生理學｜內分泌生理

(1) 激素的定義

激素（hormone）由無導管的內分泌腺或內分泌細胞釋入血液，隨血流到達遠處，只對具有專一性受體的標的細胞發生作用。外分泌腺經導管排出分泌物，不屬於激素；激素運送靠血液循環，而不是淋巴。

(2) 化學分類與受體位置

(3) 細胞內訊息傳遞

(4) 分泌後的活化

部分激素離開腺體後還會在標的組織轉成活性更強的形式：睪固酮（testosterone）經 5α-還原酶轉成二氫睪固酮（dihydrotestosterone, DHT）；甲狀腺分泌的 T4 在周邊去碘轉成活性較強的 T3；25-羥維生素 D 在腎臟轉成骨化三醇。逆三碘甲狀腺素（reverse triiodothyronine, rT3）則是幾乎沒有活性的代謝物。血管張力素 II 由肝臟製造的血管張力素原經腎素、ACE 逐步切割而來，並非由腺體分泌後再活化。

(5) 回饋與前饋

• 負回饋：最主要的調節方式。標的腺體激素升高，抑制下視丘與腦下腺，使濃度回到設定點，例如皮質醇抑制 CRH 與 ACTH。
• 正回饋：少數例子，產生「越來越強」的反應，例如分娩時子宮頸被撐開促使催產素分泌、排卵前雌激素引發 LH 高峰。
• 前饋調節：在變化發生之前先做準備。進食後腸道分泌的腸泌素（incretin，如 GLP-1、GIP），在血糖尚未明顯上升時就先刺激胰島素分泌。

(1) 下視丘—腦下腺前葉軸

下視丘（hypothalamus）神經分泌細胞把釋放或抑制激素送入下視丘—垂體門脈系統，調控腦下腺（pituitary gland，又稱腦下垂體）前葉。

前葉激素不全是「促某腺體」的激素：GH 與泌乳素直接作用在肝臟、骨骼、乳腺等非內分泌組織。腎上腺網狀區與卵巢都會產生雄性素（androgen），所以女性也分泌雄性素。

(2) 生長激素

• 促進分泌：低血糖、禁食、劇烈或高強度運動、壓力、深睡期、血中胺基酸（如 arginine）升高、GHRH、胃飢餓素（ghrelin）。
• 抑制分泌：體抑素、高血糖、游離脂肪酸升高、肥胖，以及 IGF-1（又稱體介素，somatomedin）的負回饋。
• 促生長：刺激肝臟等組織產生 IGF-1，促進骨骺板軟骨生長與蛋白質合成。
• 代謝作用：屬抗胰島素激素，減少胰島素受體數目並降低組織敏感度，使血糖上升；強力促進脂肪分解，使血中游離脂肪酸上升，是禁食時動員脂肪的重要激素。
• 異常：骨骺閉合前分泌過多為巨人症，閉合後為肢端肥大症；兒童缺乏造成生長遲緩但智力正常。

(3) 泌乳素

泌乳素由前葉分泌，作用是促進乳腺發育與乳汁製造。下視丘以多巴胺持續抑制它，因此垂體柄受損或使用多巴胺拮抗劑會使泌乳素升高。泌乳素過高會抑制 GnRH，造成無月經、不排卵與溢乳；哺乳期月經延後也是此原理。

(4) 腦下腺後葉：ADH 與催產素

後葉本身不合成激素。抗利尿激素（antidiuretic hormone, ADH，又稱血管加壓素 vasopressin）與催產素（oxytocin）由下視丘視上核與室旁核神經元合成，沿軸突運到後葉儲存、釋放。

(1) 合成步驟

1. 攝碘：濾泡細胞基底側的鈉碘共同運輸體把血中碘離子（I⁻）主動運入細胞。
2. 碘離子氧化：在濾泡腔側，甲狀腺過氧化酶（thyroid peroxidase, TPO）把 I⁻ 氧化成碘分子（I₂）等活性碘；這是激素合成的第一個化學步驟。
3. 有機化：活性碘接到甲狀腺球蛋白（thyroglobulin）上的酪胺酸殘基，形成單碘酪胺酸（MIT）與雙碘酪胺酸（DIT）。
4. 耦合：MIT＋DIT＝T3；DIT＋DIT＝T4，仍連在甲狀腺球蛋白上儲存於膠體。
5. 釋放：TSH 刺激細胞以胞吞方式攝回膠體，溶小體水解後釋出 T4、T3。

