Chapter ８ 內分泌系統

章節要點 8.1 內分泌系統分泌化學性激素 8.2 腦下垂體和下視丘一起運作 8.3 腎上腺髓質和腎上腺皮質是不同的腺體 8.4 甲狀腺體和副甲狀腺體有不同的功能 8.5 胰臟分泌胰島素和昇糖素 8.6 松果體和其他內分泌腺體調節身體功能

8.1 內分泌系統分泌化學激素-1 自內分泌系統分泌的激素利用血液輸送到目 標器官。 8.1 內分泌系統分泌化學激素-1 自內分泌系統分泌的激素利用血液輸送到目 標器官。 類固醇和甲狀腺激素是非極性，為脂溶性，所以能通過細胞膜進入目標細胞。 大部分激素是極性分子，為水溶性，所以能溶於血液， 但不能通過細胞膜進入目標細胞。 極性激素必須透過二級訊息傳遞分子(攜帶體)的作用，調控目標細胞。

8.1 內分泌系統分泌化學性激素-2 內分泌腺體不同於外分泌腺體(具有導管)。 激素(荷爾蒙)是內分泌腺體分泌到血液內的調節分子。 8.1 內分泌系統分泌化學性激素-2 內分泌腺體不同於外分泌腺體(具有導管)。 激素(荷爾蒙)是內分泌腺體分泌到血液內的調節分子。 激素在血 液內循環，所以會被送到體內每個器官的所有細胞。 僅有特定器官能對特定激素有反應，稱為目標器官。(標靶治療)

內分泌系統 內分泌系統包括一些以分泌激素為基本功能的器官。 胰臟為外分泌系統之主宰。

圖 8.1　 主要的內分泌腺體。（a）內分泌腺體的解剖位置。（b）胰臟內胰島（朗格漢斯氏島）的電顯圖。

激素 極性(polar)激素溶於水，也就可以溶於主要成分是水的血液，然後以溶解狀態運送到目標器官。 非極性激素(non-polar)不能溶於血液，所以需要依靠載體蛋白。

極性激素 類固醇 甲狀腺激素 由兩種內分泌腺體所分泌：腎上腺皮質和性腺（睪丸和卵巢）。類固醇衍生自膽固醇。 主要激素是甲狀腺素。這些激素衍生自酪胺酸（一種非極性的胺基酸）， 甲狀腺素是唯一帶有碘的激素。

非極性激素 兒茶酚胺(catacholamine) 多胜肽、蛋白質和糖蛋白 由腎上腺髓質分泌的腎上腺素(epinephrine)和正腎上腺素(non-epinephrine)是極性兒茶酚胺激素。 多胜肽、蛋白質和糖蛋白 由胰臟產生的胰島素是多胜肽；從腦下垂體前葉分泌的生長激素是蛋白質；自腦下垂體前葉分泌的黃體形成素是糖蛋白激素。

圖 8.2　類固醇激素的簡化合成路徑。卵巢黃體所分泌的黃體素是其他類固醇激素的共同前驅物，由睪丸萊氏細胞分泌的雄激素睪固醇是卵巢濾泡分泌的雌二醇的前驅物。

圖 8.3　甲狀腺激素的化學結構。甲狀腺素也稱為四碘甲狀腺素（T4），其和三碘甲狀腺素（T3）的分泌比率是9：1。

8.2 腦下垂體和下視丘一起運作 腦下垂體實際上是兩個腺體合成一個。腦下 垂體前葉分泌多種激素，其中一些激素負責調節其他內分泌腺體。 8.2 腦下垂體和下視丘一起運作 腦下垂體實際上是兩個腺體合成一個。腦下 垂體前葉分泌多種激素，其中一些激素負責調節其他內分泌腺體。 腦下垂體後葉本身受下視丘分泌 的激素所控制。腦下垂體後葉儲存並負責分泌由下視丘神經元產生的激素，這些激素自神經元本體透過軸突運送到腦下垂體後葉。

圖 8.4　腦垂體的構造。前葉是由腺狀組織組成，而後葉 是由大量的神經膠細胞和神經纖維組成。

腦下垂體 位於下視丘下面，並透過一 種漏斗結構連接下視丘。 腦下垂體由兩種腺體組成： 前葉（或稱為前腦下垂體）：腦垂體前葉從不同的胚胎組織（口腔上皮）產生。 後葉（或稱為神經腦下垂體）：腦垂體後葉在大腦向下生長時形成，因此， 軸突自下視丘延伸到腦垂體後葉，這些軸突會運 送下視丘所產生的激素。

