生命科學(xué)與生物技術(shù)導(dǎo)論：07講-生命的信息傳遞與處理

1、1第第7講講 生命的信息傳遞與處理生命的信息傳遞與處理 第一節(jié)第一節(jié) 信息傳遞是生命活動(dòng)的重要內(nèi)容信息傳遞是生命活動(dòng)的重要內(nèi)容 第二節(jié)第二節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞 第三節(jié)第三節(jié) 激素系統(tǒng)的信息傳遞激素系統(tǒng)的信息傳遞 第四節(jié)第四節(jié) 免疫系統(tǒng)的信息傳遞免疫系統(tǒng)的信息傳遞 第五節(jié)第五節(jié) 神經(jīng)、激素和免疫系統(tǒng)的協(xié)同作用神經(jīng)、激素和免疫系統(tǒng)的協(xié)同作用2一、信息傳遞是生命活動(dòng)的重要內(nèi)容一、信息傳遞是生命活動(dòng)的重要內(nèi)容 1、生命活動(dòng)中充滿著信息交流：、生命活動(dòng)中充滿著信息交流：生命活動(dòng)生命活動(dòng)的基本內(nèi)涵是維持和延續(xù)生命，包括：覓食、的基本內(nèi)涵是維持和延續(xù)生命，包括：覓食、繁殖和躲避危險(xiǎn)等環(huán)節(jié)

2、。繁殖和躲避危險(xiǎn)等環(huán)節(jié)。 生命活動(dòng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都充滿著信息的交流。生命活動(dòng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都充滿著信息的交流。例如：例如：獵食者和獵物之間獵食者和獵物之間雄性和雌性之間雄性和雌性之間 同一種群個(gè)體之間同一種群個(gè)體之間信息交流信息交流3美洲獵美洲獵豹豹用撒尿用撒尿標(biāo)記標(biāo)記自己的自己的領(lǐng)地領(lǐng)地4雄松雞向雌松雞做求偶表演雄松雞向雌松雞做求偶表演5蚜蟲接受警戒信號(hào)后逃避危險(xiǎn)蚜蟲接受警戒信號(hào)后逃避危險(xiǎn)6獵獵 豹豹 追追 趕趕 狒狒 狒狒72 2、生物體內(nèi)部的信息協(xié)調(diào)、生物體內(nèi)部的信息協(xié)調(diào) 每個(gè)生物體都是每個(gè)生物體都是信息信息發(fā)送源發(fā)送源，又是信息接，又是信息接受體。受體。 信息的發(fā)送包括：信息的發(fā)送包括： 物理

3、信號(hào)物理信號(hào)光、形光、形體動(dòng)作、聲體動(dòng)作、聲 化學(xué)信號(hào)化學(xué)信號(hào)氣味氣味信息發(fā)送信息發(fā)送信息接受信息接受8長(zhǎng)鼻蝙蝠靠發(fā)送超聲波長(zhǎng)鼻蝙蝠靠發(fā)送超聲波, 折回后折回后, 再接受再接受, 來(lái)探路來(lái)探路9章魚顯然看到了裝在玻瓶中的蝦章魚顯然看到了裝在玻瓶中的蝦10雄蛾的雄蛾的觸角可觸角可以以“嗅嗅”到十一到十一公里外公里外雌蛾發(fā)雌蛾發(fā)出的氣出的氣味味113 3、人體協(xié)調(diào)內(nèi)部的生物信息過(guò)程、人體協(xié)調(diào)內(nèi)部的生物信息過(guò)程主要涉及主要涉及神經(jīng)、激素和免疫系統(tǒng)神經(jīng)、激素和免疫系統(tǒng) 神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)內(nèi)、外協(xié)調(diào)內(nèi)、外 激素系統(tǒng)激素系統(tǒng)主要主要協(xié)調(diào)內(nèi)部協(xié)調(diào)內(nèi)部 免疫系統(tǒng)免疫系統(tǒng)主要主要協(xié)調(diào)內(nèi)部協(xié)調(diào)內(nèi)部12二、神經(jīng)系

4、統(tǒng)的信息二、神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳遞傳遞 人的神經(jīng)系統(tǒng)是不可人的神經(jīng)系統(tǒng)是不可分割的整體。分割的整體。 中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要包中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要包括腦和脊髓，腦包括括腦和脊髓，腦包括大腦、小腦、間腦、大腦、小腦、間腦、中腦、腦橋和延髓；中腦、腦橋和延髓； 周圍神經(jīng)系統(tǒng)主要由周圍神經(jīng)系統(tǒng)主要由12對(duì)腦神經(jīng)和對(duì)腦神經(jīng)和31對(duì)脊對(duì)脊神經(jīng)組成。神經(jīng)組成。131、神經(jīng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)生物體對(duì)外界的反應(yīng)、神經(jīng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)生物體對(duì)外界的反應(yīng)膝跳反射膝跳反射14人的神經(jīng)活動(dòng)都會(huì)不同程度的受人的神經(jīng)活動(dòng)都會(huì)不同程度的受到到腦腦的影響的影響 因?yàn)槟X的參與，多因?yàn)槟X的參與，多數(shù)情況下神經(jīng)元細(xì)數(shù)情況下神經(jīng)元細(xì)胞之間聯(lián)系要比上胞之間聯(lián)系要比上

