源 張建寧
- 9981字
- 2020-06-28 15:38:04
第七章 神經外科相關內分泌學
第一節 基本概念
一、內調節系統概念
各器官和系統組成的機體之所以成為整體,是因為機體內部存在一套復雜的協同和整合各部分的內調節系統。所謂內調節系統是指廣泛分布于大腦皮質和皮質下各部位中樞的集成,由神經元及其通路組成,完成調控和整合個體生存及種系繁衍的基本功能。其神經元分布在整個神經系統中,司自主神經、內分泌和運動功能,包括維持組織血流,維持內穩態,維持對內外環境變化的應激反應,調節免疫功能,介導疼痛反應,維持繁殖及自主神經活動:心臟活動,血管和內臟平滑肌,腺體分泌,內分泌,指令呼吸、吞咽、攝食、飲水和性活動等所需要的肌肉運動,整合意識系統,包括睡眠周期,以及協調機體各系統對外界刺激做出適應性反應(圖7-1-1)。

圖7-1-1 內調節系統示意圖(Benarroch,2008)
二、神經內分泌概念
激素是由內分泌細胞、神經內分泌細胞和其他細胞或腫瘤合成和分泌的,司體內信號傳遞和溝通的物質,作用于靶器官的特異性受體,從而發揮其對功能和形態的調節作用。從化學本質上分為肽類、蛋白質類、胺/氨基酸類和類固醇類。內分泌細胞和神經元皆屬原型分泌細胞,經自分泌、內分泌和旁分泌方式發揮調節作用。外分泌是由腺體分泌蛋白、脂類物質排放到器官管腔內(圖7-1-2)。

圖7-1-2 三種類型的下丘腦神經分泌細胞比較(Low,2011)
左圖:大細胞神經元,分泌精氨酸加壓素(AVP)和催產素(OXY),胞體位于視上核(SON)和室旁核(PVH),神經纖維投射到垂體后葉,神經內分泌激素從軸突終端釋放。中圖:肽類神經元,位于下丘腦基底部的內側帶,包括室周核(PeVH),室旁核(PVH),漏斗和弓狀核(ArC),神經肽經門靜脈運送到垂體,調控其分泌。右圖:下丘腦肽能神經元,投射的神經纖維終末以化學性突觸,釋放神經遞質或神經調質,調控靶神經元活動。此類神經元位于下丘腦外側帶(LHA),投射到CNS多處、多節段上的靶神經元,包括腦干和脊髓的自主神經系統節前神經元。ACTH:促腎上腺皮質激素,ArRP:刺鼠相關蛋白,GnRH:促性腺激素釋放激素,LH:黃體生成素,MCH:黑色素濃集激素,ORX:下丘腦胖素/進食素,POMC:前阿片-黑色素-皮質素,TRH:促甲狀腺激素釋放激素,TSH:促甲狀腺素
神經分泌細胞是指可以合成、釋放激素樣物質的神經元,經循環途徑作用于靶器官/細胞而發揮作用。
廣義的神經內分泌學是研究神經系統與內分泌系統之間的相互作用,狹義或經典的神經內分泌學是研究下丘腦和垂體之間的關系(表7-1-1)。
表7-1-1 神經元和神經分泌細胞的異同

下丘腦整合機體三大調節通路:神經、內分泌和免疫反應,是構成內調節系統和神經內分泌軸的中樞。
三、下丘腦的樞紐地位
下丘腦在解剖上地處丘腦、邊緣系統和腦干的三角地帶。在功能上體現在如下三個方面:①具有接受內外環境變化的傳入系統;②具有感受和應對內外環境變化的刺激作出決策處理的中樞神經元核團,尤其是與垂體共同組成神經內分泌調控中樞;③具有向相關靶機構發出行動指令的傳出系統。基于上述結構和功能,下丘腦是神經內分泌軸和內調節系統維持機體內穩態功能的主要承擔者(圖7-1-3)。

