垂體激素

垂體激素（hypophyseal hormones，pituitaryhormones）是脊椎動物垂體（或腦下垂體）分泌的多種微量蛋白質和肽類激素的總稱。它們的作用各異，分別調節動物體的生長、發育、生殖、代謝，或控制各外周內分泌腺體以及器官的活動。

基本介紹

• 中文名：垂體激素
• 外文名：hypophyseal hormones，pituitaryhormones
• 簡介：多種微量蛋白質和肽類激素的總稱
• 類別：蛋白質

垂體結構

垂體有腺垂體（即前葉和中葉）和後葉的神經垂體兩部分組成。

垂體前葉

垂體前葉和中葉總稱腺垂體，分泌一系列蛋白質和多肽激素，如促甲狀腺激素（TSH）、促腎上腺皮質激素（ACTH）、促黃體生成激素（LH）、促卵泡成熟激素（FSH）、催乳素（PRL）、生長激素（GH）、促黑激素（MSH）、促脂解素（LPH）、內啡肽等。這些從腺體分泌出的微量激素進入血液循環，被輸送到諸如甲狀腺、腎上腺皮質、性腺等外周內分泌腺體以及乳腺、骨骼、肌肉等器官，分別刺激相應靶腺產生和分泌特異的激素以及調節機體和組織的生長等功能。垂體前葉分泌各激素的活動並不自主，分別受控於特異性下丘腦激素。靶腺激素在血液中的水平過高，反過來也能減弱垂體或與下丘腦的分泌活動。下丘腦、垂體與靶腺之間，層層控制，相互制約，組成一個閉環的反饋系統，其中垂體激素起到承上啟下的作用。

垂體後葉

垂體後葉是神經垂體的主要部分。因通過神經纖維束與下丘腦直接相連而得名，分泌催產素與加壓素。實際上，這兩種神經垂體激素是由下丘腦的神經性分泌核團——視上核與室旁核所產生，與後葉激素載體蛋白一起經神經軸突運到垂體後葉的神經末梢處貯存，當受到生理刺激後才從該處釋放進入血液循環，故又稱垂體後葉激素。

垂體前葉激素

已確定功能並闡明結構的垂體前葉激素包括：

促甲狀腺激素（TSH）

由α及β兩條肽鏈（或稱亞基）通過非共價鍵組合而成的糖蛋白激素。TSH與促性腺激素的α-亞基相同而β-亞基各異。它促進甲狀腺增生，加強該腺合成和分泌甲狀腺激素。體內甲狀腺激素分泌不足時，解除其對垂體前葉的負反饋作用，則TSH分泌增強，導致甲狀腺肥大。

促腎上腺皮質激素（ACTH）

三十九肽，促進腎上腺皮質的增生和腎上腺皮質激素的生成及分泌。不同種屬動物的ACTH的1～24和34～39位胺基酸殘基是基本相同的，研究證明此三十九肽1～24順序為生物活性所必需，並已人工合成此二十四肽，其生理活性與天然ACTH的相同。第25～33順序則為種屬差異的部分及決定免疫特異性的區域。ACTH是α-促黑激素的前體。ACTH臨床上可用於治療某些膠原性疾病、痛風、支氣管哮喘等。

垂體促性腺激素

包括促黃體生成激素（LH）〔又稱促間質細胞激素（ICSH）〕與促卵泡成熟激素（FSH）。LH與FSH都是由α-及β-亞基所組成的糖蛋白激素。兩者協調作用，促進性腺的正常發育與性激素的合成和分泌。LH對雌性可促使排卵，促進黃體生成並分泌孕酮；對雄性，則促使間質細胞發育，刺激睪丸分泌雄激素。FSH刺激卵巢或睪丸中卵子或精子的生成。

生長激素（GH）

含有兩個二硫鍵的單條肽鏈的蛋白質激素。人類GH由191個胺基酸殘基組成，與其他脊椎動物的GH相比，約有1/3胺基酸順序不同。它具有促進動物生長和發育的功能，並有種屬特異性，如豬、牛、羊等的GH對靈長類並不呈現明顯的促生長效應。其生物效應包括增加葡萄糖進入細胞的通透性和氧化作用；對糖代謝有抗胰島素作用，促進糖原異生，使血糖升高；促進脂解作用，使血漿游離脂肪升高；促進脫氧核糖核酸、核糖核酸及蛋白質的合成；刺激軟骨、骨骼、肌肉和淋巴細胞的增生，並加強垂體其他激素的影響。幼年期如GH分泌減退，則妨礙生長發育，引起身材異常矮小的“侏儒症”；若GH分泌過盛會引起巨人症，成年人則引起肢端肥大。垂體前葉分泌GH的活動是受下丘腦內調節肽的雙重控制，刺激GH釋放的稱生長激素釋放激素，抑制GH釋放的稱生長激素釋放抑制激素。