5、述協(xié)調(diào)膝跳反射更述協(xié)調(diào)膝跳反射更復(fù)雜一些。復(fù)雜一些。152、神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞組成、神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞組成 神經(jīng)系統(tǒng)由神經(jīng)元（神經(jīng)細(xì)胞）和神經(jīng)神經(jīng)系統(tǒng)由神經(jīng)元（神經(jīng)細(xì)胞）和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成。膠質(zhì)細(xì)胞構(gòu)成。 神經(jīng)系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)神經(jīng)傳導(dǎo)的基本結(jié)構(gòu)和神經(jīng)系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)神經(jīng)傳導(dǎo)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位是功能單位是神經(jīng)元神經(jīng)元 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，不擔(dān)負(fù)神經(jīng)傳導(dǎo)任務(wù)，不擔(dān)負(fù)神經(jīng)傳導(dǎo)任務(wù)，主要是起著主要是起著幫助和支持神經(jīng)元幫助和支持神經(jīng)元的作用。的作用。163、神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)、神經(jīng)元的結(jié)構(gòu) 神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)異于神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)異于普通的細(xì)胞，主要普通的細(xì)胞，主要由四部分構(gòu)成：由四部分構(gòu)成： 細(xì)胞體細(xì)胞體 樹突樹突 軸突軸突 突

6、觸突觸17神經(jīng)元各部分的功能神經(jīng)元各部分的功能 細(xì)胞體：細(xì)胞體：含有含有細(xì)胞核細(xì)胞核的膨大部分，還含有的膨大部分，還含有高爾基體高爾基體、線粒體線粒體、尼氏體尼氏體等，表面膜有等，表面膜有接受刺激接受刺激功能。功能。 樹突：樹突：接受刺激接受刺激，傳入刺激。，傳入刺激。 軸突：軸突：軸突外面常包著充滿磷脂的軸突外面常包著充滿磷脂的髓鞘髓鞘，主要功能是傳出神經(jīng)沖動(dòng)。主要功能是傳出神經(jīng)沖動(dòng)。 突觸：突觸：是神經(jīng)細(xì)胞和接受神經(jīng)信號(hào)的細(xì)胞是神經(jīng)細(xì)胞和接受神經(jīng)信號(hào)的細(xì)胞之間的連接處之間的連接處18軸突和樹突有著明顯的差別軸突和樹突有著明顯的差別樹突樹突軸突軸突短而分支短而分支長(zhǎng)長(zhǎng)/ /末端有分支末端有分

7、支無(wú)髓鞘無(wú)髓鞘有髓鞘有髓鞘接受和傳入刺激接受和傳入刺激傳出神經(jīng)沖動(dòng)傳出神經(jīng)沖動(dòng)19突觸在神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)中起著重要的作用突觸在神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)中起著重要的作用 突觸是神經(jīng)元傳出突觸是神經(jīng)元傳出神經(jīng)沖動(dòng)的神經(jīng)沖動(dòng)的終端終端。通常，在突觸小球通常，在突觸小球后面緊靠著后面緊靠著另一個(gè)另一個(gè)神經(jīng)元神經(jīng)元的樹突或細(xì)的樹突或細(xì)胞體，或緊靠著一胞體，或緊靠著一個(gè)個(gè)效應(yīng)細(xì)胞效應(yīng)細(xì)胞（例如（例如肌肉細(xì)胞或腺細(xì)胞）肌肉細(xì)胞或腺細(xì)胞）的細(xì)胞膜。的細(xì)胞膜。204 4、神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo)、神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生和傳導(dǎo) 靜息電位：靜息電位：神經(jīng)元在神經(jīng)元在靜息狀態(tài)時(shí)，即未接靜息狀態(tài)時(shí)，即未接受刺激，未發(fā)生神經(jīng)受刺激，未發(fā)生神經(jīng)沖動(dòng)時(shí)

8、，細(xì)胞膜內(nèi)積沖動(dòng)時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)積聚聚負(fù)電荷負(fù)電荷，細(xì)胞膜外，細(xì)胞膜外積聚著積聚著正電荷正電荷，膜內(nèi)，膜內(nèi)外存在著外存在著70 mV70 mV 電位差。電位差。21NaNa+ +,K,K+ +ATPATP泵泵是造成靜息電位的是造成靜息電位的主要原因主要原因 NaNa+ +,K,K+ +ATPATP泵泵，是一個(gè)具有是一個(gè)具有ATPATP水水解酶解酶活性的蛋白活性的蛋白質(zhì)，每水解一個(gè)質(zhì)，每水解一個(gè) ATP ATP 分子，可將分子，可將3 3 個(gè)個(gè)NaNa+ +泵向膜外，泵向膜外，同時(shí)將同時(shí)將2 2個(gè)個(gè)K K+ + 泵向泵向膜內(nèi)。膜內(nèi)。22動(dòng)作電位動(dòng)作電位 當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞受到刺激當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞受到刺激時(shí)，細(xì)胞膜