腦下垂體後葉 腦下垂體後葉儲存並負責分泌兩種激素： 抗利尿激素(ADH)：作用到腎臟以便促進水分的保留， 所以會減少水排到尿液。 催產素(Oxytocin)：對女性而言，催產素在生產期刺激子宮收縮，在哺乳期刺激乳腺管的收縮，引起乳汁分泌反射。催產素對於男性的生理重要性尚不清楚。

圖 8.5　下視丘調控的腦垂體後葉。由腦垂體後葉或神經腦下垂體儲存及釋放的 ADH 和催產素，事實上是由下視 丘的視上核和室旁核的神經元所製造。這些激素經由下視丘腦垂腺神經束的軸突運送至腦垂體後葉。

腦垂體前葉-1 以下激素是由腦垂體前葉產生和分泌： 生長激素(GH)也稱為促生長素。GH 會刺激蛋白質合成，並促進組織和器官生長。許多生長促進效應則間接產生，如 GH 刺激肝臟產生促生長因子。 甲狀腺促進素(TSH) 也稱為甲促素。TSH 刺 激甲狀腺分泌激素：甲狀腺素（T4）和三碘甲狀腺素（T3）。

腦垂體前葉-2 促腎上腺素皮質醇(ACTH)也稱為促腎上腺皮質素。ACTH 刺激腎上腺皮質分泌類固醇 激素（皮質類固醇），特別是可體松（氫羥腎上腺皮質素）。 促濾泡成熟激素(FSH)也稱為促濾泡素。 FSH 刺激女性卵泡生長和男性睪丸精子的產量。

腦垂體前葉-3 黃體形成素(LH)，也稱為促黃體素。LH 和 FSH 總稱為促性腺激素，也稱為促性腺素。對女性而言，LH 刺激排卵和卵巢內黃體的形成；對男性而言， LH 刺激睪丸萊氏細胞分泌睪固醇。因此，男性的 LH 有時也稱為間質細胞激素。 泌乳素。對女性而言，在生產後，這個激素刺激乳腺管的乳汁產生。泌乳素對男性和女性的生殖系統和腎臟也有其他支持性功能。

圖 8.6　腦垂體前葉分泌的激素。圖中右方的激素可以刺激甲狀腺、腎上腺皮質和性腺（睪丸和卵巢）。FSH 和 LH 可以 刺激性腺，稱為促性腺素。圖中左方的泌乳素和生長激素由腦垂體前葉分泌，並具備調控特定腺體之外的其他功能。

下視丘-1 下視丘透過產生調節激素分泌到下視丘腦垂腺門脈血管系統，來調控腦垂體前葉。 在下視丘底部（在正中隆突）的微血管系統排入小靜脈，其運送血液到位於腦垂體前葉的第二微血管系統，此一血管 系統稱為下視丘腦垂腺門脈血管系統。

圖 8.7　下視丘調控腦垂體前葉。下視丘的神經元分泌釋 放激素（綠色小球）至下視丘腦垂腺門脈血管系統。這些 釋放的激素會刺激腦垂體前葉分泌激素（紅色小球）至一 般循環系統。

下視丘調控的激素-1 促腎上腺皮質醇釋放激素 促甲狀腺素釋放激素 促性腺釋放激素 刺激腦垂體前葉分泌促 腎上腺素皮質醇。 刺激腦垂體前葉分泌甲狀腺促進素 （TSH）。 促性腺釋放激素 刺激腦垂體前葉分泌促性腺激素（FSH 和 LH）。

下視丘調控的激素-2 促生長激素釋放激素 體抑素 乳抑素 刺激腦垂體前葉分泌 GH。 抑制腦垂體前葉分泌生長激素。 抑制腦垂體前葉分泌泌乳素。

負回饋作用調節下視丘和腦垂體前葉-1 甲狀腺、腎上腺皮質和性腺分泌的激素，對腦垂體前葉和下視丘具有負回饋抑制作用。 目標腺體激素的負回饋抑制作用阻止下視丘和腦垂體前葉過度操控目標腺體。

