垂体激素

由脑垂体分泌的激素的总称。其中由垂体前叶分泌的生长激素能促进组织器官的生长发育，催乳素能促使乳腺分泌乳汁，促甲状腺素、促肾上腺皮质激素和促性腺激素则分别促进甲状腺、肾上腺皮质和性腺的分泌活动；垂体后叶分泌的加压素有抑制利尿的作用，催产素有加强子宫肌肉收缩的作用。对于性活动来说起主要作用的是垂体分泌的促性腺激素，其中包括促滤泡素(FSH)，黄体生成素(LH)，它们的功能主要是促进和维持性腺分泌性激素的功能，也促进和维持精子和卵子的生成和成熟。催产素能刺激神经使肌肉收缩，鼓励成年男女互相爱抚拥抱，它更能增强性高潮的强度。

垂体激素

垂体包括腺垂体和神经垂体，分泌多种激素(见表1)。

表1 垂体激素

生长激素
化学结构 人的生长激素是由一条191个氨基酸的多肽链所构成的蛋白质，分子量21 700。分子中有两个二硫链。用糜蛋白酶或胰蛋白酶处理生长激素使部分水解，活性并不丧失，可见生长激素的活性并不需要整个分子，经试验知道N端的1-134氨基酸段肽链为活性所必需，C端的一段肽链可能起保护作用，使生长激素在血循环中不致被酶所破坏。
不同种属的哺乳动物的生长激素之间有明显的种属特异性，只有灵长类的生长激素对人有活性。
生长激素与催乳素的肽链氨基酸顺序约有近一半是相同的，因此，生长激素具有弱的催乳素活性，而催乳素也有弱的生长激素的活性。
正常人每天大约合成生长素5mg左右，它在体内的半寿期约为20～30min。
生长激素对代谢的作用
(1) 对糖代谢的作用： GH可促进糖异生作用，抑制外周组织（肌肉组织和脂肪组织）利用葡萄糖，因此使血糖水平升高。由于血糖升高，刺激胰岛使胰岛素分泌增多，两者之间保持协调，使血糖保持恒定。但若生长激素长期分泌过多，则对胰岛的刺激持续日久，胰岛β-细胞可衰竭萎缩，导致永久性糖尿病。肢端肥大症或巨人

图¹人生长激素的化学结构由191个氨基酸组成，在第53和165半胱氨酸和第182和189半胱氨酸之间各有一个二硫键症常并发糖尿病就是这个原因。

图2羊催乳素氨酸基顺序

图 3ACTH、αMSH、βMSH氨基酸顺序的比较

(2)对脂肪代谢的作用：GH可以促进脂库中脂肪的动员，使血浆游离脂肪酸浓度升高。GH还促进肌肉和肝脏对脂肪酸的氧化利用，由于肝脏大量氧化利用脂肪酸，因此酮体大量产生，使血中酮体量增加，这就是GH的生酮作用。
(3)对蛋白质代谢的作用：GH促进蛋白质合成的作用是很明显的，其机理可能是GH促进mRNA和rRNA的合成，因此加强蛋白质的合成。
(4)对水、电解质的作用：GH可促进P、K、Na和氯化物以及水分在体内的潴留。
(5)对骨胳的作用：GH可促进软骨中硫酸软骨质、胶原和其它蛋白质的合成。
根据试验，知道生长激素对骨胳的作用不是直接的，而是通过一种肽类物质，称作“生长激素介质”的。现在认为生长激素介质是在肝脏和肾脏中合成的，其合成受生长激素的促进。生长激素介质有明显的“胰岛素样”作用。现在知道有三种，即生长激素介质A（中性）、B（酸性）和C（碱性），生长激素介质A可促进软骨摄取硫酸盐，生长激素介质B可促进RNA的合成。
生长激素对骨胳以外的其它组织的作用是否也要通过生长激素介质，现在尚未清楚。
催乳素(PRL)羊催乳素含198个氨基酸，分子内有三个二硫键，分子量22500(图2)。女性血浆中催乳素含量大于男性，妊娠期血浆PRL含量升高。
人催乳素在血清中的半寿期约15min，其灭活场所可能是肾脏，当肾功能减退时，血清催乳素含量增高。
促肾上腺皮质激素和黑（素细胞）刺激素
化学结构 ACTH是39个氨基酸组成的多肽，分子量4500，氨基酸顺序见图3。
不同种属的ACTH的化学结构类似，它们的第1～24位氨基酸残基和第34～39位氨基酸残基完全相同，差别在于第25～33位，但生理作用皆相同。
人工合成多肽的研究表明：ACTH多肽链自N端起，十三肽即具活性，加长肽链可使活性渐增，二十肽的活性即超过天然ACTH。
MSH有两种，即αMSH和βMSH,αMSH是一个十三肽，与ACTHN端的13个氨基酸残基排列顺序完全一样，所不同的是αMSH的N端丝氨酸是乙酰化丝氨酸，C端的缬氨酸则为酰胺形式；因此，αMSH有弱的ACTH作用，而ACTH有弱的MSH作用，βMSH则是一个十八肽（以前认为是二十二肽），它的第7-13位氨基酸顺序和ACTH及αMSH的第4～10位氨基酸顺序完全相同，由此可看出这段七肽是MSH的活性部分。
生理作用 (1)ACTH的主要生理作用：是引起肾上腺皮质的增生和促进肾上腺皮质合成和分泌皮质激素，大鼠在切除垂体后，束状带和网状带萎缩，球状带不萎缩，在注射ACTH后，肾上腺皮质肥大也主要为束状带和网状带，ACTH与球状带的关系不大。ACTH主要促进糖皮质类固醇的合成和分泌，对肾上腺皮质性激素的合成和分泌也有促进作用。但对醛固酮的合成和分泌则在生理剂量下关系不大，只有大剂量ACTH作用下，醛固酮的合成和分泌才增加。
(2)ACTH还能促进脂肪动员，使血浆游离脂肪酸增多，又能促进胰岛素分泌，降低血糖。
(3)MSH主要作用于黑色素细胞，对人是促进黑色素细胞中黑色素的合成，作用机理可能是激活了酪氨酸羟化酶。
促脂激素 促脂激素是30年代由牛的垂体抽提得到的一种激素，具有促进脂肪组织释放脂肪酸的作用，故又称脂肪酸释放激素。但直到近年来才弄清楚它的化学结构，βLPH由91个氨基酸组成，分子量9500,γLPH由58个氨基酸组成，分子量5800，它的氨基酸顺序和βLPH第1～58位氨基酸顺序完全相同。而第41～58肽段与βMSH的氨基酸顺序相同，又发现内啡肽的结构和βLPH的羧基端肽段相同，因此认为βLPH是βMSH和内啡肽的共同前身。