圖7-1-3 下丘腦的中樞地位及其聯系(Krebsm,2012)
第二節 下丘腦的生理功能
下丘腦是哺乳動物腦進化中最為保守的結構之一。它是維持機體內穩態最基本的中樞,負責協調神經、內分泌、自主神經系統和行為對內外環境變化作出恰當反應,以維持基本生命過程的平衡和穩定。
下丘腦感受不同的神經沖動和內分泌變化的傳入性信號,通過調制,發出運動性傳出信號到靶目標,包括垂體前葉、后葉,大腦皮質,腦干和脊髓的運動神經元,交感和副交感節前神經元,實現協調和整合機體對內外環境變化的統一動作和反應。
(一)下丘腦調節垂體的神經內分泌激素
下丘腦幾乎囊括了CNS內含近40種的神經肽類物資。與垂體前、后葉相關激素簡述如下。
下丘腦小細胞神經元分泌神經肽,釋放到正中隆起,經垂體門靜脈系統運送到垂體前葉調控其分泌功能。下丘腦小細胞區合成的釋放因子(表7-2-1):①促腎上腺皮質激素釋放激素;②促生長激素釋放激素;③生長激素釋放抑制激素;④促性腺激素釋放激素;⑤促甲狀腺素釋放激素;⑥泌乳素抑制素(多巴胺);⑦黑色素刺激素釋放激素;⑧黑色素抑制素。其他還有血管活性腸肽、饑餓素等。下丘腦大細胞神經元合成加壓素和催產素,經下丘腦垂體束運送到垂體后葉神經末梢儲存,興奮時釋放到循環中。兩者是在軸索內的運輸過程中在分泌顆粒內加工和修飾:①加壓素(合成于室旁核);②催乳素(合成于視上核)。
表7-2-1 下丘腦主要相關激素

(二)下丘腦的其他功能
1.應激反應
任何可能引起內穩態失衡的內外環境變化都是一種應激刺激形式。機體應對這些內外環境變化的刺激,動員神經系統和內分泌系統,通過負反饋調節機制,使失衡的內穩態再度平衡。如恐懼,一種強烈的應激原,引起神經系統的“戰斗或逃逸”反應來應對或抵消這種應激。
對于慢性應激過程,如饑餓或長期焦慮,內分泌系統釋放生長激素、糖皮質激素和鹽皮質激素(醛固酮),來糾正內穩態失衡,預防發生疾病。但是長期的糖皮質激素過剩分泌會引起血壓升高、肌肉萎縮,并抑制生長和免疫反應等,發生心血管疾病,消化道潰瘍,甚至是癌癥。
外科手術誘發血漿促腎上腺皮質激素(ACTH)升高。手術可能提高了腎上腺皮質對ACTH的敏感性。鴉片類止痛劑降低ACTH對手術刺激的反應。
動物實驗表明,過多的糖皮質激素對動物對抗手術應激不是必要的,但維持ACTH的最低限度的水平卻對應對手術應激是必需的(圖7-2-1,圖7-2-2)。

圖7-2-1 下丘腦與應激

圖7-2-2 應激過程的三個階段
神經外科常見過度應激反應的明顯表現為上消化道出血,稱應激性潰瘍。這一現象被認為是間腦副交感中樞激惹迷走神經興奮的結果,詳見第25章。
2.水代謝
精氨酸加壓素,或稱抗利尿激素(ADH)合成于視上核和室旁核的大細胞性神經元胞體,沿垂體柄運送到垂體后葉貯存。當血漿滲透壓降低或血管內容積減少時釋放到血液中。
感應血管容積狀態的牽張感受器位于左心房和較大肺靜脈壁上。感受血漿滲透壓變化感受器位于周圍和下丘腦視前區外側部。血漿滲透壓增加刺激渴感增強。低血容量和低血壓也可以刺激渴感。精氨酸加壓素作用于腎遠端曲管和集合管上的V2受體,經水通道蛋白aquaporin-2增加對水分的重吸收。
作為刺激加壓素的釋放的信號,血漿滲透壓變化的刺激強度超過血容量的變化。加壓素結合G蛋白耦聯的V2受體,刺激腎臟集合管上皮細胞內的水通道蛋白-2移位到管腔側頂膜上,使管腔內的水分轉移到腎間質內,從而增加腎臟對水分的重吸收。AVP缺乏產生大量稀釋性尿液排出(圖7-2-3)。

