細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和整合

1、細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通過(guò)突觸傳導(dǎo)神經(jīng)信號(hào)感覺,6 細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和整合,,,6.1.1 細(xì)胞的信號(hào)分子,是指任何存在于胞外或胞內(nèi)可以介導(dǎo)細(xì)胞對(duì)其外界環(huán)境或其他細(xì)胞做出應(yīng)答的分子細(xì)胞的信號(hào)分子親脂性信號(hào)分子：甾類激素、甲狀腺素…親水性信號(hào)分子：神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子、局部化學(xué)遞質(zhì)、大多數(shù)激素…氣體性信號(hào)分子：一氧化氮（ NO ）、CO2…,激素,由內(nèi)分泌腺或內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的高效生物活性物質(zhì)，在體內(nèi)

2、作為信使傳遞信息，對(duì)機(jī)體生理過(guò)程起調(diào)節(jié)作用的物質(zhì),,神經(jīng)遞質(zhì)：神經(jīng)末梢分泌的化學(xué)組分。局部化學(xué)介質(zhì)：信息物質(zhì)由細(xì)胞分泌到細(xì)胞外液后，進(jìn)入血液的數(shù)量極少。絕大多數(shù)通過(guò)擴(kuò)散的作用于鄰近靶細(xì)胞，但又不像神經(jīng)遞質(zhì)那樣由專一突觸結(jié)構(gòu)釋放。生長(zhǎng)因子定義：具有刺激細(xì)胞生長(zhǎng)活性的細(xì)胞因子。,,根據(jù)信號(hào)傳遞方式不同,細(xì)胞通訊可分為:,,激素通訊神經(jīng)通訊,人體激素及分類,種類很多，超過(guò)50種蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸衍生物類激素 催產(chǎn)素

3、、加壓素（抗利尿激素）、甲狀腺素甾醇類激素：性激素脂肪酸類激素：前列腺素,腦下垂體以細(xì)柄懸掛在下丘腦底部，是神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)分泌腺聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)下丘腦和腦下垂體構(gòu)成了最主要的神經(jīng)內(nèi)分泌控制中心,1、下丘腦激素,分泌激素為釋放激素和釋放抑制激素,促甲狀腺激素釋放激素促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素促卵泡素釋放激素促黃體生成釋放激素生長(zhǎng)素釋放抑制激素,下丘腦分泌激素控制垂體的分泌,腦垂體激素腦垂體在神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，起調(diào)節(jié)體內(nèi)各種

4、內(nèi)分泌腺的作用,腺垂體（垂體前葉）：,促腎上腺皮質(zhì)激素促甲狀腺激素卵泡刺激素黃體生成素生長(zhǎng)素等,神經(jīng)垂體（垂體后葉）：,抗利尿激素催產(chǎn)素,,,生長(zhǎng)素,,少 侏儒癥多 巨人癥 （垂體瘤刺激）,3、松果體,分泌褪黑激素作用：具有抗腫瘤；加強(qiáng)免疫細(xì)胞生成；抗氧化，消除自由基功效；可治療失眠褪黑激素，抑制性腺，性激素含量少光照抑制褪黑激素，性激素含量高,,雨雪天氣的光線較弱，人體分泌的松果激素較多，甲狀腺素、腎上腺素的分泌

5、濃度就相對(duì)降低，人體神經(jīng)細(xì)胞也就因此“偷懶”，人就容易無(wú)精打采。,4、甲狀腺素：,T3 ng 效率是T4的1000倍T4 μg,甲狀腺素的生理功能,促進(jìn)糖、脂及蛋白質(zhì)的代謝促進(jìn)機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育和組織分化幼年動(dòng)物若甲狀腺機(jī)能減退將引起發(fā)育遲緩，身材矮小，行動(dòng)呆笨而緩慢；——呆小癥成年動(dòng)物甲狀腺機(jī)能減退時(shí)，出現(xiàn)厚皮病，心搏減慢，基礎(chǔ)代謝降低反之，甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)，動(dòng)物眼球突出，心跳加快，基礎(chǔ)代謝增高，消瘦，神經(jīng)系統(tǒng)興

6、奮性提高,5、甲狀旁腺：調(diào)節(jié)血鈣、血P6、胰腺,α-胰高血糖素— 升高血糖β-胰島素— 降低血糖,7、腎上腺激素,糖皮質(zhì)激素鹽皮質(zhì)激素性激素腎上腺素去甲腎上腺素,氨基酸衍生物激素,類固醇激素,,8、前列腺素--脂肪酸衍生物激素,首先在精子胞漿中發(fā)現(xiàn)，因其普遍存在于前列腺而得名但后來(lái)在絕大多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞和組織中都發(fā)現(xiàn)存在前列腺素是人體內(nèi)分布最廣的生物活性物質(zhì)之一可引起肌肉收縮和血管的開啟、關(guān)閉，頭痛和痛經(jīng)是由