負回饋作用調節下視丘和腦垂體前葉-2 下視丘分泌促性腺激素釋放激素（GnRH），透過下視丘腦垂腺門脈血管系統送到腦垂體前葉。收到 GnRH 之後，腦垂體前葉會分泌促性腺激素（FSH 和 LH），藉由血液循環運送到性腺。反應促性腺激素造成性腺分泌不同的性類固醇激素（卵巢分泌雌二醇和黃體素，睪丸分泌睪固醇）。這些性激素再由血液運送到腦垂體前葉抑制 FSH 和 LH 的分泌，並送到下視丘抑制GnRH的分泌。

圖 8.8　下視丘腦垂體性腺軸（控制系統）。下視丘會分泌 促性腺素釋放激素（GnRH），來刺激腦垂體前葉分泌性 腺激素（FSH 和 LH），並刺激性腺分泌性激素。下視丘和 腦垂體前葉的分泌作用是由性激素的負回饋抑制（藍色箭 頭）所調控的。

8.3 腎上腺髓質和腎上腺皮質是不 同的腺體 腎上腺含有兩種腺體：腎上腺髓質和腎上腺皮質。在「戰鬥或逃跑」期間，腎上腺髓質分泌腎上腺素和較少量的正腎上腺素，支持交感神 經作用。腎上腺皮質分泌皮質類固醇激素來調控 代謝和電解質（Na+ 與 K+）的平衡。激素（包括 ACTH）調節腎上腺皮質的分泌。

腎上腺 腎上腺體是由兩個腺體合而為一，兩個腎上腺體皆位於腎臟上方 ： 在外部的腎上腺皮質 內部的腎上腺髓質：腎上腺髓質分泌腎上腺素和較少量的正腎上 腺素，這是因為在「戰鬥或逃跑」期間交感神經 的刺激。

腎上腺素和正腎上腺素的運作方式-1 極性激素與細胞膜內的受體蛋白結合。 這會造成與受體蛋白結合的 G 蛋白複合體解離成次單元，並與受體蛋白分開。 α 次單元透過細胞膜移動到一種酵素，亦即腺 核苷環化酶，並活化此酵素蛋白（這個酵素原本是在不活化態的）。 腺核苷環化酶催化一種化學反應，將 ATP 轉換成 cAMP。

腎上腺素和正腎上腺素的運作方式-2 cAMP 與細胞質內不活化態的蛋白激酶結合， 造成酵素的抑制性次單元脫離。 此活化態的蛋白激酶催化磷酸根加入不活化態 酵素的反應（磷酸化反應）；磷酸化轉換先前 的不活化態的酵素成活化態。相反地，也有一 些酵素的磷酸化反應會造成它們的去活化。 現在，特定酵素的活性已經受到改變，酵素催 化反應，產生激素作用到目標細胞的效應。

圖 8.10　環單磷酸腺苷二級訊息傳遞系統。激素造成目標細胞內環單磷酸腺苷的產生，並活化其他蛋白激酶。被活化的蛋白激酶激活許多不活化的特定酵素。這些改變是腎上腺素對目標細胞的特定作用。

皮質類固醇 由腎上腺皮質分泌的類固醇激素稱為皮質類固醇，或簡稱為皮質醇。

皮質類固醇的分類 糖皮質酮 礦質皮質酮 弱雄激素 調節代謝以增加血糖濃度。人類的主要糖皮質醇是可體松，或稱為氫羥腎上腺皮質素。 這些調節血液中礦物質或電解質（離子）的濃度，特別是 Na+ 和 K+。人類的主要礦質皮質酮是醛固酮。 弱雄激素

圖 8.11　類固醇激素如何調控目標細胞。這些類固醇激素 進入目標細胞後會和胞內受體蛋白結合，並移動至細胞核 內（如果受體蛋白並不是一開始就在細胞核內）；這些活 化的受體蛋白會和 DNA 結合，並活化特定基因。這些基 因轉錄成 mRNA，接著轉譯成特定的蛋白質。新合成的蛋白質接著產生目標細胞對類固醇激素的反應。

腎上腺皮質分泌受激素調控-1 由腦垂體前葉分泌的 ACTH 刺激腎上腺皮質分泌糖皮質酮（主要是可體松）。 一種由下視丘 分泌的釋放激素 CRH，能刺激 ACTH 的分泌。為了完成這種循環調控系統，可體松發揮對 ACTH 和 CRH 分泌的負回饋抑制作用。