生乳素（PRL）

含3個二硫鍵的單條肽鏈的蛋白質激素。人的PRL由199個胺基酸殘基組成，牛、羊、豬等的PRL分子骨架與胺基酸殘基數目基本相同，排列順序有所差異。在哺乳類動物中，其重要的生理功能是促進乳腺生長與發育，還能刺激卵巢黃體分泌孕酮，因而與妊娠有關。懷孕期間PRL的分泌增多，引起乳腺增生，授乳期間，它的分泌更盛，促進乳汁的生成和分泌。禽類如鴿的PRL，則刺激嗉囊（類似於哺乳類的“乳房”）生長。育雛期間，它加速嗉囊發育與“鴿乳”吐泌。PRL對大白鼠等齧齒動物的黃體功能有調節作用。在人體，PRL分泌過盛會引起乳溢和性功能減退，它也能抑制動物的性行為，加強哺育、撫愛幼仔的行為與禽類的築窩與賴窩行為。兩棲類與硬骨魚的垂體也分泌此蛋白激素。硬骨魚的PRL參與調控體液平衡。

β-促脂解素（β-LPH）

僅有微弱促脂肪水解的作用，實際上它是β-促黑激素與內啡肽的前體。羊與豬的β-LPH為九十一肽，牛的為九十三肽，人的為八十九肽。β-內啡肽為三十一肽，即β-LPH的羧端區順序，具有嗎啡樣鎮痛效應及影響情緒與運動的活性肽，如注射入大白鼠腦室可引起該動物長時間處於僵直狀態。

α-促黑激素（α-MSH）與β-促黑激素

（β-MSH）分別為十三肽與十八肽，主要由垂體中間部分泌。它們的前體則分別為ACTH與β-LPH。兩種促黑激素的活性中心區域（-甲硫-谷-組-苯丙-精-色-甘）相同。它們刺激兩棲類、爬蟲類等動物的黑色素細胞中色素微粒的彌散分布，從而加深皮膚的色澤。

垂體後葉激素

垂體後葉激素包括催產素與加壓素，均為含一個二硫鍵的九肽醯胺。催產素刺激子宮平滑肌強烈收縮及乳腺肌上皮細胞收縮而引起乳汁的射泌。醫學上主要用於引產、產後子宮收縮不良和產後止血。加壓素又稱抗利尿激素（ADH），作用於腎臟，調節水與鹽份平衡和體液的滲透壓，具有抗利尿作用，在較高的濃度時還能引起血壓升高。當大量出血時，它的調節血壓作用較為重要。醫學上用以治療尿崩症，在大量肺咯血時用作止血劑。

生物進化過程中，脫氧核糖核酸中個別鹼基的突變和基因重複導致多肽分子的趨異分化。凡是變異後的分子能在分泌細胞（產生的原地）與效應細胞（作用的對象）之間傳遞信息，引起呼應的關係，並有利於協調生物體內代謝的動態平衡與適應外界的多端變化的，便逐漸發展為子代的多肽激素。子代產物往往保留祖先分子的某些結構特徵與微弱的固有生物效應。受體蛋白分子也在演變，當其衍生物進化到能靈敏地接受一個既存多肽激素的發放訊號時，則該激素開始獲得新的功能。如脊椎動物中的催產素與加壓素的化學結構相似，前者的結構式如圖1，後者的結構式如圖2。變異位置為第3、8位。結構的變異導致功能的分化，但催產素兼有微弱的加壓素活性，反之亦然。原始的脊椎動物七鰓鰻僅有加壓催產素，即催產素與加壓素的祖先分子。它的分子結構式如圖3。

圖1

圖2

圖3

其前半部象催產素，後半部象加壓素。它兼有催產素與加壓素的生物活性，唯效價均減半。經億萬年的演變，從水生魚類，過渡到兩棲類，再逐步進化到陸生的哺乳類，由於調節體內水鹽代謝、產卵、分娩、哺育等作用過程和參與調節的器官均愈形複雜，遂從加壓催產素分化為催產素與加壓素。類似的例子在垂體激素中屢見不鮮，如生長激素與生乳素在結構上相似，功能上分化，但兼有重疊的生理效應。TSH與促性腺激素相比，α-亞基相同，β-亞基結構差異較為明顯，遂導致生理功能分化。ACTH和β-LPH分子中出現相同順序的片段，且兩者均從共同的前體——阿片樣肽—促黑激素—促皮質激素原（簡稱POMC）降解而來。在同一前體中蘊含多段重複順序，提示分子進化是基因重複、基因片段融合和基因突變等作用累積的結果。