7、前列腺素引起的肌肉收縮所造成的阿司匹林可阻斷前列腺素的合成，有止痛效果,6.1.2 受體,任何可以特異地結(jié)合其他分子，以介導(dǎo)細(xì)胞間的信號(hào)、黏附、內(nèi)吞或其他細(xì)胞學(xué)過(guò)程的蛋白都稱為受體,兩種類型：,細(xì)胞表面受體細(xì)胞內(nèi)受體,,6.1.3 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),是指從一種物理的或化學(xué)的形式轉(zhuǎn)化成另一種形式在細(xì)胞生物學(xué)中，一般是指通過(guò)一種胞外的信號(hào)與受體結(jié)合而引發(fā)的一系列過(guò)程，并最終觸發(fā)一種或多種特異的細(xì)胞應(yīng)答,,一般把細(xì)胞外信號(hào)分子稱為第一信使

8、當(dāng)?shù)谝恍攀古c受體作用后在胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號(hào)分子稱為第二信使包括：cAMP、cGMP、三磷酸肌醇(IP3)、二?；视?DAG)等。功能:啟動(dòng)和協(xié)助細(xì)胞內(nèi)信號(hào)的逐級(jí)放大。,水溶性信號(hào)分子受體蛋白位于靶細(xì)胞表面受體蛋白分為,離子通道偶聯(lián)受體酶-偶聯(lián)受體G-蛋白偶聯(lián)受體,,6.2 細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),離子通道偶聯(lián)受體,離子通道偶聯(lián)受體是一種由神經(jīng)遞質(zhì)控制的離子通道蛋白，它存在于可興奮細(xì)胞間，能快速傳遞到突觸后膜

9、上當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)與受體蛋白結(jié)合后便可造成離子通道瞬間開啟或關(guān)閉，簡(jiǎn)單的改變質(zhì)膜對(duì)離子的通透性，結(jié)果引發(fā)了突觸后細(xì)胞的興奮,酶-偶聯(lián)受體,激素與受體偶聯(lián),受體（酪氨酸激酶）被活化,活化的受體與其它蛋白激酶相關(guān)聯(lián)G蛋白是一種分子開關(guān)蛋白當(dāng)它結(jié)合上GTP即活化GTP變?yōu)镚DP時(shí)即失活,6.2.1 活化腺苷酸環(huán)化酶的G蛋白偶聯(lián)受體cAMP的主要功能是激活cAMP-依賴蛋白激酶腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、促性腺激素、

10、甲狀旁腺素、降鈣素及加壓素都是通過(guò)cAMP起調(diào)控作用腎上腺素促進(jìn)血糖分解的作用機(jī)制通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體活化基因轉(zhuǎn)錄cAMP還可通過(guò)核膜進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，調(diào)節(jié)核酸的轉(zhuǎn)錄和翻譯，并最終影響代謝酶的合成與靶基因調(diào)控序列結(jié)合，增強(qiáng)靶基因的表達(dá),6.2.2 活化磷脂酶C的G蛋白偶聯(lián)受體,胞外信號(hào)分子與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合，以及胞外信號(hào)分子與酪氨酸激酶受體結(jié)合，都可激活質(zhì)膜上的磷脂酶C，使質(zhì)膜上PIP2（4,5-二磷酸磷脂酰肌醇）水解成

11、IP3(1,4,5-三磷酸肌醇)和DAG(甘油二脂)兩個(gè)第二信使，從而將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)的應(yīng)答IP3與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3配體門鈣通道結(jié)合，開啟鈣通道，使胞內(nèi)Ca2+濃度升高，激活各類依賴鈣離子的蛋白。PKC（Protein Kinase C，蛋白激酶C）以非活性形式分布于細(xì)胞溶質(zhì)中，當(dāng)細(xì)胞接受刺激，產(chǎn)生IP3 ，使Ca2+濃度升高， PKC便轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜內(nèi)表面，結(jié)合于質(zhì)膜上的DAG ，被活化PKC可以使蛋

12、白質(zhì)的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化使不同的細(xì)胞產(chǎn)生不同的反應(yīng)如:短期生理效應(yīng):細(xì)胞分泌、肌肉收縮 長(zhǎng)期生理效應(yīng):細(xì)胞增殖和分化等,鈣調(diào)蛋白（ CaM ）,鈣結(jié)合蛋白對(duì)任何微量的鈣都能敏感的捕獲CaM只有與Ca2+結(jié)合后才有活性Ca2+·CaM復(fù)合物與磷酸酯酶、蛋白激酶等作用，使靶酶構(gòu)象發(fā)生變化而活化，從而對(duì)代謝過(guò)程起調(diào)控作用,6.3 細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),定位于細(xì)胞內(nèi)的親脂性分子的受體存在于細(xì)胞質(zhì)中的NO受

