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第424章 RIA技术和 脑多肽激素

宇宙能量论 一梦解千愁 3673 2025-11-14 09:58

  关于“大脑分泌的多肽激素”和“放射免疫分析法”的详细介绍。这两个主题紧密相关,因为RIA正是为了精确测量血液、脑脊液中极低浓度的此类激素而诞生的革命性技术。

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  ###**主题一:大脑分泌的多肽激素**

  ####**一、原理与功能**

  大脑不仅是神经电信号的枢纽,也是一个强大的内分泌器官。其分泌的多肽激素是由氨基酸通过肽键连接而成的短链蛋白质,它们作为化学信使,通过体液(如血液、脑脊液)运输,调节机体多种生理功能。

  **核心原理**:**下丘脑-垂体轴**。大脑底部的下丘脑是最高指挥中心,它接收神经信号,并分泌多种“释放激素”或“抑制激素”,这些多肽激素作用于毗邻的垂体,促使或抑制垂体分泌各种“促激素”,进而调控外周靶腺(如甲状腺、肾上腺、性腺)的功能。这是一个经典的**神经-内分泌调控**系统。

  ####**二、主要激素及其结构与功能**

  以下是一些关键的大脑源性多肽激素:

  1.**促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)**:

  ***结构**:41个氨基酸的多肽。

  ***功能**:响应压力,刺激垂体释放促肾上腺皮质激素(ACTH),最终促使肾上腺释放皮质醇,动员能量应对压力。

  2.**生长激素释放激素(GHRH)与生长抑素(Somatostatin)**:

  ***结构**:GHRH为44个氨基酸;生长抑素主要为14或28个氨基酸。

  ***功能**:一对拮抗调节剂。GHRH促进生长激素(GH)释放,促进生长发育;生长抑素则抑制GH及多种其他激素的释放。

  3.**促甲状腺激素释放激素(TRH)**:

  ***结构**:最小的肽激素之一(三肽:Glu-His-Pro)。

  ***功能**:刺激垂体释放促甲状腺激素(TSH),调控甲状腺功能,影响新陈代谢。

  4.**促性腺激素释放激素(GnRH)**:

  ***结构**:10个氨基酸。

  ***功能**:脉冲式释放,刺激垂体产生促卵泡激素(FSH)和黄体生成素(LH),调控性成熟、排卵和精子生成。

  5.**催产素(Oxytocin)**:

  ***结构**:9个氨基酸(九肽)。

  ***功能**:不仅促进子宫收缩和泌乳,还在大脑中扮演重要角色,与**社会联结、信任、共情和母婴 bonding**密切相关。

  6.**抗利尿激素(ADH)或血管加压素(Vasopressin)**:

  ***结构**:9个氨基酸,与催产素结构相似(两个氨基酸不同)。

  ***功能**:主要调节肾脏对水的重吸收,控制血压和体液平衡。也参与社会行为和应激反应。

  7.**内啡肽(Endorphins)**:

  ***结构**:较大的肽类物质。

  ***功能**:内源性阿片肽,与阿片受体结合,产生**镇痛和愉悦感**,是“跑步者高潮”等现象的化学基础。

  ####**三、知识点**

  ***合成**:在神经元细胞体内合成,以前体大分子形式存在,经酶切加工成活性形式。

  ***分泌**:存储在神经末梢的囊泡中,在神经冲动触发下释放。

  ***作用方式**:通过血液循环远距离作用(内分泌),或直接释放到脑脊液中影响附近神经元。

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  ###**主题二:放射免疫分析法(RIA)**

  RIA由Rosalyn Yalow和Solomon Berson于1959年发明,因其极高的灵敏度(可测量皮克级即10⁻¹²克物质)而彻底改变了内分泌学、药理学和医学诊断,Yalow因此于1977年获得诺贝尔生理学或医学奖。

  ####**一、原理**

  RIA基于**竞争性结合**和**放射性标记**两大核心原理。

  1.**竞争性结合**:

  *有限数量的、高度特异性的**抗体**(Ab)被固定在反应体系中。

  *体系中存在两种竞争与之结合的抗原(Ag):