圖 8.12　非特定壓力活化腦垂體腎上腺軸。腎上腺皮質（藍色箭頭）的負回饋調控。

腎上腺皮質分泌受激素調控-2 上位大腦區域可以驅動 CRH 和 ACTH分泌，所以造成可體松分泌的增加。這會發生是因為壓力反應，屬於一般性適應症候群。 可體松的提升導致增加血 糖給中樞神經系統，並提供胺基酸以利於受傷組 織修復。 糖皮質醇可以壓制免疫系統。

8.4 甲狀腺體和副甲狀腺體有不同 的功能 甲狀腺體具有稱為甲狀腺濾泡的中空結構，這個結構抓住碘原子，使用它製造甲狀腺素（T4）和三碘甲狀腺素（T3）。這些激素刺激細胞呼吸，有助於基礎代謝率（BMR）的平衡；這些激素也是中樞神經系統的生長與成熟所需。副甲狀腺分泌副甲狀腺素，有助於體內鈣離子的平衡。

圖 8.13　甲狀腺體。甲狀腺體位於咽喉的前端表面、氣管上方。圖中標示兩塊喉部軟骨。

圖 8.14　甲狀腺的電顯圖（250 倍）。圖中可見許多甲狀 腺濾泡。每個濾泡是由膠狀液體圍繞的濾泡細胞所組成， 膠體中含有甲狀腺球蛋白。

甲狀腺體 濾泡內含一種富有蛋白質的液體，稱為膠體。濾泡抓住自血液運送來的碘，並與甲狀腺球蛋白結合。 圍繞濾泡的細胞使用甲狀腺球蛋白來製造兩種甲狀腺激素：甲狀腺素(T4) 和三碘甲狀腺素(T3) 。

甲狀腺素 甲狀腺素是非極性分子，必須與載體蛋白結合才能透過血液運送。 甲狀腺素的載體蛋白是甲狀腺素結合球蛋白。

圖 8.15　甲狀腺激素作用於目標細胞的機制。在目標細胞 細胞質內，T4 先被轉換成 T3，T3 接著進入細胞核，並和細 胞核受體結合。然後，激素受體複合體與 DNA 上的特定位置結合，並活化特定基因。

甲狀腺促進素 甲狀腺促進素（TSH）由腦垂體前葉分泌，刺激甲狀腺濾泡分泌甲狀腺素。當血液中的 T4 和 T3 增高，對腦垂體前葉產生負回饋抑制作用，降低 TSH 的分泌〔似乎不會對下視丘產生促甲狀腺素釋放激素（TRH）分泌有負回饋抑制作用〕。這會維持血液內甲狀腺素和T3濃度的平衡。

圖 8.16　腦垂體甲狀腺軸的負回饋調控。圖片上方說明 TSH 分泌的負回饋抑制作用。圖片下方說明當飲食缺乏碘 時，如何產生區域流行性甲狀腺腫大。缺少負回饋調控會 導致過量 TSH 分泌，而 TSH 會導致甲狀腺不正常腫大。

甲狀腺疾病-1 甲狀腺素不足症 甲狀腺腫大 甲狀腺缺乏足夠的碘製造甲狀腺素和 T3，這兩種激素在血液中的濃度將會下降，導致甲狀腺素不足症狀。 激素濃度下降時，TSH 必須提高，這是因為是負回饋作用降低。 甲狀腺腫大 TSH 濃度會持續性地提升。高量 TSH 刺激甲狀腺體過度生長，就是甲狀腺腫大 。

甲狀腺疾病-2 葛瑞夫茲氏症 因為甲狀腺受到自體抗體刺激所導致。 導致葛瑞夫茲氏症的抗體刺激甲狀腺生長，產生甲狀腺腫大，同時會刺激甲狀腺分泌過量的甲狀腺素（因為抗體不受負回饋作用的抑制）。

甲狀腺素機能不足和甲狀腺機能亢進有獨特症狀-1 呆小症：甲狀腺素不足所造成的一種嚴重智能遲緩疾病。 甲狀腺素會刺激身體內細胞呼吸的速率，因此，有助於設定在休息狀態體內消耗能量的速率(稱為基礎代謝率)。 基礎代謝率的較正式解釋，是一個在正常室 溫下（ 約 28 ℃）放鬆、休息，並且 8 到 12 小時沒有進食的人的能量支出。

