14级临五一五班 讨论课钙离子调节

,分子细胞与组织PBL,平滑肌细胞内2+的调控,肠蠕动的基础是平滑肌收缩，受胞质钙离子水平调控。平滑肌细胞内钙离子水平升高的途径有多种，请简述这些调控因素和过程。,01,平滑肌细胞中的相关结构,03,激动剂收缩耦联途径,02,兴奋收缩耦联途径,04,收缩蛋白激活机制,01,与平滑肌细胞内2+调控相关的细胞结构,梭形，紧密排列核呈杆状或椭圆状无横纹，粗细肌丝斜向走行螺旋扭曲式收缩,肌质网（SR）肌纤维中特化的滑面内质网。肌质网膜上有钙泵和钙通道。用于储存+。胞内钙池：肌细胞中的肌质网系统，非肌细胞中的内质网。,平滑肌纤维表面为肌膜，肌膜向下凹陷形成数量众多的小凹。小凹内的细胞外液含有较多+，小凹的膜上有钙通道。细胞内只有少量肌质网与小凹对应，所以细胞收缩时还需要从细胞外摄取+。肌质网膜上有两种钙通道，分别是3（三磷酸肌醇受体）和RyR（Ryanodine受体）。,单个单位平滑肌细胞间有大量缝隙连接，肌肉中所有肌纤维作为一个单位对刺激发生反应。最常见的平滑肌类型。主要受体液因素调节。多单位平滑肌肌细胞之间少有缝隙连接，每个肌细胞的活动彼此独立。完全受自主神经控制，与骨骼肌相似。,02,兴奋收缩耦联途径,电压依赖性钙通道（voltagedependentcalciumchannel，VDC）VDC是位于细胞膜的跨膜异源多聚体蛋白质，它的开放与电压有关，为电压依赖性。,钙通道传导性对电压敏感性,分类,LTN,对L型钙通道了解的最清楚,分子组成,现已阐明，除T型钙通道外，电压依赖性钙通道是由1亚单位和2/、几个辅助亚单位组成的复合体，由多基因编码。,高压激活通道,激活-10mv,失活-60mv-40mv,1，4二氢吡啶类（DHPs）拮抗剂、激动剂高度敏感,广泛存在,作用：,流构成心室肌细胞动作电位平台期的基础,对工作心肌细胞的兴奋收缩耦联,慢传导动作电位某些心律失常,神经递质、激素及药物的作用靶点,T型钙通道,低电压激活通道,激活-70mv,失活-100-60mv,对Ni2+高度敏感,T型钙通道的分子生物学特性尚不完全清楚，但已明确其不是L型钙通道亚单位的重新排列和组合，它是另一单独基因的产物。,作用：,血管平滑肌,小动脉,窦房结的起搏活动,神经元,N型钙通道,高电压激活通道,激活-10mv,失活-100-40mv,N型钙通道主要分布于神经细胞中，可能在抑制性突触中占主要成分。,03,激动剂收缩耦联途径,定义：,该途径主要是由IP3与SR膜上的IP3R结合,引起Ca离子释放。,平滑肌在无动作电位的情况下接受化学信号诱发胞内Ca离子浓度升高的一种途径。,G蛋白偶联受体激活后，激活磷脂酶C，该酶以PIP2为原料生成IP3和DG。通过此途径，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为“双信使系统”（doublemessengersystem）。,IP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合，开启钙通道，使胞内Ca浓度升高。激活各类依赖钙离子的蛋白。用Ca载体离子霉素（ionomycin）处理细胞会产生类似的结果。,18,DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C（ProteinKinaseC，PKC）。PKC以非活性形式分布于细胞溶质中，当细胞接受刺激，产生IP3，使Ca浓度升高，PKC便转位到质膜内表面，被DG活化，PKC可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化，使不同的细胞产生不同的反应。,19,Ca活化各种Ca结合蛋白引起细胞反应，钙调素（calmodulin，CaM）由单一肽链构成，具有四个钙离子结合部位。结合钙离子发生构象改变，可激活钙调素依赖性激酶（CaM-Kinase）。,20,IP3信号的终止是通过去磷酸化形成IP2，或被磷酸化形成IP4。Ca由质膜上的Ca泵和Na-Ca交换器将抽出细胞，或由内质网膜上的钙泵抽进内质网。,21,DG通过两种途径终止其信使作用：一是被DG-激酶磷酸化成为磷脂酸，进入磷脂酰肌醇循环。二是被DG酯酶水解成单酯酰甘油。由于DG代谢周期很短，不可能长期维持PKC活性，而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活性所产生的效应。现发现另一种DG生成途径，即由磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的DG，用来维持PKC的长期效应。,22,04,2+调控平滑肌收缩的机制,平滑肌收缩机制,平滑肌收缩与横纹肌收缩机制类似，也是肌球蛋白和肌动蛋白相互作用下发生的肌丝滑行，也是被胞质内Ca+水平的增高所触发，也需要ATP提供能量。但平滑肌细胞的细肌丝中不含肌钙蛋白，Ca+调控平滑肌收缩额靶点在粗肌丝上。,收缩蛋白激活机制,1.Ca+结合钙调蛋白（CaM）2.钙-钙调蛋白复合物（Ca+-CaM）结合并激活肌球蛋白轻链激酶（MLCK）3.活化的MLCK使肌球蛋白横桥调节轻链磷酸化，引起横桥构象改变、ATP酶活性增强。