  ***未标记的抗原(Ag)**:即样品中待测的未知浓度的激素。

  ***放射性标记的抗原(Ag*)**:已知量的、用放射性同位素(如碘-125,¹²⁵I)标记的同一激素。

  *两者共同竞争有限数量的抗体结合位点。

  2.**定量原理**:

  ***关键点**:Ag和Ag*与抗体的结合概率相等。

  *如果样品中**Ag浓度高**,它将占据大部分抗体位点,导致与抗体结合的Ag*(B)就**少**,游离的Ag*(F)就**多**。

  *如果样品中**Ag浓度低**,抗体位点更多地被Ag*占据,导致**B多,F少**。

  *因此,**结合部分的放射性强度与样品中待测抗原的浓度成反比**。

  ####**二、结构与操作步骤**

  1.**反应体系**:

  *试管中依次加入:①待测样品(或标准品)、②定量的标记抗原(Ag*)、③定量的特异性抗体(Ab)。

  *孵育,让竞争结合反应达到平衡。

  2.**分离结合与游离部分**:

  *反应后,混合物中包含**抗体-抗原复合物(B)**和**游离的抗原(F)**。

  *需要将B和F分离开来才能测量。常用方法:

  ***第二抗体沉淀法**:加入抗第一抗体的抗体,形成更大的不溶性复合物,离心后沉淀即为B。

  ***活性炭吸附法**:游离的小分子抗原(F)被活性炭吸附,离心后沉淀为F(含炭),上清液为B。

  3.**放射性测量**:

  *使用**γ计数器**(若标记同位素为¹²⁵I等γ射线发射体)测量沉淀(B部分)的放射性计数(Counts Per Minute, CPM)。

  4.**绘制标准曲线与计算**:

  *用一系列已知浓度的标准品代替样品进行同样操作,以标准品浓度为横坐标,以其对应的**B/B₀%(结合率)**为纵坐标,绘制出一条**标准竞争抑制曲线**。

  *将待测样品管的CPM值代入标准曲线,即可查出其对应的激素浓度。

  ####**三、设备**

  1.**γ计数器**:核心设备,用于精确测量样品中γ射线的放射性强度。

  2.**离心机**:用于分离B和F。

  3.**孵育器/水浴锅**:保证反应在恒定温度下进行。

  4.**移液器**:精确移取微升级别的样品和试剂。

  ####**四、知识点与前景**

  ***知识点**:

  ***超高灵敏度**:可检测极微量物质。

  ***高特异性**:依赖于抗原与抗体结合的高特异性。

  ***缺点**:涉及放射性物质,需要特殊防护和废物处理;试剂寿命受放射性半衰期限制;操作步骤繁琐。

  ***前景(现状与替代)**:

  * RIA是里程碑式的技术,但如今已逐渐被**非放射性免疫分析法**所取代。

  ***酶联免疫吸附 assay (ELISA)**:目前最主流的替代技术。用**酶**(如HRP)代替放射性同位素进行标记,通过酶催化底物产生颜色变化,用酶标仪测量吸光度来定量。**更安全、更简便、无辐射**。

  ***化学发光免疫分析法(CLIA)**和**电化学发光免疫分析法(ECLIA)**:新一代技术,用发光物质标记,灵敏度甚至超过RIA,且自动化程度高,广泛应用于大型全自动免疫分析仪中,是现代医院内分泌激素检测的黄金标准。

  ***尽管RIA本身使用减少,但其创立的“竞争性结合”和“定量免疫分析”原理是所有现代免疫分析技术的基石。**它在历史上的地位无可替代,至今仍在一些特殊研究领域或特定项目(如某些小分子物质的检测)中发挥作用。

  ###**总结**

  大脑分泌的多肽激素是调控生命活动的高级指令官,而要“监听”这些极微量的指令,就需要RIA这样灵敏的“窃听器”。RIA的发明不仅让科学家们第一次能够精确描绘下丘脑-垂体轴的精细调控图谱,也开创了微量检测的新时代。虽然 safer and more convenient的技术已接过临床常规检测的接力棒,但RIA的原理和精神永远铭刻在科学发展的丰碑

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