人體生理學(xué)體育專業(yè)09肌肉活動的激素調(diào)節(jié)

1、第九章肌肉活動的激素調(diào)節(jié) 內(nèi)容提要本章主要介紹激素的概念、作用原理、分泌調(diào)節(jié)以及對代謝 的調(diào)控和在運(yùn)動中的反應(yīng)及適應(yīng)。 第一節(jié) 概 述 一、內(nèi)分泌腺和激素 二、激素的生理作用 三、激素的作用原理 四、激素的作用特點(diǎn) 五、激素分泌的調(diào)節(jié) 六、肌肉活動時的激素反應(yīng) 一、內(nèi)分泌腺和激素 內(nèi)分泌腺定義： 人體有些腺體或細(xì)胞能分泌一些生物活性物質(zhì),這些分泌物直接進(jìn)入血液或淋巴，經(jīng)過 血液循環(huán)，作用于身體其他部位的器官、組織調(diào)節(jié)它們的活動，這種腺體叫內(nèi)分泌腺。 主要內(nèi)分泌腺有甲狀腺、甲狀旁腺、胰島、腎上腺、腦垂體和性腺。 激素定義 由內(nèi)分泌腺分泌的活性物質(zhì)叫激素。 被某一激素作用的器官、組織或胞稱為該激素

2、的靶器官、靶組織或靶細(xì)胞。 激素分為四類： 肽類和蛋白質(zhì)類激素 固醇類激素 氨基酸衍生物（胺類） 脂肪酸衍生物 二、激素的生理作用： (1)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)、糖、脂肪和水鹽代謝為生理活動提供能量； (2)促進(jìn)細(xì)胞的分裂和分化，控制各組織、器官的生長發(fā)育； (3)影響中樞神經(jīng)和植物性神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育及其活動； (4)促進(jìn)生殖器官的發(fā)育及成熟，調(diào)節(jié) 生殖過程； (5)與神經(jīng)系統(tǒng)密切配合，提高機(jī)體對環(huán)境條件適應(yīng)能力。 三、激素的作用原理 -兩種基本類型 （一）含氮激素作用原理第二信使學(xué)說 (二) 類固醇激素的作用原理基因表達(dá)學(xué)說 （一）含氮激素作用原理第二信使學(xué)說 含氮激素作用機(jī)制示意圖 含氮激素對靶細(xì)胞的

3、作用 腺細(xì)胞分泌 肌細(xì)胞收縮與舒張 神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)電位變化 細(xì)胞膜通透性改變 細(xì)胞分裂與分化以 及各種酶反應(yīng)等 (二)類固醇激素的作用原理基因表達(dá)學(xué)說 固醇類激素是脂溶性的，故可以通過細(xì)胞膜而進(jìn)入胞漿。 在胞漿內(nèi)與特定的受體蛋白質(zhì)結(jié)合 成激素受體復(fù)合物。 激素受體復(fù)合物經(jīng)核膜進(jìn)入細(xì)胞核，激活特異的基因，進(jìn)而生成相應(yīng)的 信使核糖核酸(mRNA)。 mRNA透出核膜，進(jìn)入胞漿，誘導(dǎo)或減少新蛋白質(zhì)的生成。 通過新蛋白 質(zhì)(主要是酶)而完成激素的生理效應(yīng)。 類固醇激素作用原理示意圖 四、激素的作用特點(diǎn) （一）特異性 （二）無始動作用 （三）高效性 五、激素分泌的調(diào)節(jié) （一）反饋調(diào)節(jié) - 激素作用于靶細(xì)胞

4、引起特定的生理效應(yīng) （二）非反饋調(diào)節(jié) - 神經(jīng)系統(tǒng)對激素分泌的調(diào)節(jié) 糖皮質(zhì)激素分泌的調(diào)節(jié)示意圖 （實(shí)線表示促進(jìn) 點(diǎn)線表示抑制 ） 腎上腺髓質(zhì)激素生物合成示意圖 六、肌肉活動時的激素反應(yīng) 運(yùn)動期間腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的變化 （一）快反應(yīng)類激素 在運(yùn)動開始后即刻，血漿中該類激素即明顯升高，并在短時間內(nèi)達(dá)到峰值。 如腎上腺素、去甲腎上腺素等。 （二）中間反應(yīng)類激素 運(yùn)動開始后，血漿中該類激素緩慢、平穩(wěn)地升高，并在幾分鐘內(nèi)達(dá)到峰值。 如甲狀腺素等。 （三）慢反應(yīng)類激素 運(yùn)動開始后血漿中該類激素并不立即出現(xiàn)變化，當(dāng)運(yùn)動到30-40min時才緩慢升高，在更 晚的時間才達(dá)到峰值。 如生長激素、胰高血

