激素、生长调节剂及其大范围应用之隐忧

蒋高明

一、激素的概念与作用

激素，英文名称为hormone，希腊文原意为“奋起活动”，是那些对机体代谢、生长、发育、繁殖、性别、性欲和性活动等起重要调节作用的化学物质。人类第二性征出现就是激素(雌激素与雄激素)导致的结果。激素由高度分化的内分泌腺或内分泌细胞分泌出来，在哺乳动物中可直接进入血液。激素是一类特殊的化学信息物质，可调节各种组织细胞的代谢活动来影响生物的生理活动。

高等生物大都含有激素。激素最早从人体中发现，后在动植物中发现了几十种激素。植物中的五大经典激素，即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。从细胞分裂、伸长、分化，到影响发芽、生根，再到开花、结实、性别决定，最后到休眠和脱落等，都受到激素影响。动物生长发育也需要自身产生的少量激素调控，人为添加可显著提高生长速度，表现为异速生长，动物“速成班”现象就是这样形成的。

在高等动物中，激素分泌量极微小，为毫微克(ppb)级水平，但其调节作用却极明显。激素虽然不参加具体的代谢活动，只对特定的代谢和生理过程起调节作用，可调节代谢及生理过程的速度和方向，如让动物们生长更快就是对速度调节的结果。

兴奋剂发挥作用的也是激素，它能让运动员能够跑得快，举得重。在日常生活中，激素还能让人长得快，长得高呢。生长激素分泌过多就会引起巨人症，分泌过少就会造成侏儒症。

二、自然界中的激素

蚕完成从幼虫到成虫的华丽转身，都需要蜕皮激素参与。刚孵化的幼虫，遍体着生黑褐色刚毛，体躯细小似蚂蚁，称蚁蚕。蚁蚕借摄食桑叶而迅速长大，体色逐渐转成青白。其体壁的表皮要发生多次脱换，这种现象称蜕皮，是蚕体内咽侧体分泌的保幼激素与前胸腺分泌的蜕皮激素共同作用的结果。蜕皮前，幼虫停止食桑，吐丝于蚕座上，用腹足和尾足固定蚕体，静止不动，称眠。眠是分龄的界限，每眠一次增加1龄。体重和体积随龄期增进而显著增大。蜕皮次数的特性称眠性，受遗传控制，其中发挥作用的重要成分是蜕皮激素。

大家都熟悉的蝉也要蜕皮，不过其蜕皮一生只有一次，由卵、幼虫（若虫）经过一次蜕皮，不经过蛹的时期而变为成虫。因此，人们通常说的蝉蛹是不存在的，其实是幼虫。蝉属不完全变蝉的蜕变，也需要激素参与，跟体内分泌“脑激素”、“保幼激素”以及“蜕皮激素”等有关。增减任何一个激素，都会影响它的性状和生长发育。

植物完成从受精卵到果实的形成也离不开激素。被子植物的雌蕊经过传粉受精，受精卵进一步发育成种子，由子房或花的其他部分（如花托、花萼等）参与发育而成果实。种子起传播与繁殖的作用。植物经过昆虫或风或水将雄性器官的花粉运送到雌性器官的柱头上，精子与卵子结合，释放激素，促进了种子与果实形成。

在自然条件下，植物也有不经传粉受精而结实的，这种果实没有种子或种子不育，故称无子果实如无核蜜橘、香蕉等。此外未经传粉受精的子房，由于某种刺激（如萘乙酸或赤霉素等处理）形成果实，如番茄、葡萄，也是无种子的果实。植物激素的化学结构已为人所知，人工合成的相似物质称为生长调节剂，如吲哚乙酸；有的还不能人工合成，如赤霉素。

三、动物激素

按化学结构分类，动物激素可分为四类。类固醇类激素，如肾上腺皮质激素(皮质醇、醛固酮等)、性激素(雌激素、孕激素及雄激素)等;氨基酸衍生物类激素，有甲状腺素、肾上腺髓质激素、松果体激素等;肽与蛋白质类激素，如下丘脑激素、垂体激素、胃肠激素、胰岛素、降钙素等;脂肪酸衍生物类激素，如前列腺素等。这些激素种类在人体内最为常见，在血中的浓度极低。

按照组成激素的化学性质分类，动物激素可分为含氮类激素、类固醇激素与固醇激素等。

含氮类激素作为第一信使，该类激素与靶细胞膜上相应的专一受体结合，激活细胞膜上的腺苷酸环化酶系统，在Mg2+存在条件下，ATP转变为cAMP。cAMP为第二信使。信息由第一信使传递给第二信使。cAMP使胞内无活性的蛋白激酶转为有活性，从而激活磷酸化酶，引起靶细胞固有的、内在的反应，如腺细胞分泌、肌肉细胞收缩与舒张、神经细胞出现电位变化、细胞通透性改变、细胞分裂与分化以及各种酶促反应等。

类固醇激素这类激素是分子量较小的脂溶性物质。可透过细胞膜进入细胞内，在细胞内与胞浆受体结合，形成激素胞浆受体复合物;该复合物通过变构就能透过核膜，再与核内受体相互结合，转变为激素-核受体复合物，促进或抑制特异的RNA合成，再诱导或减少新蛋白质合成。

固醇激素又称甾醇，是类固醇的一类，是含有羟基的类固醇。它们均以环戊烷多氢菲为基本结构，并含有羟基，故称为固醇类化合物。用碱性溶液提取动植物组织中的脂类，那些不能为碱所皂化的物质就是固醇激素。固醇类化合物种类繁多，广泛分布于生物界，如胆固醇是高等动物细胞的重要组分，可与长链脂肪酸形成的胆固醇酯，是血浆脂蛋白及细胞膜的重要组分。胆固醇是动物组织中其它固醇类化合物如胆汁醇、性激素、肾上腺皮质激素、维生素D3等的前体物质。