9、的透性急時(shí)，細(xì)胞膜的透性急劇變化，大量正離子劇變化，大量正離子（主要是（主要是NaNa+ +）由膜外）由膜外流向膜內(nèi)，使膜兩側(cè)流向膜內(nèi)，使膜兩側(cè)電位從電位從70 mV70 mV, , 一下一下子跳到子跳到+35mV+35mV，這就是，這就是動(dòng)作電位。動(dòng)作電位。動(dòng)作電位動(dòng)作電位的產(chǎn)生，意味神經(jīng)沖的產(chǎn)生，意味神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生。動(dòng)的產(chǎn)生。23動(dòng)作電位的產(chǎn)生與傳播的特點(diǎn)動(dòng)作電位的產(chǎn)生與傳播的特點(diǎn) “全或無(wú)全或無(wú)”：刺激強(qiáng)度刺激強(qiáng)度不夠，不產(chǎn)生動(dòng)作電不夠，不產(chǎn)生動(dòng)作電位，刺激達(dá)到或超過(guò)位，刺激達(dá)到或超過(guò)閾值閾值，動(dòng)作電位，動(dòng)作電位恒定恒定為為+35 mV+35 mV。 快速產(chǎn)生與傳播：快速產(chǎn)生與傳播：動(dòng)動(dòng)

10、作電位的產(chǎn)生很快，作電位的產(chǎn)生很快，大約僅需大約僅需1ms1ms。一經(jīng)產(chǎn)。一經(jīng)產(chǎn)生會(huì)很快從刺激點(diǎn)向生會(huì)很快從刺激點(diǎn)向兩側(cè)傳播，傳播速度兩側(cè)傳播，傳播速度可達(dá)可達(dá) 100 m/S100 m/S。24不應(yīng)期不應(yīng)期 產(chǎn)生動(dòng)作電位需產(chǎn)生動(dòng)作電位需 1 ms1 ms 再加上恢復(fù)到原來(lái)靜息電位狀態(tài)再加上恢復(fù)到原來(lái)靜息電位狀態(tài)3 35ms5ms 所以在一個(gè)刺激作用后，直至恢復(fù)到靜所以在一個(gè)刺激作用后，直至恢復(fù)到靜息電位狀態(tài)，總共息電位狀態(tài)，總共 4 46 ms6 ms 這段時(shí)間內(nèi)，這段時(shí)間內(nèi)，神經(jīng)細(xì)胞對(duì)新的刺激無(wú)反神經(jīng)細(xì)胞對(duì)新的刺激無(wú)反應(yīng)應(yīng)，稱為，稱為不應(yīng)期不應(yīng)期。25神經(jīng)沖動(dòng)如何跨越兩層細(xì)胞膜之神經(jīng)沖動(dòng)如

11、何跨越兩層細(xì)胞膜之間的空隙？間的空隙？ 神經(jīng)沖動(dòng)沿著軸突神經(jīng)沖動(dòng)沿著軸突, , 基本上都是按照引起鄰段發(fā)生基本上都是按照引起鄰段發(fā)生動(dòng)作電位方式向遠(yuǎn)端傳播，到了突觸的地方，動(dòng)作電位方式向遠(yuǎn)端傳播，到了突觸的地方，如何如何跨越兩層細(xì)胞膜之間的空隙跨越兩層細(xì)胞膜之間的空隙，傳向后一個(gè)細(xì)胞，傳向后一個(gè)細(xì)胞? ? 跨越細(xì)胞間隙傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)的兩種方式：跨越細(xì)胞間隙傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)的兩種方式： 電突觸電突觸 化學(xué)突觸化學(xué)突觸 間隙間隙 2 nm 20 nm2 nm 20 nm 傳導(dǎo)傳導(dǎo) 電位電位 神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì) 逆向逆向 可以可以 不可以不可以 生物種類生物種類 蚯蚓、蝦等蚯蚓、蝦等 人人26化學(xué)突觸化學(xué)突

12、觸突突觸觸小小泡泡突觸末梢突觸末梢神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)受體與神經(jīng)遞受體與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合后開放質(zhì)結(jié)合后開放離子通道離子通道離子通道離子通道 突觸后膜突觸后膜 神經(jīng)元在突觸處釋放神經(jīng)元在突觸處釋放化學(xué)物質(zhì)，稱為化學(xué)物質(zhì)，稱為神經(jīng)神經(jīng)遞質(zhì)遞質(zhì)。 突觸后細(xì)胞的細(xì)胞膜突觸后細(xì)胞的細(xì)胞膜上有特殊受體，與神上有特殊受體，與神經(jīng)遞質(zhì)特異結(jié)合而使經(jīng)遞質(zhì)特異結(jié)合而使神經(jīng)沖動(dòng)的信號(hào)傳播神經(jīng)沖動(dòng)的信號(hào)傳播下去。這種情況下的下去。這種情況下的突觸稱為突觸稱為化學(xué)突觸化學(xué)突觸。27神經(jīng)遞質(zhì)及其效應(yīng)神經(jīng)遞質(zhì)及其效應(yīng) 19211921年德國(guó)科學(xué)家通年德國(guó)科學(xué)家通過(guò)這個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)第過(guò)這個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)第一次證實(shí)神經(jīng)遞質(zhì)的一次證實(shí)神經(jīng)遞質(zhì)