13、體,6.3.1 定位于細(xì)胞內(nèi)的親脂性分子的受體,類固醇激素是親脂性分子,它們當(dāng)中的糖皮質(zhì)激素和鹽皮質(zhì)激素受體位于細(xì)胞質(zhì)中雌激素、孕酮、甲狀腺素等，可以穿透細(xì)胞質(zhì)和核膜，與核中受體結(jié)合,6.3.2 存在于細(xì)胞質(zhì)中的NO受體NO信號(hào)分子的作用機(jī)制,血管神經(jīng)末梢釋放乙酰膽堿作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，引起胞內(nèi)Ca2+濃度升高，激活一氧化氮合成酶，細(xì)胞釋放NONO擴(kuò)散進(jìn)入平滑肌細(xì)胞，與胞質(zhì)鳥苷酸環(huán)化酶活性中心的Fe2+結(jié)合，改變酶的構(gòu)象，導(dǎo)

14、致酶活性的增強(qiáng)和cGMP合成增多。,,6.4.1 神經(jīng)元結(jié)構(gòu),神經(jīng)元即神經(jīng)細(xì)胞，是神經(jīng)系統(tǒng)的基本組成單位包括：1、細(xì)胞體2、樹突：分支多且細(xì)，擴(kuò)大胞體接受信息的面積3、軸突：開始一段沒有被膜，是神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢话l(fā)起的地方以后的段落由施萬(wàn)細(xì)胞包被，即髓鞘，具有絕緣性。髓鞘呈分節(jié)狀存在，無(wú)髓鞘部分稱郎飛結(jié)興奮發(fā)生在郎飛結(jié)上，由于髓鞘電阻大，因此電信息傳導(dǎo)呈逐節(jié)跳躍式進(jìn)行軸突末端有許多分支，分支末端膨大呈球狀，與其他神經(jīng)元或

15、效應(yīng)器細(xì)胞構(gòu)成突觸聯(lián)系,,樹突是信息的接受端，軸突是信息的輸出端。即神經(jīng)元中信息傳導(dǎo)具有方向性當(dāng)神經(jīng)元接受環(huán)境或其他神經(jīng)元刺激后，神經(jīng)信號(hào)通過(guò)動(dòng)作電位形式，使電信號(hào)沿軸突傳導(dǎo)動(dòng)作電位是一種沿軸突作長(zhǎng)距離傳導(dǎo)的電信號(hào),神經(jīng)元未興奮時(shí)稱為靜息狀態(tài)處于靜息狀態(tài)的神經(jīng)元質(zhì)膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差稱為靜息電位靜息電位的產(chǎn)生與軸突膜的結(jié)構(gòu)有關(guān),6.4.2 神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢?膜上的Na+通道只允許很少量的Na+從細(xì)胞外擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)但聚集

16、在細(xì)胞內(nèi)的K+可通過(guò)K+通道自由擴(kuò)散到細(xì)胞外膜上的Na+ -K+ -ATP酶通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸將膜內(nèi)的Na+運(yùn)到細(xì)胞外，K+運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)泵出3個(gè)Na+，泵入2個(gè)K+，造成膜外正電荷多，膜內(nèi)負(fù)電荷相對(duì)過(guò)剩此時(shí)膜內(nèi)外電荷的分布處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),,沖動(dòng)傳導(dǎo)的局部電流學(xué)說(shuō),在靜息狀態(tài)時(shí)膜電位為外正內(nèi)負(fù)，而在興奮區(qū)膜電位出現(xiàn)瞬時(shí)倒轉(zhuǎn)，變成外負(fù)內(nèi)正在相鄰的靜息區(qū)，仍存在外正內(nèi)負(fù)的極化狀態(tài)于是在興奮區(qū)與相鄰的靜息區(qū)之間由于電位差出現(xiàn)局部電流其方向

17、是：在膜外，電流從靜息區(qū)流向興奮區(qū)；在膜內(nèi)電流從興奮區(qū)流向靜息區(qū)此種局部電流構(gòu)成對(duì)鄰近靜息膜的刺激，從而使相鄰的靜息區(qū)發(fā)生興奮依次類推，興奮沖動(dòng)得以不斷向前推進(jìn),神經(jīng)遞質(zhì):乙酰膽堿、多巴胺、五羥色胺,6.4.3 突觸突觸的結(jié)構(gòu):突觸前膜：在神經(jīng)元軸突膨大的終末端有許多突觸小泡，內(nèi)含神經(jīng)遞質(zhì)突觸間隙突觸后膜：存在能與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合的特殊受體蛋白,在突觸中信息只能從突觸前到突觸后，是單向的信息是以電-化學(xué)-電變換形式傳遞的