(2) T4 與 T3 的比較

(3) 生理作用

• 代謝與產熱：增加 Na⁺/K⁺-ATPase 與粒線體活性，提高基礎代謝率、耗氧量與產熱。
• 心血管：增加 β1 受體數目，使心跳、收縮力與心輸出量上升。
• 醣脂蛋白：促進腸道吸收葡萄糖、肝醣分解與糖質新生、脂肪分解；量多時以分解作用為主。
• 生長發育：胎兒與嬰兒腦部發育、骨骼成熟所必需，並允許 GH 發揮作用。

(4) 功能異常

(1) 副甲狀腺素

副甲狀腺素（parathyroid hormone, PTH）由副甲狀腺主細胞分泌，細胞膜上的鈣感受受體偵測到血鈣下降即增加分泌，是提升血鈣最主要的激素。

• 骨骼：經成骨細胞間接活化蝕骨細胞，溶出鈣與磷酸鹽。
• 腎臟：增加遠曲小管對 Ca²⁺ 的再吸收；抑制近曲小管對磷酸鹽的再吸收，使尿磷增加；作用經 cAMP，所以尿中 cAMP 上升。
• 活化維生素 D：刺激近曲小管的 1α-羥化酶，生成骨化三醇，間接增加腸道吸收鈣。

(2) 維生素 D 的活化

皮膚的 7-脫氫膽固醇經紫外線照射形成維生素 D3（也可由飲食攝取）→ 肝臟 25-羥化成 25(OH)D → 腎臟 1α-羥化成骨化三醇（calcitriol，1,25-(OH)₂D）。骨化三醇屬類固醇類激素，主要增加小腸對鈣與磷的吸收，提供骨礦化所需原料。低血鈣與 PTH 促進其生成，高血磷則抑制。

(3) 降鈣素

降鈣素（calcitonin）由甲狀腺濾泡旁細胞（C 細胞）分泌，高血鈣刺激分泌，抑制蝕骨細胞、降低血鈣，作用與 PTH 相反。成人體內的生理重要性較低，切除甲狀腺後血鈣通常仍可維持。

(4) 骨密度與異常

• 有利骨密度：骨化三醇充足、雌激素正常（停經後雌激素下降使骨質流失）、負重運動。
• 不利骨密度：長期皮質醇過高、雌激素缺乏、PTH 持續過高。
• 副甲狀腺機能低下：最常見原因是甲狀腺手術時誤切副甲狀腺。表現為低血鈣、高血磷、尿磷減少，神經肌肉興奮性增加而手足抽搐，可見 Chvostek 徵象與 Trousseau 徵象。
• 偽副甲狀腺機能低下：PTH 濃度反而升高，但標的器官對 PTH 有抗性；注射 PTH 後尿中 cAMP 不會上升，可藉此與真正的機能低下區別。

(1) 分區與產物

(2) 皮質醇

• 升血糖：促進肝臟糖質新生，降低周邊組織對葡萄糖的利用。
• 分解代謝：分解肌肉蛋白提供胺基酸，促進脂肪分解並使脂肪重新分布。
• 抗發炎：抑制免疫與發炎反應；對兒茶酚胺的血管作用具允許作用，是對抗壓力的關鍵。
• 分泌節律：清晨最高、深夜最低，並以負回饋抑制 CRH 與 ACTH。

