第十六章 细胞信息传递

第16章细胞间信息传递学习目的1．了解细胞膜通道的信息传递途径。

2．了解鸟苷酸环化酶信息传递通路。

3．了解酪氨酸蛋白激酶信息传递通路。

4．熟悉细胞间信息传递的通讯方式。

5．熟悉信息分子和受体的特点。

6．熟悉依赖G蛋白的腺苷酸环化酶信息传递途径。

7．熟悉细胞内受体的信息传递途径。

生物体是由细胞组成的，单细胞生物可以直接接收环境的信息变化并做出相应的生物学反应。

高等生物是由成亿个细胞组成的有机体，每个细胞已经分化成具有特殊结构和功能的基本单位，而且许多细胞并不与外界直接接触，因此多数细胞对外界的刺激反应是通过严密的细胞间信息传递来完成的，通过这种细胞间的信息传递来调节各个细胞的新陈代谢，维持机体的稳态，适应机体的各种生命活动和生长、繁殖的需要。

如果机体的细胞间不能准确有效地进行信息传递的话，会出现新陈代谢的紊乱、稳态的打破、疾病的发生甚至死亡。

第1节细胞间信息传递方式细胞之间的信息传递存在复杂的网络通路，这其中既有局部化学介质、神经递质和激素的化学传递方式，又有协调心肌细胞同步收缩的电传递方式，还保留着原始细胞间隙连结的直接通路。

在这些传递方式中，最重要的是化学传导方式。

细胞之间进行信息传递的化学物质称为信息分子或信使。

根据细胞信息分子的来源方式，可分为直接信息传递和间接信息传递两大类。

一、直接信息传递直接信息传递(direct communication)是指信息分子通过相邻细胞间的连接通道从一个细胞进入另一细胞的信息传递。

我们把细胞之间的这种结构称为裂隙连结(gap junction)。

关于缝隙连结裂隙连结形成的细胞间直接信息传递，对于细胞发育、分化、生长的控制有重要作用。

裂隙连结的细胞信息传递是通过Ca2+实现的。

当Ca2+水平小于10-7mol/L时，连接蛋白通道充分开放，随着Ca2+浓度提高，通道孔径逐渐缩小，若Ca2+浓度高于5×10-5mol/L 时，则通道孔关闭。

该作用可能是通过亚基发生转动和滑动而实现的。

考点名称：细胞间的信息传递细胞间的信息传递：1、通讯方式：细胞间信息的传递有神经和体液两条途径，前者主要在生理学讨论。

液体途径中有许多信息分子参与，所谓信息分子有细胞内外信息分子，细胞外的信息分子包括激素、细胞因子等，又称第一信使，是将信息从某一种细胞传递至另一种细胞，细胞内的信息分子，即第二信使，则承担将细胞接受的外来信息，转导至细胞内的任务，最终引起相应的生物效应。

2、分类：根据胞外信息分子是否直接进入另一细胞，分为直接通讯和间接通讯两大类。

①直接通讯，指信息分子从相邻细胞之间的连接通道由一个细胞进入另一细胞所进行的通讯联系方式。

连接通道由两个细胞质膜上的连接小体构成，连接小体是一种由六个亚基组成的蛋白质分子。

连接小体通道的开关主要受Ca2+调节，细胞内Ca2+浓度提高，通道关闭。

②间接通讯：指细胞产生的信息分子分泌到细胞外，经扩散或血液运输到靶细胞，并与靶细胞受体结合，再通过一定机理把信息传递入靶细胞，产生相应生理效应。

这种方式可分长距离通讯和短距离通讯。

3、信息分子与受体结合的特点①高亲和力：即使激素的浓度很低，也能与受体结合而产生生物效应。

②特异性：信息分子通过特定的结构部位与受体特定结构域结合，所以只有有相应受体的靶细胞才对激素起反应。

③结合反应的可逆性。

④激素的生物效应大小通常与激素受体复合物的量成正比。

知识拓展：1、信息分子的类型及作用胞外信息分子分亲水性和亲脂性两大类。

亲水性信息分子包括神经递质，肽类蛋白质类及儿茶酚胺类激素等：亲脂性信息分子包括类固醇激素、甲状腺激素等。

信息分子的作用是与靶细胞的受体结合，改变受体的性质和作用。

亲水性信息分子不能穿过细胞膜，其受体在靶细胞的膜上，亲脂性信息分子易穿过细胞膜，其受体存在于靶细胞的胞浆及细胞核中。

2、受体的概念、类型、数量和作用细胞中能识别配体（包括神经递质、激素、生长因子等）并与其特异结合，引起各种生物效应的分子均称受体。

受体的化学本质多为结合蛋白质，在细胞表面的受体多为糖蛋白。

一、细胞间信息物质：凡是由细胞分泌的、能够调节特定的靶细胞生理活动的化学物质都称为细胞间信息物质，或第一信使。

1．激素：激素(hormone)是由特殊分化细胞合成并分泌的一类生理活性物质，这些物质通过体液进行转运，作用于特定的靶细胞，调节细胞的物质代谢或生理活动。

⑴激素的分类：激素可按照其化学本质的不同分为四类。

①类固醇衍生物：如肾上腺皮质激素、性激素等；②氨基酸衍生物：如甲状腺激素，儿茶酚胺类激素；③多肽及蛋白质：如胰岛素、下丘脑激素、垂体激素等；④脂肪酸衍生物：如前列腺素。

⑵激素的作用方式：①自分泌：激素分泌释放后仍作用于自身细胞，其传递介质为胞液；②旁分泌：激素分泌释放后作用于邻近的靶细胞，其传递介质为细胞间液。

③内分泌：激素分泌后作用较远的靶细胞，其传递介质为血液。

2．细胞因子：细胞因子是指由细胞分泌的一类信息分子，可作用于特定的靶细胞，调节细胞的生长，分化等生理功能。

细胞因子也可通过自分泌、旁分泌和内分泌三种方式作用于特定的靶细胞。

常见的细胞因子有：表皮生长因子（EGF）、血小板衍生生长因子（PDGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、神经生长因子（NGF）、胰岛素样生长因子（IGF）等。

3．神经递质：由神经元突触前膜释放的信息物质，可作用于突触后膜上的受体，传递神经冲动信号。

二、细胞内信息物质：存在于细胞内，能够传递特定调控信号的化学物质称为细胞内信息物质。

1．第二信使：在细胞内传递信息的小分子化学物质称为第二信使。

①环核苷酸类：如cAMP和cGMP；②脂类衍生物：如甘油二脂（DAG），1,4,5-三磷酸肌醇（IP3），花生四烯酸等。

③无机物：如Ca2+、NO等。

2．信号蛋白：细胞膜上或细胞内能够传递特定信号的蛋白质分子，常与其他蛋白质或酶构成复合体以传递信息。

如G蛋白、连接蛋白（SOS，GRB2）、鸟苷酸交换蛋白（GEF）、GTPase激活蛋白（GAP）等。

3．信号酶：细胞内能够传递特定调控信号的酶蛋白分子。