圖7-2-3 下丘腦對水和容積平衡的調節(Molina,2010)
其他刺激AVP釋放的因素還包括低血壓、惡心、尼古丁、低血糖、缺氧、巴比妥、擬β腎上腺素類和擬膽堿類藥物、血管緊張素Ⅱ和三環類抗抑郁藥物。
抑制AVP釋放的藥物:乙醇、阿托品、擬α腎上腺素類藥物、苯妥英和氯丙嗪類。
3.體溫調節
視前區前部存在感受體溫冷和熱的感受器。
環境溫度升高刺激外周溫度感受器,下丘腦腎上腺能溫度感受器接受血液溫度升高刺激,將信號經前腦內側束傳遞到下丘腦后區的外側部,激活散熱中樞,產生血管擴張和出汗反應;反之,環境溫度下降刺激下丘腦組織胺能“冷”感受器,激活位于下丘腦后區神經元,產生寒戰和血管收縮反應。
4.食欲控制
機體能量代謝的機制尚不完全清楚。進食行為涉及大腦皮質、邊緣系統和下丘腦的傳入。厭食中樞位于下丘腦腹內側核;進食中樞位于下丘腦外側核。動物實驗中刺激后者,引起暴食,后者破壞導致厭食。兩側腹內側核毀損引起暴食和肥胖;刺激引起厭食。兩側外側帶毀損引起厭食,刺激引起貪食。此外,邊緣系統對食欲也有影響。下丘腦存在葡萄糖受體。低血糖激發進食行為。多種因素與食欲相關,包括來自脂肪細胞的瘦素和位于弓狀核的瘦素受體。一組瘦素敏感神經元表達刺鼠色蛋白相關肽、開胃肽和神經肽Y,另一組神經元表達可卡因和苯丙胺相關轉錄本和阿黑皮素原。
5.睡眠周期、晝夜節律和醒覺
下丘腦整合協同來自網狀結構和大腦皮質的傳入沖動,保持警覺。視交叉上核(SCN)是下丘腦調控醒覺-睡眠周期的節律起搏器,并同時整合內分泌和內穩態調節系統與之適應。多數節律的控制是由視覺系統經視網膜下丘腦束完成。SCN調節正常睡眠周期,整合白天的視網膜刺激和夜間的松果體的褪黑素的分泌,同時也調控垂體前葉內分泌的晝夜節律。視前區內側可啟動慢波睡眠。下丘腦外側帶接受網狀結構上行沖動產生醒覺。后部包括乳頭體,對控制和保持正常的睡眠周期起重要作用。此處損傷可顛倒睡眠周期,睡眠碎片化,難以入睡和失眠等癥狀。
保持醒覺最主要的機構是位于腦干的網狀結構。下丘腦前區含睡眠中樞。刺激該區,抑制網狀結構活動,誘發睡眠。刺激下丘腦后區的“醒覺中樞”,引起失眠和覺醒。下丘腦后區對保持醒覺很重要,醒覺中樞損傷后會導致昏睡和昏迷。組胺是促醒性神經遞質。后區損傷會不能正常興奮組胺能神經元活動。
下丘腦分泌的促食素(orexins)不僅對食欲有影響,而且對睡眠也有作用。下丘腦外側區促食性神經遞質缺乏與嗜睡病(narcolepsy)和猝倒癥(cataplexy)有關。
6.自主神經功能調節
調節和整合交感和副交感神經系統是下丘腦的重要功能(圖7-2-4)。刺激位于下丘腦后區內側部的“交感中樞”,激活胸腰段交感鏈,引發“戰斗反應”:瞳孔擴大、血液升高、心動過速、心搏輸出量增加、內臟血管收縮(α-受體)和骨骼肌血管擴張(β-受體)等反應。