13、的存在。存在。 19331933年英國(guó)科學(xué)家年英國(guó)科學(xué)家H. H. H H Dale Dale證實(shí)，這個(gè)化證實(shí)，這個(gè)化學(xué)物質(zhì)是學(xué)物質(zhì)是乙酸膽堿乙酸膽堿。 兩人因此項(xiàng)工作獲兩人因此項(xiàng)工作獲19361936年年諾貝爾醫(yī)學(xué)與諾貝爾醫(yī)學(xué)與理學(xué)獎(jiǎng)理學(xué)獎(jiǎng)。第一個(gè)第一個(gè)蛙心臟的迷走神經(jīng)產(chǎn)物蛙心臟的迷走神經(jīng)產(chǎn)物使使第二個(gè)第二個(gè)蛙心臟搏動(dòng)減弱蛙心臟搏動(dòng)減弱28神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)物神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)物 迄今已發(fā)現(xiàn)的迄今已發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)已有十幾種，大多已有十幾種，大多數(shù)是一些有機(jī)小分子數(shù)是一些有機(jī)小分子乙酰膽堿、正腎乙酰膽堿、正腎上腺素、上腺素、 氨基丁酸、氨基丁酸、5 5羥色胺羥色胺 此外，還發(fā)現(xiàn)一些小肽

14、類物質(zhì)，如：此外，還發(fā)現(xiàn)一些小肽類物質(zhì)，如：內(nèi)啡內(nèi)啡肽，肽，作用于神經(jīng)細(xì)胞，調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)神作用于神經(jīng)細(xì)胞，調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)的感受性，稱為經(jīng)遞質(zhì)的感受性，稱為神經(jīng)調(diào)節(jié)物神經(jīng)調(diào)節(jié)物。29突觸后細(xì)胞的突觸后細(xì)胞的反應(yīng)反應(yīng) 若突觸后細(xì)胞若突觸后細(xì)胞是神經(jīng)細(xì)胞，是神經(jīng)細(xì)胞，神經(jīng)遞質(zhì)與受神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合后，體結(jié)合后，會(huì)會(huì)直接直接/間接打開間接打開離子通道，可離子通道，可改變膜電位。改變膜電位。30突觸后細(xì)胞的突觸后細(xì)胞的反應(yīng)反應(yīng) 如果突觸后細(xì)胞是如果突觸后細(xì)胞是肌細(xì)胞或腺細(xì)胞，肌細(xì)胞或腺細(xì)胞，神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合會(huì)產(chǎn)生第二信使，合會(huì)產(chǎn)生第二信使，從而改變胞內(nèi)代謝，從而改變胞內(nèi)代謝，

15、引起收縮、排放等引起收縮、排放等31一個(gè)神經(jīng)元就是一個(gè)整合器一個(gè)神經(jīng)元就是一個(gè)整合器 神經(jīng)元會(huì)神經(jīng)元會(huì)隨時(shí)接受成百上千個(gè)信息，隨時(shí)接受成百上千個(gè)信息，進(jìn)進(jìn)行加工，作出決定：行加工，作出決定：興奮興奮/抑制抑制 接著隨時(shí)輸出大量信息至不同細(xì)胞。接著隨時(shí)輸出大量信息至不同細(xì)胞。 此外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)此外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)(腦腦 脊髓脊髓)在信息加在信息加工中起關(guān)鍵作用。工中起關(guān)鍵作用。 人體神經(jīng)細(xì)胞體人體神經(jīng)細(xì)胞體 90 在腦在腦/脊髓中脊髓中 10 在外周神經(jīng)節(jié)在外周神經(jīng)節(jié)32三、三、激素激素系統(tǒng)系統(tǒng)的信的信息傳息傳遞遞下丘腦下丘腦腦下垂體腦下垂體甲狀旁腺甲狀旁腺甲狀腺甲狀腺腎上腺（髓質(zhì)、腎上腺（髓質(zhì)

16、、皮質(zhì)）皮質(zhì)）胰腺胰腺（卵巢）（卵巢）睪丸睪丸胸腺胸腺松果腺松果腺331、激素系統(tǒng)、激素系統(tǒng) 激素系統(tǒng)原來(lái)一直稱為激素系統(tǒng)原來(lái)一直稱為內(nèi)分泌系統(tǒng)內(nèi)分泌系統(tǒng)。人體。人體有各種內(nèi)分泌系腺，有各種內(nèi)分泌系腺，“激素激素是由內(nèi)分泌腺是由內(nèi)分泌腺分泌的有機(jī)分子，由血循環(huán)帶至身體各部分泌的有機(jī)分子，由血循環(huán)帶至身體各部分，作用于特定的分，作用于特定的靶細(xì)胞靶細(xì)胞，只需很低濃度，只需很低濃度即可引起靶細(xì)胞給出獨(dú)特的反應(yīng)即可引起靶細(xì)胞給出獨(dú)特的反應(yīng)”。 激素特征：激素特征：來(lái)源來(lái)源由內(nèi)分泌腺分泌由內(nèi)分泌腺分泌傳播傳播無(wú)特定管道，隨血流傳布無(wú)特定管道，隨血流傳布作用作用特定靶細(xì)胞特定靶細(xì)胞效應(yīng)效應(yīng)低濃度、強(qiáng)效應(yīng)

