泌乳素
泌乳素(Prolactin,PRL),又称催乳素,是由腺垂体催乳细胞分泌的由198个氨基酸组成的多肽激素,主要生理作用是促进乳腺发育和乳汁分泌,参与机体的多种功能,特别是对生殖功能的调节。
1928年,泌乳素由Stricker和Grueter首次发现。人类PRL基因在6号染色体,长约15kb。在PRL分子的氨基端、羧基端及中间区有3对半胱氨酸之间的双硫键,使分子形成3个环。PRL在细胞内生成后在马克西姆·高尔基体内被糖基化,并包装为分泌颗粒。PRL的结合位点广泛分布于哺乳动物周身各种组织中,如脑、肝、肾、肾上腺等。泌乳素垂体与血液循环中的PRL有小PRL(非糖基化单体PRL)、异型PRL(糖基化单体PRL,G-PRL)、大分子PRL和大大分子PRL4种异构体,生物学和免疫活性不同,小PRL最高。
泌乳素升高可见于泌乳素腺瘤,是最常见的垂体功能性腺瘤,约占全部垂体腺瘤的45%,是临床病理性高泌乳素血症最常见的原因,行垂体CT或磁共振检查确诊。泌乳素降低,见于功能失调性子宫出血、单纯性泌乳素分泌缺乏症和腺垂体功能减退如席汉综合征等。另见于使用抗泌乳素药物如溴隐亭、左旋多巴和维生素B6等。
定义
泌乳素(Prolactin,PRL)是由腺垂体催乳细胞分泌的由198个氨基酸组成的多肽激素。主要作用是促进乳腺发育和乳汁分泌;参与机体的多种功能,特别是对生殖功能的调节。
结构特征
泌乳素是脑垂体催乳素细胞合成和分泌的一种多肽激素。人类PRL基因在6号染色体,长约15kb。PRL含有198氨基酸,相对分子量为(23~24)×103Da,在PRL分子的氨基端、羧基端及中间区有3对半胱氨酸之间的双硫键,使分子形成3个环。PRL在细胞内生成后在马克西姆·高尔基体内被糖基化,并包装为分泌颗粒。PRL的结合位点广泛分布于哺乳动物周身各种组织中,如脑(下丘脑、黑质、脉络丛)、肝、肾、肾上腺、眼(视网膜感光受体)、胰岛、卵巢(卵泡细胞、黄体细胞)、睾丸(间质细胞,精子细胞)、红细胞、中性粒细胞等。PRL受体不仅存在于细胞膜上,而且还存在于细胞器,属造血生长因子受体家族。其结构是一种穿膜单链蛋白,有3种异构体,受体通过JAK激酶-STAT蛋白途径而影响靶基因的转录,受体本身无酪氨酸激酶活性。
生理特性
泌乳素分泌有节律性,受睡眠、季节、进餐及食物成分等的影响,应激状态下分泌增加。女性血中泌乳素分泌随不同生理阶段面变化,新生儿期泌乳素水平相对较高,是受胎盘分泌激素影响所致;出生后3个月泌乳素下降并在儿童期维持在低水平;青春期随着卵泡发育和雌激素水平上升、泌乳素水平升高;生育期正常月经周期女性血泌乳素浓度波动与雌激素水平变化一致,正常值为5~25ng/ml;妊娠期垂体和胎盘均产生泌乳素,随妊娠周数增加逐渐升高,足月达200~400ng/ml:不哺乳者产后3周恢复正常,哺乳者受婴儿吸吮刺激作用产后半年至1年恢复正常;绝经期泌乳素处于低水平。
生理作用
促进乳腺的发育
在雌激素、孕激素、生长激素、皮质醇、胎盘生乳素和胰岛素的协同作用下,PRL能促进乳腺腺泡小叶的生长发育、乳汁中酪蛋白与乳白蛋白的生成及产后的泌乳。妊娠期PRL分泌升高,分娩时达高峰,但妊娠时由于高浓度黄体酮抑制催乳素受体,故无乳汁分泌。产后由于雌孕激素水平降低,催乳素受体增多,乳汁大量生成与分泌。产后3周内母血PRL血浆浓度降到正常高限。喂奶能刺激PRL分泌。产后泌乳的维持依赖于婴儿吸吮对乳头的机械性刺激。
维持卵巢内卵泡周期性发育及黄体功能
过高或过低的催乳素皆可抑制卵泡成熟及黄体功能。