圖7-2-4 下丘腦與自主神經系統(Krebs,2012)
刺激下丘腦視前區前部的“副交感中樞”引起迷走神經和脊髓骶節的副交感神經反應:瞳孔收縮、心動過緩、血壓降低,內臟血管擴張和骨骼肌血管收縮等。
值得注意的是司交感和副交感的中樞和通路難以截然區分,由于下丘腦自主神經纖維的密集重疊,刺激某一部位引起交感反應,而對其附近部位的刺激則可引起副交感反應(表7-2-2)。
表7-2-2 下丘腦對交感和副交感神經系統的調節

7.情緒表達與行為
下丘腦腹內側核在整合大腦皮質關于情感和行為的傳入信息起重要作用。該區損傷引起憤怒和暴力攻擊行為,并伴隨交感神經系統興奮。后者可能因下丘腦后區的交感中樞被激活。下丘腦后區內側部刺激引起恐懼感,該區損害造成無欲和少動。大鼠的愉快中樞位于下丘腦外側帶和前腦內側束。
8.下丘腦對垂體前葉功能的調控
簡言之,機體內分泌分為:下丘腦→垂體→靶器官三個層級。下丘腦對垂體內分泌的調控通過兩種途徑:對垂體前葉的調控通過門靜脈系統的體液調節和對垂體后葉內分泌通過下丘腦神經元性興奮神經纖維末梢釋放的神經調節兩種途徑(圖7-2-5)。

圖7-2-5 內分泌調節軸心及其三級調節(Melmed,2011)
下丘腦-垂體是腦與內分泌銜接并將神經信號轉化為內分泌信號,廣泛影響全身的靶器官。垂體分泌調控分三個層級:第一層級是下丘腦分泌各種釋放和抑制激素影響垂體內分泌行為;第二層級是涉及垂體分泌的激素、細胞因子等信號通過自分泌和旁分泌相互作用;第三層級是靶器官或腺體分泌特定的激素負反饋性調節和平衡下丘腦和垂體對其控制的適度(圖7-2-6)。

圖7-2-6 下丘腦對神經垂體(左)和腺垂體(右)的調節途徑
下丘腦合成并分泌多種釋放和抑制性激素調節垂體前葉的功能。這些小細胞性神經元位于下丘腦,末梢投射到正中隆起,但軸索匯聚在正中隆起的神經血管區,終止于下丘腦-垂體門靜脈上或其附近。激素分泌釋放到門靜脈系統的初級毛細血管內,經長門靜脈輸送到垂體前葉,發揮調控作用。而垂體前葉分泌激素經門靜脈的次級毛細血管從回流靜脈進入循環。垂體前葉分泌的激素包括:
(1)促性腺激素(GnRH)釋放激素神經元分布于下丘腦底部內側和視前區。
(2)促甲狀腺素釋放激素(TRH)神經元位于視交叉上、視前區內側和室旁核。
(3)促腎上腺皮質激素釋放激素(CRH)神經元位于室旁核。
(4)促生長激素釋放激素(GHRH)神經元位于弓狀核。這些神經元還能合成生長抑素。
(5)多巴胺神經元多數位于弓狀核,少部分位于背內側核、腹內側核、室周核、室旁核和前腦內側束,抑制垂體泌乳素的釋放。
(6)除上述肽類物質外,下丘腦神經元同時還能夠合成生物胺類等大量具有生物活性物質,參與對垂體的調節(圖7-2-7)。