促甲状腺激素
化学结构 TSH是一种糖蛋白，含糖16.2%，分子量26600，由α及β亚基以非共价键(氢键与VanderWaals力)相连而成，TSH的α亚基与另二种垂体糖蛋白激素LH和FSH的α亚基相同，而三者的β亚基则不同，因此β亚基是三种激素的特异性和生物活性所在部分，但单独的β亚基无生物活性，必需与α亚基结合在一起方有作用。
分泌和血中浓度 正常人TSH每天分泌量约110μg左右，体内半寿期50min左右，在血浆中游离存在，并不和蛋白质结合，其浓度<3μg/L。
生理作用 主要生理作用为促进甲状腺的增生和促进甲状腺激素的分泌和合成，TSH对甲状腺激素合成的几个步骤都有促进作用，包括甲状腺滤泡细胞的摄取碘，细胞内的碘化作用以及碘化酪氨酸的缩合作用等。此外，TSH尚能促进脂肪动员，使血浆游离脂肪酸增加。
黄体生成素和促卵泡素 LH和FSH都是糖蛋白，LH含糖15.7%，分子量为30000,FSH含糖18.2%(其中3.4%为唾液酸)，分子量为32000，两者的分子均由α及β两个亚基组成，它们的α链与TSH的α链完全相同，而β链则各具特异性，(见图6,7)。
FSH所含糖链的末端为唾液酸，可以起保护作用，若唾液酸用酶水解除去，则加速FSH的破坏。

图 4人TSHa亚基的氨基酸顺序(谷×；谷氨酸或谷氨酰胺未定)

图5人TSHβ亚基氨基酸顺序(门×:门谷氨酸或谷氨酰胺未定)