PRL受体广泛存在于人体的各种组织中,人类卵子及黄体细胞均有PRL.PRL可通过自分泌/旁分泌作用调节卵巢功能。PRL能抑制离体人类颗粒细胞诱导芳香化酶的活性和黄体酮的产生,并能抑制FSH诱导颗粒细胞的雌激素合成。Yoshimura等在离体兔颗粒细胞培养中发现,当培养基中加入PRL时,卵泡发育受阻,卵巢类固醇激素和孕酮的合成停止,卵泡内纤溶酶原活性下降,使卵泡细胞及卵泡壁不能分解;即使偶有卵泡发育成熟及其排卵,其卵子的卵裂及受精卵能力均明显下降。说明高水平的PRL直接抑制卵泡发育成熟及其排卵,并能影响卵子质量。在人类卵泡液中存在分子杂原性的PRL,其含量随着卵泡发育成熟而逐渐增加,显示卵泡液中的PRL可能通过卵子本身上的效应器,卵泡发育成熟起着局部旁分泌或自分泌激素的调节作用。然而,极低浓度的PRL不能使人离体颗粒细胞产生黄体酮,维持黄体功能,并直接影响卵子发育成熟、卵裂和受精能力。由此可见,适当的PRL在卵巢内卵子微环境调节中起着一定的作用。
促进和维护生殖功能
目前仍没有证据明确非妊娠、非哺乳期生理水平的PRL对下丘脑—垂体——卵巢轴及其各部分的影响。
女性一生各期中,血PRL水平有生理性改变,从进化角度讲,这种生理性改变是与其相应生理阶段的需求相关联的。从中我们可以推测出PRL对生殖和繁衍后代的作用。在经历了孕期、哺乳期和新生儿期的生理高血PRL状态之后,进入生理低血PRL时期;从青春期开始,血PRL水平再度升高,这与卵巢功能出现及随后的快速生长发育有关。青春期高PRL血症导致卵巢轴功能不发育,停滞或退缩。但尚不了解是否有青春期的低PRL血症及其对机体的影响。育龄期妇女血中PRL水平在一生中最高,为5~25ng/ ml、10~28ng/ ml或200~800mIU/L.在正常的卵巢周期中,围排卵期血PRL水平达生理范围内的最高水平,黄体期次之,早卵泡期末最低。这种变化可能与正常排卵以及受精卵的着床或胚胎的早期发育有关。卵泡颗粒细胞上的PRL受体出现在雌激素和FSH受体之后;在一个卵巢周期中,颗粒细胞上的PRL受体常与LH受体同时出现,意味着PRL在卵母细胞成熟和排卵的关键时刻都有重要作用。正常的生殖功能需要生理水平的PRL及其受体,PRL水平过高或过低都会导致生殖功能异常。
影响月经周期
血中催乳素水平过高时,抑制GnRH及LH、FSH的分泌,从而影响卵泡的发育及性激素的合成,引起月经紊乱或闭经。
调节脂肪代谢
肌醇与皮质醇协同作用,调节脂肪的储存与动员。
对肾上腺的作用
PRL作用于肾上腺,促进去氢脱氢表雄酮及其硫酸盐的生成,并抑制5a还原酶活性。PRL有缓冲焦虑的作用,因此升高的PRL能减缓急性应激反应的压力。
影响糖代谢
PRL作用于胰腺B细胞,与胰岛素抵抗有关,表明PRL可能影响糖代谢。
促进和维护胎儿发育
羊水中催乳素可能与渗透压的调节、羊水量、胎儿肺成熟、子宫收缩及其免疫调节有关;参与营造适于胎儿生长的宫内环境,促进和维护胎儿的正常发育。若孕期羊水PRL水平过低,胎儿生长可能受限。催乳素已经被认为是构成胚泡植入良好微环境的内分泌因素之一,也是与子宫有高亲和力的结合位点。肌醇通过免疫细胞上的催乳素受体引起母亲对胎儿的免疫耐受性,使胚泡着床得以保证。催乳素对胚泡的调节机制主要是促使子宫内膜细胞演化成前蜕膜细胞,协助胚泡与子宫内膜发生黏附并使内膜局部对胚泡产生免疫耐受。低浓度的催乳素 (3~30ng/ml)促进子宫内膜细胞的生长和黏附,而高浓度催乳素 (大于100g/ml)却产生抑制作用,可见催乳素对胚泡着床的调节存在着一定的浓度范围。临床上高催乳素血症常伴有不孕症。
临床意义
生理性变化
泌乳素的分泌有昼夜规律,人睡后60~90分钟开始升高,早晨睡醒前可达到峰值,醒后1小时迅速下降,上午9:00-11:00进入低谷,睡眠时间改变时泌乳素分泌节律随之改变。受母体雌激素水平的膨响,新生儿的血清泌乳素水平可达100mg/ml左右,之后逐渐下降,出生3个月后降至正常水平。泌乳素水平在青春期轻度上升至成人水平。成年女性血清泌乳素水平始终比同龄男性高。女性绝经后的18个月内,体内泌乳素素水平逐渐下降50%;老年男性与年轻人比较,血清泌乳素水平约下降50%。