圖7-2-7 下丘腦對垂體功能的調控(Krebs,2012)
9.下丘腦-垂體-腎上腺軸與免疫反應
兩個系統共同分享某些激素和受體裝置。免疫細胞合成具有生物活性的神經內分泌肽,同時免疫細胞具有神經內分泌激素的受體。
神經內分泌介導免疫功能,淋巴因子介導神經內分泌功能。
神經內分泌系統和免疫系統共同參與調節應激和免疫反應。這些反應所需要的成分:如淋巴細胞、膽堿能和腎上腺素能神經元、細胞因子、淋巴因子激素、CNS與內分泌腺體分泌的神經肽類及其受體。
免疫系統對HPA軸的影響:免疫細胞,特別是單核細胞、巨噬細胞和淋巴細胞對免疫反應過程中制造的細胞因子可以激活HPA軸。
HPA軸對免疫系統的影響:感染-免疫的過程中細菌內毒素可以引起垂體的類應激反應,釋放ACTH和可的松,從而抑制免疫反應。
CRH、ACTH和可的松的受體介導激素對免疫過程的作用:糖皮質激素對免疫反應有多重影響,在免疫和神經內分泌兩系統間建立了負反饋環路。糖皮質激素抑制淋巴細胞活性、抑制白介素-1、2,干擾素。腫瘤壞死因子,前列腺素等物質的產生,影響這些因子對靶細胞分子的效應。
免疫系統中的神經內分泌成分:免疫細胞可以產生ARH、ACTH和內啡肽。人類外周血液的單核細胞可以合成三種分子形式的具有免疫反應活性的ACTH,淋巴細胞可以產生內啡肽。
鑒于上述,不難理解下丘腦損傷的患者易發嚴重感染的緣由。
第三節 垂體的生理
垂體重量:出生時100mg,成人平均為500~600mg。女性比男性增重20%,妊娠時由于腺垂體增大,重量增加12%~100%。
國人資料:垂體重(0.45±0.12)g,前后徑(9.03±1.01)mm,左右徑(14.45±2.08)mm,高度(5.97±0.77)mm。
垂體處于機體內分泌調節的承上啟下的樞紐地位。上接下丘腦的指令,作出反應,并向外周靶器官發出調節指令,實現內分泌三級負反饋調節回路。通過體液調節途徑,維持內環境穩定并對內外環境刺激作出適當反應。
垂體由腺垂體和神經垂體兩部分構成。腺垂體位于前部,又分為遠側部、中間部和結節部三部分;神經垂體位于后部,可分為神經部、漏斗部和正中隆起三部分,后兩者合稱漏斗。遠側部又稱前葉,神經部和中間部又稱后葉。腺垂體和神經垂體與垂體前葉和后葉的概念內涵并不完全重合。
腺垂體含合成不同激素的小細胞性神經元,以垂體門靜脈系統與下丘腦和血循環聯系。
神經垂體則是下丘腦視上核和室旁核大細胞性神經元軸索形成下丘腦垂體束,構成垂體柄后的軸突終末的延伸與集聚。后葉組織學顯示為從來自丘腦大細胞性的視上核與室旁核發出的軸索終末的集合,膠質樣的所謂垂體細胞散在其間。垂體后葉在MRI的T1像上呈明亮的高信號的斑點狀,借此與前葉相區別。
垂體由硬腦膜被覆。其上有鞍膈被覆。鞍膈孔位居中央,有垂體柄通過,其余均被蝶鞍的垂體窩硬膜覆蓋。鞍膈厚度多數(62%)不足一層硬膜,但上方有完整的蛛網膜層覆蓋,形成垂體池,與視交叉池相通。如垂體窩未被垂體充滿且鞍膈孔較大時,垂體池底面蛛網膜可下沉到垂體窩內,嚴重時形成空蝶鞍。當垂體瘤向上生長,即使到達室間孔高度,此層蛛網膜也多保持完整,垂體瘤借此與第三腦室底部結構相隔。因此垂體和垂體瘤一般均屬于硬腦膜內/蛛網膜外位結構和病變。經蝶垂體瘤切除手術只要保持此蛛網膜層的完整性,就可以防止發生CSF鼻漏。
Peker等研究認為垂體有膠原纖維被囊。被囊底部由相對較厚的硬腦膜組成,平均厚度171μm;外側壁平均厚度85μm。鞍膈和外側壁較薄時不足以抵抗垂體瘤向鞍上和向外側海綿竇方向擴展。
一、腺垂體亞細胞群分布
促性腺分泌細胞:散在分布于垂體前葉,占10%;泌乳素分泌細胞:占15%;生長激素分泌細胞占50%;促ACTH釋放細胞:15%;促甲狀腺素分泌細胞:5%。功能型垂體腺瘤發生部位與比例與其腺細胞分布和比例有關(圖7-3-1,圖7-3-2)。