17、低濃度、強(qiáng)效應(yīng)34激素分泌異常會(huì)導(dǎo)致疾病激素分泌異常會(huì)導(dǎo)致疾病肢端肥大癥肢端肥大癥巨人和侏儒巨人和侏儒35古代的肢端肥大癥？古代的肢端肥大癥？ 埃及金字塔上的浮雕埃及金字塔上的浮雕顯示，公元前顯示，公元前1379 1362 年統(tǒng)治埃及的年統(tǒng)治埃及的法老可能患有法老可能患有肢端肥肢端肥大癥。大癥。36家蠶發(fā)育中的激素家蠶發(fā)育中的激素 英國(guó)劍橋英國(guó)劍橋 Wigglesworth的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn) 昆蟲體內(nèi)腦神經(jīng)細(xì)胞分昆蟲體內(nèi)腦神經(jīng)細(xì)胞分泌的腦激素、前胸腺分泌的腦激素、前胸腺分泌的蛻皮激素和咽側(cè)體泌的蛻皮激素和咽側(cè)體分泌的保幼激素共同調(diào)分泌的保幼激素共同調(diào)節(jié)控制著家蠶由幼蟲成節(jié)控制著家蠶由幼蟲成蛹再發(fā)育為

18、成蟲的主要蛹再發(fā)育為成蟲的主要過(guò)程。過(guò)程。37普通細(xì)胞也有分泌激素的能力普通細(xì)胞也有分泌激素的能力 例如：哺乳類的例如：哺乳類的幾幾乎所有細(xì)胞乎所有細(xì)胞都能分都能分泌泌前列腺素前列腺素，前列，前列腺素能引起平滑肌腺素能引起平滑肌收縮，血小板聚集，收縮，血小板聚集，炎癥反應(yīng)等多種生炎癥反應(yīng)等多種生理效應(yīng)。理效應(yīng)。前體前體阿司匹林阿司匹林前列腺素前列腺素炎癥、發(fā)炎癥、發(fā)熱和疼痛熱和疼痛38內(nèi)分泌、旁分泌和自分泌內(nèi)分泌、旁分泌和自分泌 從分泌細(xì)胞從分泌細(xì)胞調(diào)節(jié)目標(biāo)的調(diào)節(jié)目標(biāo)的角度來(lái)看，角度來(lái)看，不僅有不僅有內(nèi)分內(nèi)分泌泌，還有，還有旁旁分泌分泌和和自分自分泌泌。39激素和神經(jīng)遞質(zhì)激素和神經(jīng)遞質(zhì) 激素在

19、體內(nèi)的生理作用，主要是調(diào)節(jié)細(xì)胞的代激素在體內(nèi)的生理作用，主要是調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝和行為。謝和行為。激素在濃度很低的情況下，就能起激素在濃度很低的情況下，就能起很強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用，使靶細(xì)胞發(fā)生明顯的變化。很強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用，使靶細(xì)胞發(fā)生明顯的變化。所以，通常把激素稱為所以，通常把激素稱為信號(hào)分子信號(hào)分子。有時(shí)候，神。有時(shí)候，神經(jīng)遞質(zhì)也被稱為經(jīng)遞質(zhì)也被稱為信號(hào)分子信號(hào)分子。 激素的濃度比神經(jīng)遞質(zhì)的要低很多：激素的濃度比神經(jīng)遞質(zhì)的要低很多：血流中一般激素的濃度為血流中一般激素的濃度為 10-8 M M突觸間隙中乙酰膽堿濃度為突觸間隙中乙酰膽堿濃度為 5 10-4 M M402、兩類激素分子、兩類激素分子 按分子

20、性質(zhì)可以把激素分按分子性質(zhì)可以把激素分為兩大類為兩大類脂溶性激素：脂溶性激素：性激素性激素、腎上腺皮質(zhì)激素、腎上腺皮質(zhì)激素和甲狀腺素；和甲狀腺素；水溶性激素：水溶性激素：胰島素胰島素、腎上腺素、腎上腺素41受體受體專一結(jié)合信號(hào)分子的蛋白質(zhì)專一結(jié)合信號(hào)分子的蛋白質(zhì) 激素能夠特異地作用激素能夠特異地作用于靶細(xì)胞，因?yàn)榘屑?xì)于靶細(xì)胞，因?yàn)榘屑?xì)胞有專一結(jié)合某種激胞有專一結(jié)合某種激素的受體。素的受體。 這種這種激素激素受體復(fù)合受體復(fù)合物物的形成是靶細(xì)胞接的形成是靶細(xì)胞接受激素信號(hào)，作出一受激素信號(hào)，作出一系列反應(yīng)的開端。系列反應(yīng)的開端。生長(zhǎng)激素結(jié)合生長(zhǎng)激素結(jié)合兩個(gè)受體分子兩個(gè)受體分子423 3、脂溶性激素