5、糖素和胰島素。 第二節(jié) 激素與運(yùn)動 一、腎上腺髓質(zhì)激素與運(yùn)動 腎上腺髓質(zhì)分泌的激素有去甲腎上腺(Nad)和腎上腺素(Ad)，它們都是兒茶酚胺類的化合物，故總稱為兒茶酚胺。 （一）兒茶酚胺的生理作用 1.對心血管的作用 2.對內(nèi)臟平滑肌的作用 3.對骨骼肌的作用 4.對代謝的作用 5.對神經(jīng)系統(tǒng)的作用 兒茶酚胺在基礎(chǔ)代謝中的作用 （二）兒茶酚胺在“應(yīng)急”反應(yīng)中的作用 “應(yīng)急”定義： 在情緒激動、疼痛、創(chuàng)傷、缺 氧、寒冷、劇烈肌肉運(yùn)動等緊急情況的刺激下，兒茶酚胺的分泌劇增，有利于機(jī)體與環(huán)境作斗爭 ，以渡過緊急狀態(tài)。這種生理過程被稱為應(yīng)急反應(yīng)。 “應(yīng)急”反應(yīng)作用機(jī)制 提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，有利于

6、機(jī)體保持警覺狀態(tài)外，主要是增強(qiáng)循 環(huán)功能，促進(jìn)分解代謝，以增加心肌和骨骼肌的血液和能量供應(yīng)。 使機(jī)體能夠提前做好立即行動(戰(zhàn)斗或逃跑)的準(zhǔn)備反應(yīng)，在機(jī)體應(yīng)付環(huán)境突變中 有重要的生物學(xué)意義。 （三）運(yùn)動時兒茶酚胺的反應(yīng)和適應(yīng) 反應(yīng)： 運(yùn)動時，兒茶酚胺的釋放與運(yùn)動強(qiáng)度及持續(xù)時間有關(guān) 中等強(qiáng)度運(yùn)動對血中兒茶酚胺濃度沒有影響或影響很小 當(dāng)運(yùn)動強(qiáng)度上升到 50-70%最大吸氧量水平時，血中的兒茶酚胺明顯地增加 不同強(qiáng)度運(yùn)動時血中兒茶酚胺變化 適應(yīng)： 耐力訓(xùn)練可使運(yùn)動時兒茶酚胺的釋放幅度減小。 訓(xùn)練后，受試者在進(jìn)行定量負(fù)荷時血中兒茶 酚胺減少。 訓(xùn)練期間血漿兒茶酚胺的變化 二、腎上腺皮質(zhì)激素與運(yùn)動 腎上腺

7、皮質(zhì)主要分泌兩類激素： 鹽皮質(zhì)激素 糖皮質(zhì)激素 （一）糖皮質(zhì)激素對物質(zhì)代謝的作用 糖皮質(zhì)激素對代謝有著深刻的影響，特別是以維持體內(nèi)糖代謝的正常進(jìn)行，對保持血糖濃度相對穩(wěn)定起重要作用。 可的松對維持糖的作用 糖皮質(zhì)激素具體作用： 可通過增強(qiáng)肝內(nèi)有關(guān)酶類的活性使糖的異生加強(qiáng)，抑制許多肝外組織對葡萄糖的利用，使肝糖原和血糖增高。 促進(jìn)肝外組織中蛋白質(zhì)的分解，增加 血液和肝臟中的氨基酸含量。 促進(jìn)脂肪組織中脂肪分解增加血液中游離脂肪酸的含量。 （二）糖皮質(zhì)激素在“應(yīng)激”反應(yīng)中的作用 定義： 機(jī)體遇到意外刺激，如感染、中毒創(chuàng)傷、缺氧、高溫、冷凍以及進(jìn)行劇烈運(yùn)動時，會產(chǎn) 生一種非特異性的全身性綜合反應(yīng)，以