圖7-3-1 垂體解剖

圖7-3-2 腺垂體亞細胞群的分布
二、垂體動脈與門靜脈系統
(一)垂體動脈
垂體功能的神經調節有兩種不同的機制。對應血液循環也有兩種形式。供應垂體的主要動脈有兩組:
1.垂體上動脈
發自頸內動脈和后交通動脈,供應正中隆起、垂體漏斗、垂體柄和腺垂體。在漏斗柄和正中隆起處,該動脈終止于毛細血管網,后者匯集成靜脈后沿垂體柄下行;在腺垂體端,這些靜脈再形成另一個毛細血管網或血竇狀網。漏斗柄毛細血管襻在貼近神經分泌的下丘腦垂體束走行并接納該處的靜脈回流。
2.垂體下動脈
來自頸內動脈海綿竇段分出的腦膜垂體干。垂體后葉接受垂體下動脈供應。后者發出后向內側走行于鞍膈之下,在垂體前后兩葉之間的淺溝進入垂體,分為升降兩支并與對側同名動脈分支吻合,分支供應垂體神經部,還有分支到神經部的被囊和漏斗。垂體后葉的靜脈回流到海綿竇和環竇內。
中間葉接受前后兩葉兩側動脈血管網的供應。
垂體靜脈回流到垂體下靜脈后進入硬腦膜內的靜脈竇。
(二)下丘腦垂體門靜脈系統
兩側垂體上動脈在正中隆起處吻合并形成初級毛細血管網。該血管網初級血管叢收受來自下丘腦調控垂體分泌的各種因子。毛細血管壁無血腦屏障,允許調節因子進出。初級毛細血管匯集成垂體長門靜脈,沿垂體柄下行,進入垂體前葉的結節部和遠側部,重組為血竇狀的次級毛細血管網,接受垂體內分泌后再度匯集為垂體外側靜脈,經海綿竇進入體循環(圖7-3-3)。

圖7-3-3 腺垂體和神經垂體的不同循環模式(Amar,2003)
三、垂體內分泌
前已敘及,垂體功能的神經調節有兩種不同的機制。
下丘腦大細胞神經元軸索直接延伸到垂體后葉,接受刺激后,將神經末梢內儲存的加壓素和催產素直接釋放到垂體回流靜脈中,運送到靶器官發揮作用。
下丘腦小細胞神經元末梢投射到正中隆起,激素分泌釋放到門靜脈系統的初級毛細血管內,經長門靜脈輸送到垂體前葉,發揮調控作用。而垂體前葉分泌激素經門靜脈的次級毛細血管從回流靜脈進入循環(圖7-3-4,圖7-3-5,圖7-3-6)。

圖7-3-4 下丘腦-垂體的神經內分泌(Molina,2010)