21、的信號(hào)傳遞途徑、脂溶性激素的信號(hào)傳遞途徑 固醇類激素的受體在固醇類激素的受體在細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞質(zhì)中/細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi)。固醇類激素直接進(jìn)入固醇類激素直接進(jìn)入細(xì)胞，和受體結(jié)合，細(xì)胞，和受體結(jié)合，受體活化后，能結(jié)合受體活化后，能結(jié)合到到DNA 的特定位置，的特定位置，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。調(diào)節(jié)基因表達(dá)。 固醇類激素的受體又固醇類激素的受體又被稱為被稱為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。43水溶性激素的信號(hào)傳遞途徑水溶性激素的信號(hào)傳遞途徑 腎上腺素與位于細(xì)胞腎上腺素與位于細(xì)胞膜上的受體相結(jié)合。膜上的受體相結(jié)合。活化后的受體推動(dòng)活化后的受體推動(dòng)腺腺苷酸環(huán)化酶苷酸環(huán)化酶的活化，的活化，在該酶的催化下，產(chǎn)在該酶的催化下，產(chǎn)生出

22、環(huán)狀腺苷酸生出環(huán)狀腺苷酸cAMPcAMP cAMPcAMP再繼續(xù)推動(dòng)后面再繼續(xù)推動(dòng)后面許多反應(yīng)，使細(xì)胞出許多反應(yīng)，使細(xì)胞出現(xiàn)總效應(yīng)，最后使現(xiàn)總效應(yīng)，最后使血血糖上升糖上升44第二信使第二信使 cAMP、cGMP和和Ca2+等在細(xì)胞信號(hào)傳遞中，起第等在細(xì)胞信號(hào)傳遞中，起第二信使作用。通過(guò)第二信使，推動(dòng)后續(xù)二信使作用。通過(guò)第二信使，推動(dòng)后續(xù)多步反應(yīng)多步反應(yīng)。 1957年，年，Sutherland發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了cAMP 1965年又提出第二信使學(xué)說(shuō)年又提出第二信使學(xué)說(shuō) 1977年，年，Ross等用重組實(shí)驗(yàn)證實(shí)等用重組實(shí)驗(yàn)證實(shí)G蛋白的存在和功蛋白的存在和功能，將能，將G蛋白與腺苷環(huán)化酶的作用聯(lián)系起來(lái)。蛋

23、白與腺苷環(huán)化酶的作用聯(lián)系起來(lái)。 癌基因、抑癌基因和酪氨酸蛋白激酶的發(fā)現(xiàn)及其癌基因、抑癌基因和酪氨酸蛋白激酶的發(fā)現(xiàn)及其結(jié)構(gòu)與功能的深入研究，使得細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研結(jié)構(gòu)與功能的深入研究，使得細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究有了很大的進(jìn)展。究有了很大的進(jìn)展。4546鈣調(diào)蛋白鈣調(diào)蛋白結(jié)合結(jié)合CaCa2+2+后活化，進(jìn)而調(diào)后活化，進(jìn)而調(diào)節(jié)另一個(gè)酶。節(jié)另一個(gè)酶。47第二信使第二信使的基本特征的基本特征 （1 1）在激素作用下，胞內(nèi)最早反映出濃）在激素作用下，胞內(nèi)最早反映出濃度變化。度變化。 （2 2）能夠推動(dòng)后續(xù)反應(yīng)。）能夠推動(dòng)后續(xù)反應(yīng)。 （3 3）濃度升高后，能很快恢復(fù)，準(zhǔn)備應(yīng)）濃度升高后，能很快恢復(fù)，準(zhǔn)備應(yīng)付后一個(gè)刺

24、激。付后一個(gè)刺激。48第二信使第二信使推動(dòng)后續(xù)推動(dòng)后續(xù)多步反應(yīng)多步反應(yīng)還有使激還有使激素效應(yīng)素效應(yīng)放放大的作用大的作用49受體蛋白質(zhì)磷酸化也可以是信號(hào)受體蛋白質(zhì)磷酸化也可以是信號(hào)傳遞的開端傳遞的開端 胰島素和一些胰島素和一些生長(zhǎng)生長(zhǎng)因子因子與它們與它們相應(yīng)的相應(yīng)的受體受體結(jié)合，引起的結(jié)合，引起的第一步反應(yīng)是使受第一步反應(yīng)是使受體蛋白質(zhì)本身磷酸體蛋白質(zhì)本身磷酸化化磷酸結(jié)合在磷酸結(jié)合在受體蛋白質(zhì)分子中受體蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基上氨基酸殘基上50Ras 信號(hào)途徑信號(hào)途徑 由磷酸化的受體，由磷酸化的受體，推動(dòng)后面推動(dòng)后面一步步一步步反應(yīng)反應(yīng)，使信號(hào)通，使信號(hào)通過(guò)過(guò)一個(gè)個(gè)蛋白質(zhì)一個(gè)個(gè)蛋白質(zhì)傳下去，直至活