8、增強(qiáng)機(jī)體對這些不利因素的耐受力，減輕對人體的損害。把這種增強(qiáng)抵抗力的適應(yīng)性變化叫做應(yīng)激。 機(jī)制： 下丘腦、腺垂體、腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)功能活動的增強(qiáng)是應(yīng)激反應(yīng)的主要環(huán)節(jié)。 應(yīng)激時，在腺垂體分泌的促腎上腺皮質(zhì)激素作用下，糖皮質(zhì)激素的分泌急劇增加。 應(yīng)激反應(yīng)與應(yīng)急反應(yīng)的關(guān)系： 應(yīng)激反應(yīng)與應(yīng)急反應(yīng)相輔相成， 共同維持機(jī)體對包括進(jìn)行劇烈運(yùn)動在內(nèi)的緊急狀況的適應(yīng)能力。 交感腎上腺系統(tǒng)和 糖皮質(zhì)激素對劇烈運(yùn)動時的人體功能能力的動員和體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持具有重要意義。 下丘腦垂體腎上腺 皮質(zhì)軸對應(yīng)激產(chǎn)生反應(yīng) （三）糖皮質(zhì)激素對運(yùn)動的反應(yīng)和適應(yīng) 糖皮質(zhì)激素對運(yùn)動的反應(yīng)： 輕度和中等強(qiáng)度運(yùn)動時糖皮質(zhì)激素的反應(yīng)文獻(xiàn)報告不一致

9、。 在長時間大強(qiáng)度運(yùn)動時，血漿中的糖皮質(zhì)激素的濃度和尿中游離的糖皮質(zhì)激素分泌率都增加。 運(yùn)動引起的糖皮質(zhì)激素的增加可持續(xù)到運(yùn)動后3h。 糖皮質(zhì)激素的增加可促使肌肉中蛋白質(zhì)的水解和加速肝中的糖原異生作用，從而促進(jìn)運(yùn)動后糖原的補(bǔ)償。 糖皮質(zhì)激素對運(yùn)動的適應(yīng)： 動物實(shí)驗表明，經(jīng)3-4周訓(xùn)練后，安靜時和運(yùn)動后，實(shí)驗動物血漿中糖皮質(zhì)激素均增加， 但訓(xùn)練6周后，在完成同樣的負(fù)荷時，糖皮質(zhì)激素分泌量逐漸下降。 訓(xùn)練對人安靜時和 運(yùn)動后血漿中糖皮質(zhì)激素的影響仍不很清楚。 三、其它激素在運(yùn)動中的反應(yīng)和適應(yīng) （一）胰島素 （二）胰高血糖素 （三）生長激素 （四）甲狀腺素 （五）雄性激素 （一）胰島素 胰島是胰腺的

10、內(nèi)分泌部分。人體胰島細(xì)胞分為兩種：一是細(xì)胞，分泌胰島素；二是細(xì)胞 ，分泌胰高血糖素。 胰島素是促進(jìn)合成代謝的激素，促進(jìn)機(jī)體內(nèi)代謝性營養(yǎng)物質(zhì)以不同形式貯存。 胰島素主要有以下三個方面： 促進(jìn)外周組織對糖的利用，抑制糖的異生，使血糖降低； 促進(jìn)脂肪合成，抑制脂肪分解； 促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，抑制蛋白質(zhì)分解。 反應(yīng)： 運(yùn)動時，伴隨著血糖水平的下降及腎上腺素的增加，胰島素的分泌下降。 不同強(qiáng)度運(yùn)動期間血漿胰島素的變化 不同持續(xù)時間運(yùn)動期間血漿胰島素變化 反應(yīng)機(jī)制： 胰島素分泌的下降，使不活動組織對血糖的攝取量減至最低程度，節(jié)約血糖以供參與活動的肌肉與 腦組織利用。 胰島素分泌的下降，也促進(jìn)脂肪水解成脂肪酸，

11、以供活動的和不活動的組織做 同樣的利用，而節(jié)約糖原的消耗。 適應(yīng)： 在長期訓(xùn)練的影響下，胰島素對運(yùn)動的適應(yīng)，表現(xiàn)為減弱運(yùn)動時激素的反應(yīng)。 在同樣的運(yùn)動 情況下，有訓(xùn)練者的胰島素反應(yīng)較無訓(xùn)練者低，即有訓(xùn)練者運(yùn)動時胰島素分泌的下降較無訓(xùn) 練者少。 （二）胰高血糖素 胰高血糖素是一種促進(jìn)分解代謝的激素 訓(xùn)練對運(yùn)動期間血糖水平的影響 運(yùn)動反應(yīng)： 運(yùn)動時，胰高血糖素的分泌隨血糖濃度的下降而增加。 胰高血糖素在運(yùn)動時的增加可維持血糖水平，保證中樞神經(jīng)系統(tǒng)的營養(yǎng)供應(yīng)，有加強(qiáng)心肌收縮力、增加心輸出量的作用。 訓(xùn)練適應(yīng)： 在相同的相對運(yùn)動負(fù)荷下，經(jīng)過很少幾周的耐力訓(xùn)練，運(yùn)動引起的胰高血糖素含量增高 的幅度就會大