圖7-3-5 垂體分泌激素及靶器官一覽

圖7-3-6 下丘腦-腺垂體-靶器官激素分泌調節示意圖
(一)垂體前葉分泌的激素
垂體前葉產生激素:促甲狀腺素(TSH)、促皮質素(ACTH)、促黃體生成素(LH)/卵泡刺激素(FSH)、生長激素(GH)和泌乳素(PRL)。前6種都是作用與內分泌靶腺體,分泌激素樣物質。PRL則是促進乳房組織發育和增生。
1.促腎上腺皮質激素
ACTH是含39個氨基酸的單鏈多肽。半衰期約10分鐘。促進腎上腺皮質合成和分泌糖皮質激素(可的松)和鹽皮質激素(醛固酮)。
下丘腦室旁核分泌CRH,軸索投射到正中隆起,經門靜脈系統運送到垂體前葉發揮效應。創傷、精神打擊、出血等應激刺激傳入誘導CRH分泌。
受CRH的影響,ACTH分泌具有24小時周期變化。通常在凌晨1~4點時開始升高,至清早達到峰值,午后降低到峰谷。
糖皮質激素可自由通過BBB,作為CRH的負反饋主要調節信號。
HPA軸對ACTH的調節:CRH下丘腦促腎上腺皮質激素釋放激素,ACTH促腎上腺皮質激素。
2.泌乳素
含198個氨基酸,由三個二硫鍵橋接。半衰期20分鐘。結構和受體均與GH的類似。
與雌激素和孕激素協同,促進女性乳汁分泌。同時抑制性激素對卵巢的作用,阻止哺乳期或患PRL腺瘤女性的排卵。
下丘腦TRH和某些多肽促進PRL分泌,而弓狀核產生的多巴胺抑制PRL分泌。運動、睡眠、妊娠和乳頭刺激增加PRL分泌。
3.促性腺激素
包括黃體生成素(女性)或間質細胞刺激素(男性),以及卵泡刺激素(女性),是性發育和生殖細胞的形成的所必需的激素。
受下丘腦視前區分泌的GnRH調控、在不同年齡發育階段和白天的分泌模式均有不同,受性激素負反饋調節。
4.生長激素
GH是垂體分泌最豐富的激素,高于ACTH分泌20~40倍、在身體內以多種形式存在,但均由17號染色體基因簇編碼。血漿中半數GH與蛋白結合,半衰期6~20分鐘。遍布全身細胞的受體是跨膜蛋白,GH誘導肝臟、軟骨和其他組織多種促生長因子的合成,包括胰島素樣生長因子IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ,介導GH的多種生物效應;促進軟骨形成和長骨生長,加強正氮平衡代謝,減少脂肪合成,增加肝臟供應葡萄糖和肌肉拮抗胰島素作用。
GH受下丘腦弓狀核合成的促生長激素釋放激素和室周核合成生長抑素的雙向調控(圖7-3-7)。