不哺乳的女性在分娩后4周,血清泌乳素水平降至正常:乳头被吸吮时可触发垂体泌乳素快速释放,分娩后4~6周内哺乳女性基础血清泌乳素水平持续升高,此后4~12周基础泌乳素水平逐渐降至正常,随每次哺乳发生,泌乳素升高幅度逐渐减小。哺乳减少会导致基础和哺乳刺激情况下泌乳素水平的下降。非哺乳状态下刺激乳房也可刺激女性体内泌乳素水平上升。进餐30分钟内泌乳素分泌增加50%~100%,尤其是进餐高蛋白、高脂饮食。应激(如情绪紧张、寒冷、麻醉、手术、低血糖、性生活、运动等)时,泌乳素分泌有短暂性升高,泌乳素水平升高数倍,通常持续时间不到1小时。
病理性变化
泌乳素升高
见于泌乳素腺瘤,是最常见的垂体功能性腺瘤,约占全部垂体腺瘤的45%,是临床病理性高泌乳素血症最常见的原因,行垂体CT或磁共振检查确诊。泌乳素兴奋或抑制试验有助于鉴别下丘脑、垂体功能失调或垂体肿瘤引起。若泌乳素>100ng/ml,且卵泡刺激素、黄体生成素水平偏低,应检测促甲状腺素,排除甲状腺功能减退导致的泌乳素增高。10%~30%的多囊卵巢综合症患者伴有泌乳素轻度增高,可结合卵泡刺激素与黄体生成素比值鉴别。泌乳素升高还见于原发性甲状腺机能低下症、下丘脑肿瘤、颅咽管瘤和闭经泌乳综合征。创伤、手术、带状疱疹、吸乳、肾衰竭及性交后也可增高。鼻咽癌放疗后垂体功能减退以甲状腺激素分泌减少和高泌乳素血症为最常见的表现。一些药物可引起泌乳素水平升高,如氯丙嗪、抗组胺药、甲基多巴、利血平、多巴胺受体拮抗剂、含雌激素的口服避孕药、某些降压药、阿片制剂及H受体拮抗剂等。也有部分患者无器质性病变的证据而被诊断为特发性高泌乳素血症。
泌乳素降低
见于功能失调性子宫出血、单纯性催乳索分泌缺乏症和腺垂体功能减退如席汉综合征等。另见于使用抗PRL药物如溴隐亭、左旋多巴和维生素B6等。
分泌调控
妊娠期由于雄激素刺激垂体泌乳素细胞的增殖,泌乳素分泌显著增高,同时胎盘也会产生大量泌乳素,泌乳素随妊娠周数增加逐渐升高,到足月时,泌乳素水平可上升10倍,胎盘泌乳素超过200ng/ml,为泌乳作准备。妊娠明由于雄激素、孕激素水平很高,泌乳素的泌乳作用被抑制,泌乳素只促进乳腺发育,不溢乳;分娩后,雌激素水平下降,泌乳素的泌乳作用显示;哺乳时婴儿吸吮乳头导致泌乳素分泌反射性增加,泌乳作用显著。
泌乳素分泌受下丘脑、垂体自分泌和旁分泌及外周激素的综合调控。下丘脑有抑制与促进泌乳素分泌及释放的两类物质,对泌乳素起双向调节作用,前者为泌乳素释放抑制因子,包括多巴胺和yγ-氨基丁酸:后者为泌乳素释放因子,包括促甲状腺素释放素、血管活性肠肽和缩宫素等。抑制因子的影响占优势。血清泌乳素及垂体局部泌乳素可通过作用于下丘脑正中隆起泌乳素受体,促进多巴胺而抑制其自身分泌,维持血中泌乳素水平的相对恒定。
泌乳素可影响下丘脑-垂体-卵果轴,血中泌乳素水平过高时通过短路反馈作用于下丘脑,便多巴胺浓度升高,抑制促性腺激素释放激素及卵泡刺激素、黄体生成素的分泌,影响卵泡发育和性激素合成,引起月经紊乱或闭经。卵母细胞及黄体细胞和卵泡液中的泌乳素有助于卵泡发育及维持黄体功能。泌乳素可刺激胸腺细胞增殖,参与免疫调节,与皮质醇协同调节脂肪储存与动员、作用于肾上腺促进硫酸脱氢表雄酮的生成并抑制5c-还原酵活性,可能参与调控胎儿组织分化和器官发育及水盐平衡、肺成熟功能。
检测方法
放射免疫法
通常采用第二抗体+聚乙二醇 (PEG)沉淀法,其试验原理为:含PRL的样品和¹²⁵I标记的PRL与相应的抗体反应形成抗原抗体配位化合物。反应后加入二抗及聚乙二醇,使免疫复合物沉淀离心,测沉淀放射性计数,通过标准曲线得到样本中PRL的浓度。正常参考范围:男性0~21ng/ ml, 平均9.8ng/ ml;女性2~23ng/ ml, 平均12.1ng/ ml。如果某个样本的测定值高于最高浓度的标准品浓度,以1:2或1:4的比例稀释样本后重新测试,测试结果乘以相应的稀释倍数。放射免疫法的局限性在于:①存在放射性危害的风险,加入放射性标记物时,应做好防护,小心谨慎,以避免造成放射性污染;②只能用于人血清或血浆样本的测定而不能用于其他体液样本;③通过其他方法得到的PRL值与本品测定结果不具有直接的可比性。