甲狀腺素機能不足和甲狀腺機能亢進有獨特症狀-2 低甲狀腺素的人會有較低的 BMR；基礎氧消耗量比正常人少30%。 患有甲狀 腺素機能不足的人會昏睡、發冷、無汗、脈搏緩慢、皮膚粗糙乾燥和體重增加。

副甲狀腺-1 四個小型扁平的副甲狀腺位在甲狀腺體後方。 這些腺體分泌一種激素：副甲狀腺素，是調節血鈣的主要激素。只要血鈣的量下降，副甲狀腺會受到刺激而分泌 PTH。然後，PTH 刺激破骨細胞活性，導致骨骼溶蝕，這會提升血鈣 Ca2+ 濃度，是一種負回 饋迴路，以維持血鈣濃度的平衡。腎臟也受到刺激以留住更多的Ca2+。

圖 8.18　副甲狀腺的背視圖。副甲狀腺埋入甲狀腺組織內。

圖 8.19　副甲狀腺激素的作用和其分泌的調控。副甲狀腺 激素濃度的增加造成骨骼釋放 Ca2+，腎臟透過尿液將 Ca2+ 排泄。然後，血鈣的增加可以透過負回饋作用，抑制副甲狀腺激素的分泌。

副甲狀腺-2 另一種調節血鈣的重要激素是 1,25- 二羥基維生素 D3，經皮膚接受日照後的維生素 D 製造。 維生素 D 是前生長激素，必須透過在肝臟和腎臟的酵素轉換成活化態的激素。然後，1,25-二羥基維生素 D3 刺激小腸吸收 Ca2+ 和 PO43- 送到血液，讓這兩個離子沉積在骨骼中。

圖 8.20　1,25- 二羥基維生素 D3 的產生。此激素於腎臟中自不活化的 1,25- 羥基維生素 D3（在肝臟形成）前驅物產生的。後者是由皮膚分泌的維生素 D3 所產生。

8.5 胰島分泌胰島素和昇糖素 胰島（朗格漢斯氏島）包含分泌昇糖素的 α 細胞和分泌胰島素的 β 細胞。昇糖素作用是增加血糖，而胰島素功能是透過促進組織細胞（特別 是骨骼肌、肝臟和脂肪組織）吸收血糖，以便降低血糖。這會增加能量儲存分子肝醣和脂肪的合 成。胰島素分泌和作用不足會造成糖尿病。

圖 8.22　胰臟和胰島（朗格漢斯氏島）。α 細胞分泌昇糖素，而 β 細胞分泌胰島素。胰臟也是外分泌器官，產生胰液，並 運送至十二指腸。

圖 8.23　新陳代謝平衡的調控。新陳代謝的調控可以由 不同激素的作用而產生合成代謝（能量合成）或分解代謝（能量使用）。生長激素和甲狀腺素（括號裡）同時有合成 及分解作用。生長激素刺激蛋白質合成（合成代謝），也 能夠將肝醣及脂肪分解（分解代謝）。甲狀腺素刺激蛋白 質的合成（合成代謝），但是也作用於細胞呼吸作用（分 解代謝）。

圖 8.24　血液中葡萄糖的平衡。血液中葡萄糖濃度的增加會刺激胰島素分泌。胰島素刺激細胞吸收葡萄糖，並將葡萄糖轉變成肝醣和脂肪，促使血糖降低。

胰島素和昇糖素對血糖有不同的調控功能-1 胰島素促使葡萄糖離開血液進入胰島素目標細胞，主要是骨骼肌、肝臟和脂肪細胞。因此，血糖濃度下降。 胰素促進葡萄糖（a）在肝臟和骨骼肌轉換成肝醣，（b）在脂肪組織轉換成三酸甘油酯。 血糖濃度的下降導致 α 細胞分泌較多昇 糖素，而 β 細胞分泌較少胰島素。

