生物-细胞间的通讯与信号转导

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细胞间的通讯与信号转导

• 机体的所有生命活动都需要通过细胞间通讯实现
• 细胞间通讯
  • 定义
    • 由一个细胞发出的信号通过介质传递到另一个细胞，并与靶细胞上的特殊结构发生作用，然后实现对细胞功能活动的调节
    • 跨膜信号转导
  • 方式
    • 直接通讯
      • 接触依赖性通讯
        • 通过直接接触，与质膜结合的信号分子来影响其他细胞的通讯
        • 胚胎发育时期
        • 对组织内相邻细胞的分化起决定性影响
      • 缝隙连接通讯
        • 交换小分子实现细胞间代谢偶联或电偶联
        • 除骨骼肌细胞及血细胞外
    • 间接通讯
      • 通过细胞分泌的化学信使经扩散或者运输抵达靶细胞与特异受体结合
  • 依靠分泌化学信使
    • 内分泌
      • 内分泌腺细胞或神经内分泌细胞到血液
    • 旁分泌
      • 细胞分泌局部化学介质到细胞外液，局部扩散作用于邻近靶细胞
    • 自分泌
      • 常存在于病理状态下
    • 通过神经化学性突触传递
      • 电信号传导释放神经递质再扩散
  • 化学信使
    • 定义
      • 生物体产生，对机体代谢和生理功能发挥高效调节作用
    • 生长因子的局部介质
    • 神经递质
    • 各类激素
    • 细胞因子
    • 分类
      • 亲水性
      • 亲脂性
    • 细胞分泌组织胺
    • 一氧化氮
    • 一氧化碳
    • 物理信号
  • 细胞间通讯中的受体
    • 受体
      • 定义
        • 一种能够识别和选择性结合某种化学信使的大分子，绝大多是蛋白质
      • 分类
        • 靶细胞位置
          • 细胞内受体
            • 脂溶性信号分子，甾体类激素，甲状腺素，维生素D，视黄素
          • 跨细胞膜受体/膜结合受体
            • 识别结合亲水性信号分子
              • 分泌型信号分子
                • 神经递质
                • 多肽类激素
                • 细胞因子
              • 膜结合型信号分子
                • 细胞表面抗原
                • 细胞表面黏着分子
        • 信号转导机制的不同
          • 离子通道偶联受体
          • G-蛋白偶联受体
          • 酶偶联受体
      • 特点
        • 特异性
          • 一种受体与一种或一类结合
        • 多样性
          • 功能效应具有多样性
            • 不同靶细胞对同一化学信使具有不同应答方式
            • 同种化学信使具有多种类型信使受体，亲和力不同，产生不同效应
            • 同一细胞不同受体
        • 饱和性
          • 受体数量有限
        • 可逆性
      • 影响因素
        • 信使浓度
        • 靶细胞上受体的数量
        • 受体对信使的亲和力
      • 受体的调节
        • 上调与下调
          • 上调
            • 靶细胞长期暴露在低浓度信使的条件下，受体的数量将会比正常条件下增多
        • 内化
          • 细胞膜上的受体通过入胞作用进入细胞内的过程
        • 受体的脱敏与增敏现象
          • 脱敏
            • 长期使用某种激动剂，反应力下降
            • 分类
              • 同源脱敏
                • 细胞与其特异配体结合后仅对其配体失去反应性
              • 异源脱敏
                • 细胞因其细胞因与其特异配体结合后，对其他配体也失去了反应性
      • 受体的激动剂与颉颃剂
        • 激动剂
          • 与受体结合能产生生物学反应的配体
            • 例如：升血压
        • 颉颃剂
          • 与受体结合不能产生生物学反应的配体
            • 例如：降血压
• 细胞的信号转导机制
  • 分类
    • 膜结合受体介导的信号转导
      • 离子通道型受体介导的信号转导
        • 渗漏通道
        • 化学门控通道介导（配体门控通道/通道型受体）
          • 乙酰胆碱与N2乙酰胆碱受体（位于骨骼肌细胞）结合——离子通道
          • 钠进钾出——动作电位
        • 电压门通道
          • 电信号刺激
        • 机械门控通道
          • 力的改变刺激
      • G蛋白偶联受体（GPCR）介导的信号转导
        • 必备条件
          • 膜受体
          • G蛋白
            • 兴奋型Gs
            • 抑制型Gi
          • G蛋白效应器
          • 第二信使
            • 概念区分
              • 第一信使
                • 激素、递质等细胞外的化学信号
              • 将第一信使传递至细胞膜的信息再传递给细胞质中的靶分子
            • 5种
              • cAMP
              • cGMP
              • IP3
              • DAG
              • Ca2+
          • 蛋白激酶
            • 分类
              • 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶
              • 酪氨酸激酶
            • 作用
              • 磷酸化
                • 改变底物蛋白的电荷特性和构象，影响活性
        • 分类
          • cAMP-PKA信号通路
          • DAG-PKC与IP3-Ca2+信号通路
          • G蛋白-离子通道型受体介导的信号转导
      • 酶偶联受体介导的信号转导
        • 分类
          • 受体本身具有酶
            • 酪氨酸激酶受体/鸟苷酸环化酶受体、丝氨酸/算算蛋白激酶受体
          • 受体本身不具有
            • 结合酪氨酸激酶受体
    • 胞内受体介导的信号转导
      • 过程
        • 1.脂溶性化学信使穿过细胞膜进入细胞
        • 2.受体结合调节转录激活结构域的活性，成为转录激活子或抑制子
        • 3.相应DNA调控序列结合，调节靶细胞基因表达