备课素材：雌激素的生理作用和作用机制 -2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

雌激素的生理作用和作用机制 2020版高中生物学选择性必修一提到了雌激素及其作用： 下面这道试题情境拓展了雌激素的作用： 研究发现，雌激素可显著提高神经细胞的线粒体中细胞色素c氧化酶(CCO)基因的表达，CCO是生物氧化的重要电子传递体，可参与[H]和氧气结合过程，增加ATP合成。因此，雌激素具有改善神经细胞的糖代谢、保护神经细胞的作用。另外，神经细胞中存在两种雌激素受体ERα和ERβ，在ERα缺失条件下，雌激素的神经保护作用完全消失，但ERβ缺失对雌激素的神经保护作用几乎没有影响。下列叙述正确的是（     ） A. 雌激素通过体液定向运输到神经细胞，与位于靶细胞细胞核中的特异性受体结合 B. 人体内雌激素含量的相对稳定是通过分级调节和反馈调节实现的 C. CCO位于线粒体基质中，通过参与细胞呼吸的第二阶段增加ATP合成 D. 可选择雌激素受体ERβ调节剂作为某些神经系统疾病预防与治疗的药物 解析：雌激素通过体液运输到全身，不定向运输到神经细胞，A错误；人体雌激素的分泌受“下丘脑一垂体一性腺”分级调节，同时血液中雌激素含量相对稳定是通过反馈调节实现的，B正确；CCO是生物氧化的重要电子传递体，可参与[H]和氧气结合过程，该过程为有氧呼吸第三阶段，C错误；在ERα缺失条件下，雌激素的神经保护作用完全消失，但ERβ缺失对雌激素的神经保护作用几乎没有影响，所以，雌激素受体ERβ调节剂不能发挥作用，D错误。故答案为B。 可见，雌激素不仅具有促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等作用，还可以增强人体的免疫调节，可以加快机体的糖代谢及增加全身细胞对胰岛素的敏感性。说明雌激素的作用是多方面的。 那么，雌激素的作用主要有哪些？作用的机理是怎么样的？ 雌激素是由内分泌系统产生的、由18个碳组成的类固醇类激素，主要由卵巢的卵泡细胞或胎盘分泌，具有广泛而重要的生物活性。雌激素不仅具备促进和维持女性生殖器官和第二性征的生理作用，还对内分泌系统、心血管系统、代谢系统、骨骼的生长和成熟、皮肤等均有明显的影响。人体雌激素水平的均衡和稳定非常重要。 1.雌激素的多种多样生理作用 （1）雌激素可以降低糖尿病发生的风险 研究发现，雌激素对肠道的L细胞和胰岛的产生胰岛素和胰高血糖素细胞的作用。雌激素通过多种不同的方式作用于胰腺和肠内的激素分泌细胞。 在胰腺中，雌激素直接刺激胰岛素分泌，抑制胰高血糖素的分泌，从而降低血糖。雌激素也刺激产生一种称为GLP-1的激素（胰高糖素样肽-1，是一种主要由肠道L细胞所产生的激素，具有降低餐后血糖作用），它在胰腺和肠道中产生，而GLP-1起到刺激胰岛素释放和抑制胰高血糖素释放的作用。 （2）雌激素参与骨代谢调节 骨组织是雌激素作用的重要靶组织，雌激素受体α和β在骨和骨髓中广泛表达。研究表明，雌激素主要通过与ERα作用发挥骨代谢调节功能。 雌激素与ESR结合后，通过多种途径调节成骨细胞（OB）与破骨细胞（OC）功能，参与骨代谢活动，可促进成骨细胞增殖，促进胶原合成，提高骨矿化，抑制破骨细胞活性，诱导破骨细胞凋亡，维持骨密度，保护骨组织。此外，雌激素还可通过钙代谢调节系统影响骨代谢活动。 雌激素治疗骨质疏松效果显著，可降低骨质疏松性骨折的发生，但也存在诱发子宫内膜增生，冠状动脉疾病和静脉血栓栓塞等相关疾病的风险。 （3）雌激素对神经细胞的影响 大量研究表明，雌激素具有神经保护作用，但其机制尚不清楚。近年来研究提示，雌激素的神经保护作用与线粒体有着密切联系。线粒体是细胞内能量和活性氧自由基(ROS)的主要来源，对细胞内信号转导、细胞存活与死亡调节等具有十分重要的影响。在生理和病理条件下，雌激素可多方面调节线粒体功能，包括影响ATP与ROS的生成、稳定线粒体膜电位、维护细胞内钙稳态，以及调节线粒体基因和蛋白表达等。 2.雌激素对基因表达的转录调节 雌激素通过雌激素受体（ER）发挥作用，其发挥作用的过程是一个复杂的信号转导和转录调控过程，研究发现ER的亚型ERα和ERβ存在于细胞核或细胞质及细胞膜上。ER的表达具有组织特异性。ERα在骨骼、生殖器官、肾脏、肝脏和白色脂肪高表达；ERβ在前列腺、卵巢、乳房、子宫和中枢神经系统表达较多。 雌激素核受体是一种DNA结合蛋白，其信号传导的经典途径为雌激素进入细胞内，转入胞核与其核受体ERα或ERβ结合，引起雌激素应答基因的转录激活。雌激素通过雌激素反应元件（ERE）和激活蛋白1（AP-1）路径激活或抑制基因转录，其中对前者的研究较为深入。 研究发现ERα比ERβ在激活基因转录上作用显著，而ERβ在抑制基因转录上比ERα作用强。因此，推测ERα主要是作为基因转录的激动剂，而ERβ主要是作为基因转录的抑制剂。也就是说，雌激素-受体复合物与ERE的结合可能使某些基因的转录增强，如可以增强输卵管的卵清蛋白基因转录；也可使一些基因的转录减弱，如可减弱垂体的促性腺激素释放激素基因的转录。 学科网（北京）股份有限公司 $$