胰島素和昇糖素對血糖有不同的調控功能-2 昇糖素刺激下列分解代謝過程： 肝臟肝醣分解作用。這是肝醣水解成葡萄糖的反應。 肝臟糖質新生作用。這是指非碳水化合物分子（例如胺基酸）轉換成葡萄糖。 脂肪組織的脂類分解。這是指儲存 的三酸甘油酯水解成脂肪和甘油。 酮體生成。這是脂肪經由乙醯輔酶A產生酮體的反應。

圖 8.25　空腹期的分解代謝。空腹期昇糖素分泌增加和胰島素分泌減少傾向分解代謝。這些激素變化會促進葡萄糖、脂 肪酸、酮體以及胺基酸釋放至血液。肝臟分泌的葡萄糖是由肝醣分解代謝和透過胺基酸轉變成葡萄糖的糖質新生過程所產生。

圖 8.26　進食和空腹期對於新陳代謝的作用。新陳代謝的 平衡分為由進食的合成代謝（從飲食中吸收）和飢餓時的 分解代謝。這些狀況的發生是由於胰島素和昇糖素的分泌 之間的關係。在食物吸收過程中，胰島素分泌會增加，而 昇糖素分泌會減少；在飢餓狀態時則相反。

糖尿病-1 糖尿病（diabetes）一詞來自於希臘字對虹吸管的措詞， 與多尿有關。 蜜劑（mellitus）一詞來自於拉丁字「加蜜的」或「甜味的」。 糖尿病是因為胰島素分泌不足，或組織對胰島素反應不良（靈敏度不夠）。血糖濃度的提升無法透過胰島素作用修正，造成高血糖症。

圖 8.27　糖尿病前期和第二型糖尿病患者的口服葡萄糖耐受試驗。口服葡萄糖耐受試驗顯示（a）血液中的葡萄糖 濃度，（b）攝取葡萄糖之後的胰島素值。檢驗的數據指出 受檢者為正常、糖尿病前期或第二型糖尿病患者。糖尿病 前期患者（具有胰島素抗性）的口服葡萄糖耐受試驗值較 低，也不具有禁食性高血糖症。

糖尿病-2 糖尿病有兩種主要形式： 大約 5% 的糖尿病患者屬於第一型糖尿病。第一型糖尿病患者的 β 細胞受自體免疫系統破壞，所以第一型糖尿病是一種自體免疫疾病。擁有非常少或沒有胰島素，而昇糖素持續性 增加是此型糖尿病的致因。

糖尿病-3 約 95% 的糖尿病是屬於第二型糖尿病，這些患者的組織對胰島素的作用不良；因此，過多的胰島素也不能維持血糖的平衡。這會導致胰島素分泌的不正常，最後，胰島也不能產生足夠的胰島素。依據嚴重性，第二型糖尿病可以藉由飲食和運動獲得治療，以及接受口服藥物增加目標器官對胰島素的敏感性。

8.6 松果體和其他內分泌腺體調節 身體功能 松果體和下視丘的視交叉上核一起運作來調 節身體晝夜節律。許多其他內分泌腺體幫助調節身體的所有功能。

松果體 松果體位於第三腦室的頂部，而第三腦室是在間腦的腔洞。 主要的激素是褪黑激素。褪黑激素的分泌受下視丘視交叉上核(SCN）的刺激。SCN 為身體晝夜節律的主要時鐘（24小時模式），它的每日節律與白天／夜晚週期同步，會在夜晚期增加，半夜時達到頂峰。白天期 間，自眼球視網膜到下視丘的神經路徑抑制 SCN 的活性。

圖 8.28　褪黑激素的分泌。源自於上頸神經節的交感神經軸突刺激松果體分泌褪黑激素。這些神經元活性由下視丘的視 交叉上核的循環活性所調控，可以影響晝夜節律。此日夜循環的節律是受視神經來決定。

腸胃道、性腺和胎盤是內分泌 腺體 胃和小腸會分泌一些作用於消化道、肝臟、膽囊和胰臟的激素，這些都是附屬消化器官。 性腺（即睪丸和卵巢）分泌性類固醇，對生殖系統和其他身體器官具有多種作用。 胎盤存在於懷孕女性，會分泌懷孕期特有的胎盤激素。

複習 腦下垂體功能 1,2,3級調控中樞(下視丘,腦下垂體,標的器官) 以腎上腺/甲狀腺為例 類固醇(腎上腺皮質素)功能 (以上講義僅供課堂上用,未經授權,禁止轉載)