25、傳下去，直至活化能調(diào)節(jié)基因的化能調(diào)節(jié)基因的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子因子。四、免疫系統(tǒng)的信息傳遞四、免疫系統(tǒng)的信息傳遞 1、人體的兩道防線、人體的兩道防線 免疫系統(tǒng)的任務(wù)就是消滅免疫系統(tǒng)的任務(wù)就是消滅“異己異己”，保證，保證身體的健康生存。身體的健康生存?！爱惣寒惣骸眮?lái)自兩個(gè)方面來(lái)自兩個(gè)方面: （1）外來(lái)的入侵者：）外來(lái)的入侵者：侵入身體的各種致病侵入身體的各種致病菌菌,包括包括:細(xì)菌、真菌、還有致病的病毒，原細(xì)菌、真菌、還有致病的病毒，原生動(dòng)物，低等生物等。生動(dòng)物，低等生物等。 （2）“變壞了的變壞了的”自身細(xì)胞：自身細(xì)胞：病毒入侵、病毒入侵、物理因子和化學(xué)因子導(dǎo)致細(xì)胞癌變。物理因子和化學(xué)因子

26、導(dǎo)致細(xì)胞癌變。51面對(duì)病原物的入侵，人體出現(xiàn)兩面對(duì)病原物的入侵，人體出現(xiàn)兩類免疫反應(yīng)類免疫反應(yīng)兩道防線兩道防線 非特異性免疫：非特異性免疫： 機(jī)械阻擋機(jī)械阻擋 ( (皮膚、粘膜皮膚、粘膜) ) ，吞噬細(xì)胞，發(fā)熱，吞噬細(xì)胞，發(fā)熱反應(yīng)反應(yīng)( (炎癥，全身發(fā)燒炎癥，全身發(fā)燒) )，干擾素，干擾素 反應(yīng)較快，不具特異性。反應(yīng)較快，不具特異性。 特異性免疫：特異性免疫： 免疫活性細(xì)胞免疫活性細(xì)胞 反應(yīng)較慢，具特異性反應(yīng)較慢，具特異性52探針細(xì)菌探針細(xì)菌入侵入侵吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)胞趕赴現(xiàn)場(chǎng)趕赴現(xiàn)場(chǎng)消滅入侵消滅入侵恢復(fù)健康恢復(fù)健康電電鏡鏡照照片片吞吞噬噬細(xì)細(xì)胞胞正正在在攻攻擊擊細(xì)細(xì)菌菌吞吞噬噬細(xì)細(xì)胞胞正正在在攻

27、攻擊擊細(xì)細(xì)菌菌在病毒入侵后細(xì)胞產(chǎn)生在病毒入侵后細(xì)胞產(chǎn)生干擾素干擾素，作用于，作用于同種細(xì)胞同種細(xì)胞, , 使后者獲得使后者獲得抗病毒能力抗病毒能力。2、免疫免疫系統(tǒng)系統(tǒng)和免和免疫細(xì)疫細(xì)胞胞57胸腺：胸腺：T T淋巴淋巴細(xì)胞成熟場(chǎng)所細(xì)胞成熟場(chǎng)所脾臟脾臟：貯存淋巴貯存淋巴細(xì)胞的場(chǎng)所細(xì)胞的場(chǎng)所骨髓骨髓: : 各種各種血細(xì)胞生成血細(xì)胞生成場(chǎng)所場(chǎng)所淋巴結(jié)和淋巴管淋巴結(jié)和淋巴管：構(gòu)構(gòu)成淋巴細(xì)胞貯存運(yùn)輸成淋巴細(xì)胞貯存運(yùn)輸系統(tǒng)系統(tǒng)免疫細(xì)胞免疫細(xì)胞 免疫細(xì)胞包括各種淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞，巨免疫細(xì)胞包括各種淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和粒細(xì)胞等噬細(xì)胞和粒細(xì)胞等一切與免疫有關(guān)的細(xì)胞。一切與免疫有關(guān)的細(xì)胞。 人體淋巴細(xì)

28、胞的總數(shù)約人體淋巴細(xì)胞的總數(shù)約 2 x 1010 個(gè)。個(gè)。 其中最主要的參與免疫應(yīng)答的細(xì)胞叫其中最主要的參與免疫應(yīng)答的細(xì)胞叫免疫活免疫活性細(xì)胞：性細(xì)胞： B細(xì)胞和細(xì)胞和T細(xì)胞細(xì)胞 此外，還有此外，還有K細(xì)胞，細(xì)胞，NK 細(xì)胞，細(xì)胞，N 細(xì)細(xì)胞，胞，D 細(xì)胞等，也是免疫活性細(xì)胞。細(xì)胞等，也是免疫活性細(xì)胞。58B B細(xì)胞和細(xì)胞和T T細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞種類細(xì)胞種類B B細(xì)胞細(xì)胞T T細(xì)胞細(xì)胞來(lái)源來(lái)源骨髓骨髓骨髓骨髓成熟成熟骨髓骨髓胸腺胸腺壽命壽命幾天至十幾天至十幾天幾天幾年幾年占白細(xì)胞占白細(xì)胞總數(shù)總數(shù)20%20%80%80%功能功能體液免疫體液免疫細(xì)胞免疫細(xì)胞免疫種類種類胞毒胞毒T T細(xì)胞細(xì)胞助助T T