12、大降低。 胰高血糖素反應(yīng)的減弱推遲肝糖原排空的作用，亦即推遲衰竭的到來，增加對運(yùn)動的耐久能力。 （三）生長激素 生長激素由腺垂體分泌。 生長激素作用于全身細(xì)胞、組織，可以增加細(xì)胞的體積和數(shù)量，促進(jìn)機(jī)體生長。 幼年時生長激素若分泌不足，則成長后身材矮小，但智力正常，稱侏儒癥。 幼年時若分泌過多，則全身過度增長，可長成巨人，稱巨人癥。 生長素對代謝有重要作用： 促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，并減少蛋白質(zhì)的分解，這是促進(jìn)細(xì)胞增殖的基礎(chǔ)； 生長素可促進(jìn)脂肪分解氧化放能，減少糖的利用，使血糖升高。 運(yùn)動的反應(yīng)與適應(yīng)： 研究表明，進(jìn)行持續(xù)運(yùn)動(強(qiáng)度為50%VO2max)或間歇運(yùn)動(強(qiáng)度為持續(xù)運(yùn)動的2倍，運(yùn) 動1min

13、，休息1min)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動開始后15min，生長素的釋放增加。 訓(xùn)練可引起進(jìn)行同樣負(fù)荷運(yùn)動時的生長激素分泌幅度的下降。 運(yùn)動強(qiáng)度對運(yùn)動期間血漿生長激素的影響 （四）甲狀腺素 甲狀腺素是甲狀腺分泌的激素。 甲狀腺素是機(jī)體生長發(fā)育和成熟所 必需的，特別是對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育分化和骨的生長影響最大。 幼兒時期，若甲狀腺功能低下 ，成長后不僅身材矮小，而且腦發(fā)育障礙，智力低下，稱為“呆小癥”。 甲狀腺素的主要功能-調(diào)節(jié)新陳代謝和維持機(jī)體的正常發(fā)育 加速糖的氧化利用，促進(jìn)葡萄糖的吸收和肝糖原的分解。 使脂肪的分 解氧化作用加強(qiáng)。 正常生理情況下，甲狀腺素還可促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。 研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動時，總的甲狀腺素

14、濃度無變化，但游離的甲狀腺素增高約35%。 （五）雄性激素 雄性激素是由睪丸間質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的一類激素，其中活性最強(qiáng)的是睪丸酮。 雄性激素的主要作用：刺激男性性征的出現(xiàn)，青春期男子出現(xiàn)的性征，以及外生殖器官與內(nèi) 生殖器官(即精囊、前列腺等)的發(fā)育與成熟，都是在睪丸酮刺激下產(chǎn)生的。 雄性激素（睪丸酮）對代謝的作用： 促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，特別是肌肉的蛋白 質(zhì)合成。青春期男性的力量開始明顯高于女性。 使骨骺融合過程增快，具有促長骨成長的作用 ，有時反因促使骺板過早融合，而使個體矮小。 睪丸酮可能對運(yùn)動中肌糖原超量恢復(fù)有一定作用。動物實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，去勢雄鼠注射雄性激素后，肌糖的含量增高。 睪酮釋放的控制 （四）甲狀腺素 運(yùn)動反應(yīng)： 短時間劇烈運(yùn)動時，血漿中睪丸酮的含量升高 長時間運(yùn)動中，血 漿睪丸酮卻無明顯變化 反應(yīng)機(jī)制： 有些學(xué)者認(rèn)為，運(yùn)動時血漿睪丸酮含量升高，是由于血液濃縮所致 的假象； 也有人認(rèn)為，是睪丸酮在肝中降解減少所致； 一般認(rèn)為，運(yùn)動中血漿睪丸酮濃度可 能稍有增大，運(yùn)動結(jié)束后血漿睪丸酮很快恢復(fù)到安靜狀態(tài)水平。 復(fù)習(xí)思考題 1.名詞解釋：內(nèi)分泌 激素 靶細(xì)胞 應(yīng)急反應(yīng) 應(yīng)激 2.激素的生理功能主要體現(xiàn)在哪些方面 3.分析交感腎上腺系統(tǒng)在運(yùn)動中的作用。 4.糖皮質(zhì)激素的功能及其對運(yùn)動的反應(yīng)