【正文】 : ? 一個(gè) ?螺旋 , 一個(gè)較短的膜內(nèi)肽段 。第二節(jié) 細(xì)胞的跨膜信號(hào)傳遞功能 一、跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)概念的提出 不同形式的細(xì)胞接受不同的外來信號(hào)的刺激并引起相應(yīng)的反應(yīng)時(shí) ,存在著明顯的共性 : ? 信號(hào)通常不進(jìn)入細(xì)胞或直接影響細(xì)胞內(nèi)過程 , 先作用于細(xì)胞表面 (類固醇激素和甲狀腺素除外 ),通過膜蛋白的變構(gòu) ,以新的信號(hào)形式傳遞到膜內(nèi) ,引發(fā)細(xì)胞功能改變 .跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) (transmembrane signal transduction) 跨膜信號(hào)傳遞 (transmembrane signaling) ? 信號(hào)和細(xì)胞反應(yīng)形式多種 ,但傳導(dǎo)過程都是通過少數(shù)幾類方式或途徑實(shí)現(xiàn)的 . 二、幾種主要的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式 (一 ) 通過離子通道蛋白質(zhì)完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) ? 配體門控通道 (Ligandgated channels) N型 乙酰膽堿受體 (Ntype Acetylcholine Receptor ) 促離子型受體 (ionotropic receptor) 四種亞單位組成的五聚體 。 除 Ach外 ,還可選擇性地與煙堿 (nicotine)結(jié)合 ,。 ? 沒有 G蛋白參與 。 ? 磷酸化位點(diǎn)是底物 蛋白的酪氨酸殘基 . (三 ) 由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 三、跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和原癌基因 原癌基因 (cellular protooncogene): 染色體中決定與跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)蛋白質(zhì)如受體、 G蛋白、生長因子和蛋白激酶等的一類基因 . 它們的堿基排列順序與能引起動(dòng)物腫瘤的病毒 DNA的堿基排列順序相一致 . 它們的 變異可致遺傳性疾病 . 細(xì)胞膜變化和第二信使可以激活其中的一類快速基因 , 其 表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)入核內(nèi)后誘導(dǎo)其他基因表達(dá)如受體、酶等蛋 白質(zhì) . 外界信號(hào)可以引起細(xì)胞的快速、即時(shí)反應(yīng) , 也可通過蛋白 分子的合成等 ,引起細(xì)胞的長時(shí)程改變 . 第三節(jié) 細(xì)胞的跨膜電變化 (一 ) 神經(jīng)和骨骼肌的生物電現(xiàn)象 神經(jīng) 肌肉標(biāo)本實(shí)驗(yàn)提示生物電現(xiàn)象的存在和意義 . 興奮性和興奮概念的發(fā)展 : 興奮性 : 活的組織和細(xì)胞對(duì)外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力 . 具有興奮性的細(xì)胞 (組織 ) 稱為可興奮細(xì)胞 (組織 ). 興奮 : 活的組織和細(xì)胞對(duì)外界刺激發(fā)生的反應(yīng) . 現(xiàn)代生理學(xué) : 興奮性 : 活的組織和細(xì)胞受刺激時(shí)發(fā)生動(dòng)作電位的能力 . 興奮 : 產(chǎn)生了動(dòng)作電位 , 是動(dòng)作電位的同義語 . 刺激引起興奮的條件和閾刺激 刺激引起興奮的條件 : . 閾強(qiáng)度 (閾刺激 , 閾值 ): 當(dāng)刺激作用時(shí)間和強(qiáng)度時(shí)間 變化率都不變時(shí) ,引起組織興 奮所需的最小刺激強(qiáng)度 . 閾刺激的大小可以衡量細(xì)胞的興奮性高低 . (一 ) 單一細(xì)胞的跨膜靜息電位和動(dòng)作電位 ? 