圖7-3-7 下丘腦促生長激素釋放激素、垂體生長激素和肝臟合成的胰島素樣生長因子的調節及其代謝效應(Molina,2010)
垂體和下丘腦均含IGF-Ⅰ受體。IGF-Ⅰ直接抑制GH分泌,同時也間接作用于下丘腦弓狀核與正中隆起。由于后兩者BBB不完整,因此IGF-Ⅰ可以由肝臟合成經循環進入腦內。IGF-Ⅰ直接抑制垂體GH分泌和刺激下丘腦生長抑素分泌。
生長激素通過直接和間接作用,促進增高和代謝。
5.甲狀腺刺激素(TSH)
是由垂體前葉促甲狀腺細胞分泌的含211個氨基酸的糖蛋白,由兩個亞基組成,分別由兩個不同的染色體上的基因編碼。半衰期為60分鐘。TSH經G-偶聯蛋白激活甲狀腺細胞表面受體的腺苷酸環化酶,同時還激活磷脂酶-C。
當TSH與甲狀腺細胞受體結合后,引起三碘甲腺胺酸T3、甲狀腺素T4的合成增多和已儲存的甲狀腺球蛋白的分泌。TSH接受下丘腦室旁核內側部分泌的三肽-甲狀腺刺激素釋放激素(TRH)的調控。
6.黑色素細胞刺激素(MSH)
主要作用是促進皮膚黑色素細胞分泌黑色素,使皮膚變黑。
黑色素細胞刺激素的前體是垂體前葉細胞合成的阿黑皮素原POMC,由1091個氨基酸構成的糖蛋白前體,可以合成此蛋白的還有下丘腦、垂體中間葉、胎盤、肺和消化道。在不同組織內被分解為比例不同的多種物質,包括黑色素細胞刺激素(MSH)、促皮素樣中間葉肽(CLIP)、脂解素(LPH)和內啡肽等,在介導神經遞質、疼痛、精神障礙和腫瘤等方面發揮復雜作用(Amar,2003)。
(二)垂體后葉分泌的激素
垂體后葉分泌催產素和加壓素,兩者均為九肽,僅有兩個部位不同。同是由下丘腦視上核和室旁核大細胞性神經元合成。接受適當刺激后,由儲存在垂體后葉內的軸索末梢釋放到血循環中。
1.催產素
對于女性,乳頭刺激傳入下丘腦,促進儲存在垂體后葉的催產素釋放,作用于G蛋白偶聯表面受體引發靶器官(乳腺和子宮)細胞內鈣增加,子宮平滑肌收縮和乳腺導管壁的肌上皮細胞收縮,乳汁分泌。
對于男性,循環中的PRL可延長射精時間。
2.加壓素
半衰期18分鐘。有三種受體分別位于腎臟集合管、心血管平滑肌和垂體前葉。
作用于腎臟集合管,引起水通道蛋白從內質網轉移到管腔膜,增加集合管滲透性,使水分由管腔進入高滲性的間質內,結果是尿量減少,尿液濃縮。
作用于血管平滑肌細胞受體,引起收縮。此效應被加壓素對極后區的作用抵消。后者減少心搏輸出量。垂體前葉含加壓素受體,被激活后,以旁分泌形式增加ACTH分泌。加壓素調節和拮抗血容量減少(出血)、滲透壓增高和血管緊張素Ⅱ增多等不利情況。疼痛、情緒激動、運動、惡心等刺激加壓素釋放;酒精則抑制其釋放。
第四節 松果體
松果體屬上丘腦結構,為原始感光細胞組成,整合光線信號和生物晝夜節律的關鍵性器官,在低等脊椎動物和魚類還保持對光線的敏感性,在高等脊椎動物和人類,僅存分泌功能。
松果體光信號編碼是通過多突觸通路完成。松果體接受非腎上腺素能交感神經纖維終末的突觸,調節松果體素的合成與釋放。視網膜節細胞纖維經視網膜-下丘腦束直接投射到視交叉上核(SCN),背側小細胞室旁核(PVH)接受SCN的傳入沖動,是神經內分泌和自主神經性控制的關鍵性細胞,向下丘腦內發出直接和間接性投射,包括脊髓旁胸段交感神經節細胞,其節后纖維支配頸上神經節。后者發出非腎上腺素能交感纖維支配松果體(圖7-4-1)。

圖7-4-1 松果體解剖與傳入、傳出聯系
上圖左:松果體解剖位置;上圖右:松果體組織切片;下圖:松果體傳入和傳出聯系
這一環路是光線調節松果體素的解剖學基礎。在無光線傳入沖動時,松果體自律性持續保持,不過是未與環境明暗變化的外部周期同步。
松果體分泌的主要激素是松果體素,此外還合成其他的生物胺、肽和GABA。
松果體素是從色氨酸在N-乙酰轉移酶(AANAT)作用下經5-羥色胺中間體合成的。羥吲哚-O-轉甲基酶(HIOMT)催化松果體素的最終階段的合成。此酶在視網膜和紅細胞內也有表達。
松果體素和AANAT水平在黑暗時增高,光線明亮時顯著降低。松果體素合成增加時,直接釋放到血液和CSF中。
黑暗中中樞神經系統對松果體素分泌的調控是經上述交感神經節后纖維刺激松果體細胞β-腎上腺素能受體,激活腺苷酸環路,增加環磷酸腺苷合成。
松果體素有誘導睡眠作用,部分是通過抑制視交叉上核產生醒覺的機制;部分是通過擴張外周血管而降低體溫的機制而發揮安眠作用。有趣的是,松果體素除對睡眠的上述影響外,還有周期節律移位的作用。如下午或傍晚給藥,該藥會使睡眠周期時相提前更替,反之,如后半夜或拂曉給藥,會使周期更替延長。
松果體素最具特征的生理功能是調節促性腺軸的活動和啟動青春期發育。其藥理作用包括延緩衰老,保護缺血-再灌注性損害,加強免疫功能等。在人類的研究最充分的是對晝夜周期節律的調節作用,正反兩個方面證據均存在,目前尚未進入美國處方藥物名單。
(景猛 劉恩重)
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