29、細(xì)胞細(xì)胞抑抑T T細(xì)胞細(xì)胞 共同特點(diǎn)共同特點(diǎn) 特異地識(shí)別特異地識(shí)別抗原抗原； 在在抗原抗原刺激下，活化刺激下，活化起來(lái)，分化，增殖；起來(lái)，分化，增殖； 發(fā)揮特異的免疫應(yīng)答發(fā)揮特異的免疫應(yīng)答效應(yīng)：產(chǎn)生抗體、產(chǎn)效應(yīng)：產(chǎn)生抗體、產(chǎn)生因子、直接攻擊生因子、直接攻擊“變壞變壞”細(xì)胞。細(xì)胞。59B B細(xì)細(xì)胞胞活活化化后后成成為為漿漿細(xì)細(xì)胞胞T T細(xì)胞攻擊并殺死癌細(xì)胞細(xì)胞攻擊并殺死癌細(xì)胞3、特異性免疫的工作機(jī)理、特異性免疫的工作機(jī)理 免疫細(xì)胞負(fù)責(zé)特異性免疫免疫細(xì)胞負(fù)責(zé)特異性免疫 特異性免疫特異性免疫針對(duì)不同抗原給出不同反應(yīng)。外針對(duì)不同抗原給出不同反應(yīng)。外來(lái)的蛋白質(zhì)或多糖大分子，分子量在來(lái)的蛋白質(zhì)或多糖大分子

30、，分子量在 10000 10000 以上，可以作為抗原引起特異性免以上，可以作為抗原引起特異性免疫反應(yīng)。疫反應(yīng)。 B B細(xì)胞：分泌抗體，在體液免疫中起作用細(xì)胞：分泌抗體，在體液免疫中起作用 TcTc 細(xì)胞毒細(xì)胞毒T T細(xì)胞：直接參與殺傷靶細(xì)細(xì)胞：直接參與殺傷靶細(xì)胞。殺傷機(jī)理是直接使靶細(xì)胞裂解或誘導(dǎo)靶胞。殺傷機(jī)理是直接使靶細(xì)胞裂解或誘導(dǎo)靶細(xì)胞進(jìn)入凋亡程序。細(xì)胞進(jìn)入凋亡程序。62分別取出分別取出淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞肝細(xì)胞肝細(xì)胞其他細(xì)胞其他細(xì)胞正常小鼠正常小鼠注射淋巴細(xì)胞注射淋巴細(xì)胞注射肝細(xì)胞注射肝細(xì)胞注射其他細(xì)胞注射其他細(xì)胞恢復(fù)特異性恢復(fù)特異性免疫反應(yīng)免疫反應(yīng)未恢復(fù)未恢復(fù)未恢復(fù)未恢復(fù)亞致死劑量亞致死劑

31、量殺死骨髓細(xì)胞殺死骨髓細(xì)胞放射照射放射照射淋巴細(xì)胞負(fù)責(zé)特異性免疫反應(yīng)淋巴細(xì)胞負(fù)責(zé)特異性免疫反應(yīng)抗抗體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中和反應(yīng)聚集反應(yīng) 沉淀反應(yīng)中和反應(yīng)：抗體結(jié)合抗原以便“吞噬細(xì)胞”吞噬聚集反應(yīng)：抗體是雙價(jià)的，可以使抗原聚集，以便吞噬沉淀反應(yīng)：抗體結(jié)合后，使可溶性抗原大分子沉淀，以便吞噬活化補(bǔ)體活化補(bǔ)體 補(bǔ)體：是存在于血液補(bǔ)體：是存在于血液中的一組蛋白質(zhì)，參中的一組蛋白質(zhì)，參與免疫反應(yīng)與免疫反應(yīng) 活化補(bǔ)體：活化補(bǔ)體：抗體在細(xì)抗體在細(xì)菌細(xì)胞表面與菌細(xì)胞表面與FcFc 結(jié)結(jié)合并活化一系列補(bǔ)體合并活化一系列補(bǔ)體，活化了的補(bǔ)體分子，活化了的補(bǔ)體分子在細(xì)胞膜上打個(gè)洞，在細(xì)胞膜上打個(gè)洞，使后者裂解死去。使后者裂解死去。Tc 殺 傷 細(xì) 胞特異性免疫反應(yīng)的特異性免疫反應(yīng)的專一性專一性和和記憶性記憶性 免免疫疫細(xì)細(xì)胞胞活活化化后后一一部部分分變變成成記記憶憶細(xì)細(xì)胞胞五、神經(jīng)、激素和免疫系統(tǒng)的五、神經(jīng)、激素和免疫系統(tǒng)的協(xié)同作用協(xié)同作用 1、一種細(xì)胞或組織兼有多種功能。如，、一種細(xì)胞或組織兼有多種功能。如，下丘腦下丘腦 2、一些信號(hào)分子既是激素，也是神經(jīng)遞、一些信號(hào)分子既是激素，也是神經(jīng)遞質(zhì)或免疫調(diào)節(jié)分子。如，質(zhì)或免疫調(diào)節(jié)分子。如