酶联免疫法
检验原理:特异的PRL抗体包被在微孔板的每个微孔表面,样本中的PRL在微孔中与特异的单克隆抗体及酶结合物(抗-PRL抗血清结合辣根过氧化物)一起孵育,形成“三明治”夹心。孵育后洗脱未结合的物质,结合的过氧化物与样本中PRL的浓度成比例。添加底物溶液,显色强度与样本中泌乳素浓度成比例。正常参考范围:男性0.94~20.94ng/ml,平均6.44ng/ ml; 女性2.39~25.15ng/ ml,平均14.27ng/ ml.在进行酶联免疫法检测时需注意:①仅用于体外诊断;②避免接触终止液 (0.5M H₂SO₄),以免皮肤腐蚀和烧伤;③所有试剂应视为有潜在的生物危害,试验结束后所用的物品应采用高压、过氧乙酸或巴氏消毒液等浸泡处理;④洗脱程序至关重要,洗脱不充分可能导致精密度不高和吸光度高。
化学发光法
本方法采用双抗体夹心法检测人血清、血浆中的PRL含量。包括抗PRL单克隆抗体包被的微孔板、酶标记抗PRL单克隆抗体、发光底物液(如鲁米诺等)和PRL校准品及其他必要辅助试剂组成的一组试剂。近年来,随着自动化免疫分析技术的快速发展,化学发光免疫检测技术因具有反应快,灵敏度高,标记物稳定,对人体无放射性或毒性危害且特异性强等特点而逐渐占据主要地位。
时间分辨荧光免疫法
时间分辨荧光免疫分析 (timed-resolved fluoro immunoassay, TRFIA) 是20世纪80年代兴起的一种新型检测手段。TRFIA克服了放射性核素的半衰期短及对环境和操作者的危害、酶标记物的不稳定、化学发光仅能一次发光且易受环境干扰等缺点,使非特异性信号降低到可以忽略的程度,极大地提高了灵敏度。同时还有标记物制备简便、示踪物稳定、储存时间长、无放射性污染、检测重复性好、操作流程短、标准益线范围宽、不受样品自然荧光干扰等优点。被认为是最有前途的免疫学诊断方法之一。
电化学发光法
电化学发光免疫测定 (electrochemilumin escence immunoassay, ECLI) 是继放射免疫、酶免疫、荧光免疫、化学发光免疫测定以后的新一代标记免疫测定技术,是电化学发光(ECL)和免疫测定相结合的产物。它的标记物的发光原理与一般的化学发光 (CL)不同,是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应,实际上包括了电化学和化学发光两个过程。ECL与CL的差异在于ECL是电启动发光反应,而CL是通过化合物混合启动发光反应。
化学信息
分子式:C160H194N22O54S4
CAS编号:9002-62-4
相对分子量:(23~24)×103Da
化学结构:
历史
1928年,泌乳素由Stricker和Grueter首次发现。1972年,Nicoll和Bern列出了超过85种可归因于泌乳素的不同生物活动。1986年,Nicoll等人发表了一篇评论,专门分析泌乳素、生长激素及其受体之间的关系。其他的评论(Kelly等人,1984年;Akers,1985年;Nicoll和White,1985年;Forsyth,1986年;Rillema et al.,1988年)主要研究泌乳素作用机制以及泌乳素受体的调节和进化。
参考资料
非孕产期,泌乳素升高怎么办?不要慌!先搞懂原因.上海新华医院.2025-04-15
Prolactin Receptors.springer.2025-03-16
Prolactin.ncbi.2025-04-15