图6人LHβ亚基的氨基酸顺序

图7 人FSH的β亚基氨基酸顺序

LH和FSH在血循环中主要和α₂及β球蛋白相结合而运输，LH在血循环中的半寿期约70min,FSH较长，约为6h。
女性血循环中LH和FSH的水平与月经周期有关，两者在血中的浓度在排卵期最高，下丘脑黄体生成素释放激素(LHRH)对垂体分泌LH和FSH都有促进作用，而卵巢分泌的雌激素和孕酮则对下丘脑分泌LHRH和垂体分泌LH及FSH既有负反馈又有正反馈，这与甲状腺激素或肾上腺皮质激素对下丘脑-垂体相应激素的分泌只有负反馈作用是不同的。
LH的作用机制目前认为是通过与细胞膜上受体结合后活化腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP增多，于是激活了蛋白激酶，继而激活磷酸化酶，促进糖原的磷酸化。于是6-磷酸葡萄糖增多，通过戊糖旁路，生成多量NADPH，供给胆固醇羟化转变为孕烯醇酮所需，然后孕烯醇酮转变为孕酮。
此外，LH还可通过cAMP的作用促进类固醇合成过程中某些酶蛋白的合成，其作用点在转录和翻译两过程都有。
FSH的作用机制目前认为是促进氨基酸进入卵泡细胞并促进氨基酸合成蛋白质，它的作用点也是转录和翻译两过程，并且还可促进DNA的复制。
加压素（抗利尿激素）和催产素这两种神经垂体激素是在下丘脑的视上核和室旁核合成后，沿下丘脑-神经垂体束移行至神经垂体贮存，在机体需要时由神经垂体分泌入血循环。
化学结构 ADH和OX都是九肽，其中第一位半胱氨酸以二硫键和第六位半胱氨酸相连成环状。7、8、9三个氨基酸残基则构成一个尾部（见图）。ADH有精氨酸加压素与赖氨酸加压素两种，大多数哺乳类（包括人）的ADH是前一种，少数（包括猪）是后一种，所有哺乳类的催产素的化学结构则均相同。

图8 精（赖）氨酸加压素

图9 催产素

ADH和OX的化学结构非常近似，只二个氨基酸有区别(第3位和第8位)因此，ADH也有轻微的催产活性，催产素也有轻微的加压和抗利尿活性。
ADH和OX分子结构中的二硫键是活性所必需的，如裂开则活性丧失。
运输 ADH和OX在由下丘脑沿神经轴突向垂体后叶运送的过程中是与一种蛋白质结合成为神经分泌颗粒的形式运送的。现在知道这种蛋白质是一类称为“后叶激素运载蛋白”或神经垂体素的蛋白质，也是在下丘脑合成的，分子量约10000，富含胱氨酸，它们与ADH或OX的结合具高度专一性，其他多肽激素均不能与这类蛋白质相结合。
已经分离得到两种后叶激素运载蛋白：后叶激素运载蛋白Ⅰ与Ⅱ，前者与催产素结合，后者与加压素结合。

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垂体激素

垂体激素主要由前叶产生，垂体后叶并不分泌激素，只贮存和释放下丘脑所产生的抗利尿激素 (ADH)及催产素。垂体激素受下丘脑神经激素及相应靶腺激素等的调节。垂体前叶分泌下列激素：促甲状腺激素(TSH)，促肾上腺皮质激素(ACTH)，黄体生成激素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、生长激素(GH)、泌乳素(PRL),LH及FSH又称促性腺激素 (GnH)。上述六种为具有明显生理活性作用的多肽或蛋白激素。其中TSH、LH及FSH为糖蛋白，分子结构上各具有α-及β-二个亚基，它们的α-亚基基本相同，而β-亚基各异，大部分的抗原决定簇在其特异的β-亚基上，但其生物活性的保持必需有α-、β-结合的完整分子结构。过去认为垂体前叶尚分泌黑素细胞刺激素(MSH)，但在化学结构上，β-MSH为β-趋脂素(β-LPH)分子中的一个片段(第41～58个氨基酸),α-MSH也只是ACTH分子中氨基端的一个片段 (第1～13个氨基酸),1974年研究发现无论α-MSH或β-MSH均不存在于正常人血浆及垂体提液中，可能仅属在提取时从趋脂素等大分子中取得的片段，但在有明显中叶的动物中可能有MSH分泌。
垂体前叶激素中，ACTH、TSH、LH、FSH分别作用于其周围靶腺；肾上腺皮质、甲状腺及性腺，促进相应激素的合成及释放，GH虽无明确靶腺，但对骨胳的生长作用却是通过促进肝脏产生一种生长激素介质(SM)，又名硫酸化因子(SF)(见“生长激素”条),PRL则作用于乳腺刺激乳汁分泌，在啮齿类动物中尚有维持黄体分泌作用。垂体激素受下丘脑释放激素（因子）及各个靶腺激素等的反馈调节。此外，垂体前叶ACTH细胞还同时产生β-趋脂素，其生理意义尚欠清楚，分子结构中含有β-MSH及一些内啡肽、脑啡肽分子的氨基酸顺序(见“促肾上腺皮质激素及β-趋脂素”条)。垂体后叶中贮藏着ADH，受血浆渗透压增高或血容量不足等刺激后分泌入血循环，主要作用于肾远曲小管及集合管，使水分回吸收增加而尿浓缩为高渗液，从而调节体内水总量、有效血容量、渗透压及血压等作用。催产素的作用主要为刺激分娩时子宫收缩，促进分娩后泌乳，但也有轻度抗利尿作用。