細(xì)胞水平的生物電現(xiàn)象的觀察和記錄方法 微電極細(xì)胞外記錄和細(xì)胞內(nèi)記錄 : ? 細(xì)胞水平的生物電現(xiàn)象主要二種形式 : 安靜時(shí)保持的靜息電位 受刺激時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作電位 靜息電位 (resting potential): 指細(xì)胞未受刺激時(shí) 存在于細(xì)胞膜內(nèi)外 兩側(cè)的電位差 . 故 也稱跨膜靜息電位 . 10 ~ 100 mV間 , 高等哺乳動(dòng)物神經(jīng)肌肉為 70~90mV. ? 不同的細(xì)胞，靜息膜電位不同 . 10 ~ 100 mV間 . 兩棲類 神經(jīng) /肌肉 50 — 70/90 mV 哺乳動(dòng)物 神經(jīng) /肌肉 70 — 90 mV 各種紅細(xì)胞 10 mV 植物 10 到 200 mV以上負(fù)值 ? 同一種細(xì)胞膜電位數(shù)值也存在一定的范圍分布特點(diǎn) , 也可隨代謝活動(dòng)或功能狀況而變 . 動(dòng)作電位 (action potential) 可興奮細(xì)胞受到刺激而興奮時(shí) , 在膜兩側(cè)所產(chǎn)生的快速的、可逆的，并有擴(kuò)布性的電位倒轉(zhuǎn)。 動(dòng)作電位的 “全或無”現(xiàn)象 : 同一細(xì)胞上 , 動(dòng)作電位大小不隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改變的現(xiàn)象 . (插圖 ) 1. 靜息電位和鉀平衡電位 (二 ) 生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制 鉀離子向膜外側(cè)擴(kuò)散 形成濃度梯度和電位梯度的平衡 ? 細(xì)胞內(nèi) K+濃度大于胞外側(cè) K+, 不對(duì)稱分布 ? 安靜情況下，膜主要對(duì) K+離子通透 , K+順濃度差外向擴(kuò)散 ,產(chǎn)生內(nèi)負(fù)外正的電位差 . ? 電位差又成為阻止?jié)舛炔钤斐傻?K+外向遷移的電勢能 ? 兩者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 , 膜上沒有 K+的凈移動(dòng) , 即相應(yīng)穩(wěn)定電位差 , K+平衡電位 或 EK. a. 符合 Nernst公式 Nernst公式 : Ek= RT/ZF?ln[K+]o/[K+]i 化簡為 : Ek= log [K+]o / [K+]i (mv) = 87mV 1944年 Hodgkin 在槍烏賊神經(jīng)纖維上實(shí)測值為 77mV. 依據(jù) ? 改變 細(xì)胞內(nèi)外的 K+ 濃度 , 可以改變靜息膜電位數(shù)值 . 胞外高鉀 , 靜息膜電位 除極化 超級(jí)化 胞外高鉀 , 靜息膜電位 2. 鋒電位和鈉平衡電位 是膜從靜息電位水平去極化到鋒值水平的變化過程 從 EK平衡電位 向著 ENa平衡電位 變化 閾刺激 ? 膜去極化 ? Na+離子通透性上升 ? Na+離子進(jìn)入胞內(nèi) ? 膜進(jìn)一步去極化 ? 動(dòng)作電位發(fā)生 Na+通透性增加的 再生性循環(huán) 復(fù)極相 鈉通道失活 , 鉀通道開放 , 鉀電導(dǎo)重新占據(jù)主導(dǎo)地位 膜片鉗實(shí)驗(yàn) (patch clamp) 70年代中期由 Neherh和 Sakmann建立的實(shí)驗(yàn)方法 ,1991年 他們?yōu)榇硕@得諾貝爾醫(yī)學(xué)生物獎(jiǎng) . 膜片鉗法的各種模式示意圖 細(xì)胞吸附模式（ cellattached mode） , 膜內(nèi)面向外模式（ insideout mode)；常規(guī)全細(xì)胞模式 (wholecell mode)；膜外面向外模式（ outsideout mode） ； ? 刺入膜內(nèi)的電極與電源負(fù)極相連 , 引起內(nèi)向電流和膜的超極化 。 ? 當(dāng)膜內(nèi)去極化達(dá)到一定程度時(shí) , 在去極化基礎(chǔ)上產(chǎn)生動(dòng)作電位 .