细胞生理3-细胞间信号传递

第三节细胞间的信号传递Signaltransductionbetweencells,掌握受体的概念以及细胞表面受体及其介导的跨膜信号转导过程，熟悉G蛋白偶联受体的cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路；掌握神经肌肉接头传递中ACh的递质作用、ACh的释放与分解、ACh受体、终板电位以及神经肌肉接头的传递过程。了解酶偶联受体及离子通道偶联受体介导的信号传递过程。,一、细胞间信号传递的方式1.分泌化学信号分子(signalmolecular)包括内分泌、旁分泌、自分泌以及突触分泌。2.接触依赖性通讯(Contact-dependentsignaling)3.间隙连接(Gapjunction),二、细胞间信号传递的过程1.信号分子的合成和分泌；2.信号分子转运至靶细胞；3.靶细胞上的特异受体与信号分子相互识别与结合；4.信号分子受体复合物经细胞内信号传递系统的级联生物化学反应，最终导致细胞功能的变化；5.信号分子的清除、终止靶细胞的反应。,三、细胞的信号分子及受体,细胞分泌的一种具有信息传递作用的化学物质。包括激素、神经递质、局部化学递质及NO等。1、亲脂类和亲水类信号分子亲脂性信号分子，主要代表是甾类激素和甲状腺素，可穿过细胞质膜进入细胞；亲水性信号分子，包括神经递质、生长因子、局部化学递质和大多数激素；NO。,2、受体（Receptor）：一种能够识别和选择性结合某种配基（信号分子）的大分子，当与配基（配体）结合后，通过信号转导作用将胞外信号转换为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程和生物学效应。多为糖蛋白，至少有两个功能区域。可分为细胞内受体和细胞表面受体，可分别受胞外亲脂性信号分子激活和胞外亲水性信号分子激活。二者通过不同的机制介导不同的信号传递通路。第二信使学说(secondmessenger)。目前公认的第二信使有环腺苷一磷酸(cAMP)、环鸟苷一磷酸(cGMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰基甘油(DG)、Ca2+等。分子开关。,四、细胞表面受体及其介导的信号跨膜转导,鸟苷酸结合蛋白(G蛋白)偶联受体G-蛋白偶联受体，是指配体-受体复合物与靶蛋白（酶或离子通道）的作用要通过与G-蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响细胞的功能。G-蛋白是GTP结合调节蛋白（GTP-bindingregulatoryprotein）的简称，位于质膜内胞浆一侧，由、三个亚基组成。G-蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用。Rs与Gs，Ri与Gi，AC。,cAMP信号通路:,激素G-蛋白偶联受体G-蛋白腺苷酸环化酶cAMPcAMP依赖的蛋白激酶A激活靶酶和开启基因表达。(具有激活和抑制AC的两种作用),磷脂酰肌醇信号通路,激素G-蛋白偶联受体磷脂酶CPIP2IP3和DG激动IP3/Ca2+和DG/PKC途径激活靶酶和开启基因表达。(双信使系统),2.酶偶联受体,酶偶联受体都是跨膜蛋白，当胞外配基与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。除受体酪氨酸激酶外，还包括受体丝氨酸/苏氨酸激酶、受体酪氨酸磷酸酯酶、受体鸟苷酸环化酶和酪氨酸蛋白激酶联系的受体等几种类型。受体酪氨酸激酶（receptortyrosinekinases，RTKs）又称酪氨酸蛋白激酶受体。由RTK介导的信号通路具有广泛的功能，包括调节细胞的增殖与分化，促进细胞存活，以及细胞代谢过程中的调节与校正作用。,3.离子通道偶联受体,配体门控通道（ligand-gatedchannel）或递质门控通道（transmitter-gatedchannel）。可存在于细胞膜和胞内细胞器膜上。分为阳离子通道和阴离子通道。例如肌肉的N-乙酰胆碱受体；甘氨酸受体、一氨基丁酸(GABAA)型受体。,4、整合蛋白介导的信号转导,五、细胞信号跨膜转导的基本特征,1、多途径、多层次的细胞信号传导通路具有会聚（convergence）或发散（divergence）的特点。2、细胞的信号传导既具有专一性又有作用机制的相似性。3、信号放大作用，但又必需受到适度控制。4、细胞进行性适应调节。5、细胞信号转导最重要的特征之一是构成一个复杂的信号网络系统，它具有高度的非线性特点。不同通路之间相互联系（crosstalk）。,六、神经肌肉接头传递,1.突触前膜与运动终板(Motorend-plate),运动神经纤维和骨骼肌纤维形成的突触性连接叫做神经一肌肉接头,2神经肌肉接头的化学传递,ACh为神经肌肉接头传递的递质ACh的合成、释放及分解：胆碱乙酰化酶，乙酰胆碱酯酶(AChE)，末梢Ca2+通道激活与胞吐的触发。ACh受体:ACh受体可分为两类。一类是毒蕈样（muscarinic）ACh受体(mAChR)，它的作用可被阿托品所阻断，这类受体主要分布于副交感节后纤维所支配的效应器；另一类是烟碱样（nicotinic）ACh受体（nAChR），自主神经节细胞的突触后膜及运动终板上的ACh受体即属此类。,终板电位:神经冲动所引起的终板膜的除极性变化称为终板电位（endplatepotential,EPP）。EPP是一种局部反应。EPP以电紧张的方式影响邻近的肌膜，当其强度达到肌膜的阈值后，便引起肌膜发生动作电位。,EPP的离子机制是终板膜对Na+、K+的通透性同时增大，因而无超射现象。,神经肌肉传递的特点及影响因素,单方向，即由运动神经到肌肉，而肌纤维的兴奋不能逆行传递给运动神经。兴奋通过神经一肌肉接头时有延搁。易受缺氧、许多药物的影响。影响因素与临床意义：Ca2+；箭毒的竞争性阻滞与麻醉；抗胆碱酯酶药物(毒扁豆碱，新斯的明)与除极性阻滞，有机磷农药（如敌百虫、敌敌畏等）中毒与治疗（碘解磷定）。,七、电突触传递与同步性活动,电突触或低电阻通道，就是细胞的间隙连接（gapjunction），在此处，相邻两细胞相互靠近，相隔仅2nm左右。每一侧膜上都整齐地排列着多个由6个蛋