(3) ACTH 的升降判讀

• ACTH 升高：腎上腺本身破壞而皮質醇不足，如愛迪生氏症（Addison's disease）、先天性腎上腺增生症（21-羥化酶缺乏，皮質醇合成不足）；失去負回饋使 ACTH 大量分泌，前驅物 POMC 同時產生 MSH，造成皮膚色素沉著。
• ACTH 降低：長期使用糖皮質固酮藥物，或腎上腺腫瘤、腎上腺本身增生而自主分泌大量皮質醇（負回饋抑制 ACTH）；驟停外源藥物可能引起腎上腺危象。
• 愛迪生氏症其他表現：醛固酮也缺乏，出現低血鈉、高血鉀、低血壓與低血糖。

(4) 醛固酮

醛固酮作用於遠曲小管後段與集尿管，使主細胞增加 Na⁺ 再吸收與 K⁺ 分泌，並使間細胞增加 H⁺ 分泌，水跟著 Na⁺ 回收而使血量、血壓上升。它屬於調節電解質的礦物皮質素，對血糖幾乎沒有影響。

(5) 腎上腺髓質與受體

(1) 胰島細胞

(2) 胰島素的分泌與作用

葡萄糖經 GLUT2 進入 β 細胞代謝產生 ATP → ATP 敏感性 K⁺ 通道關閉 → 細胞去極化 → 電位閘控 Ca²⁺ 通道開啟 → 胰島素以胞吐釋出。胺基酸、腸泌素、迷走神經也促進分泌；體抑素與交感 α2 作用抑制分泌。

• 受體：細胞膜上的酪胺酸激酶受體；GH、皮質醇過多會降低其敏感度。
• 葡萄糖攝取：使骨骼肌與脂肪細胞的 GLUT4 移到細胞膜，血糖得以進入肌肉與脂肪細胞。腦細胞攝取葡萄糖不需要胰島素。
• 肝臟：促進肝醣合成，抑制肝醣分解與糖質新生。
• 脂肪與蛋白質：促進脂肪合成、抑制激素敏感性脂解酶；促進胺基酸進入細胞與蛋白質合成。
• 電解質：促進 K⁺ 進入細胞，可降低血鉀。

(3) 升糖素

低血糖、胺基酸升高與交感刺激會增加升糖素分泌。升糖素的主要標的是肝臟：促進肝醣分解、糖質新生與酮體生成。骨骼肌缺乏升糖素受體，且缺少葡萄糖-6-磷酸酶，肌肝醣只能自用，不能直接釋放葡萄糖到血中。

(4) 胰島素缺乏時的代謝

β 細胞被破壞（第 1 型糖尿病）時，胰島素缺乏而升糖素失去抑制反而上升：

• 醣類：葡萄糖無法進入肌肉與脂肪，肝臟持續輸出葡萄糖 → 高血糖 → 血漿滲透度上升、滲透性利尿。
• 脂肪：脂肪分解增加，血中游離脂肪酸上升，肝臟生成酮體，嚴重時酮酸中毒。
• 蛋白質：肌肉蛋白分解，血中胺基酸上升（不是下降），作為糖質新生原料。

(5) 抗胰島素激素與血糖

(6) 運動、懷孕與血糖

• 運動：胰島素下降；升糖素、腎上腺素、GH、皮質醇上升；收縮中的肌肉可不經胰島素增加葡萄糖攝取。
• 懷孕：中後期胎盤分泌人類胎盤泌乳素（human placental lactogen, hPL）等，加上黃體素與皮質醇，使母體產生生理性胰島素阻抗，把葡萄糖留給胎兒；β 細胞代償不足時出現妊娠糖尿病。

(1) 褪黑激素

• 來源：松果腺（pineal gland）分泌褪黑激素（melatonin）。
• 合成：色胺酸 → 血清素（serotonin）→ 褪黑激素，血清素是其前驅物（再經乙醯化、甲基化兩步生成褪黑激素）。
• 分泌節律：黑暗時交感神經釋放正腎上腺素刺激松果腺分泌；光線經視網膜傳到視交叉上核，阻斷這條交感刺激而使分泌減少，夜間睡眠時濃度最高、白天最低。
• 用途：調整晝夜節律、幫助入睡，可用於減輕時差造成的不適。

(2) 非傳統內分泌器官

脾臟主要負責過濾血液與免疫反應，不是內分泌器官。