细胞通信

第一节 基本概念

生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处理系统。一方面生物信息系统的存在使有机体得以适应其内外部环境的变化，维持个体的生存；另一方面核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维持了种族的延续。生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生命的进化实质上就是信息系统的进化。

一、几个容易混淆的概念

细胞信号发放（cell signaling）：细胞释放信号分子，将信息传递给其它细胞。

细胞通讯（cell communication）：细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应的过程。

细胞识别（cell recognition）：细胞之间通过细胞表面的信息分子相互作用，引起细胞反应的现象。

信号转导（signal transduction）： 指外界信号（如光、电、化学分子）作用于细胞表面受体，引起胞内信使的浓度变化，进而导致细胞应答反应的一系列过程。

二、细胞信号分子

种类：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）、氨基酸、核苷酸、脂类、胆固醇衍生物。

特点：①特异性；②高效性；③可被灭活。

脂溶性信号分子（如甾类激素和甲状腺素）可直接穿膜进入靶细胞，与胞内受体结合形成激素-受体复合物，调节基因表达。

水溶性信号分子（如神经递质）不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信号转换机制实现信号传递，所以这类信号分子又称为第一信使（primary messenger）。

第二信使（secondary messenger）主要有：cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+。

第二信使的作用：信号转换、信号放大。

三、受体（receptor）

能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质，多为糖蛋白，至少包括两个功能区域：配体结合区域和产生效应的区域。

受体的特征：①特异性；②饱和性；③高度的亲和力。

分为：细胞内受体（intracellular receptor）、细胞表面受体（cell surface receptor）。

细胞对信号的反应不仅取决于其受体的特异性，而且与细胞的固有特征有关。

有时相同的信号可产生不同的效应，如Ach可引起骨骼肌收缩、降低心肌收缩频率，引起唾腺细胞分泌。

有时不同信号产生相同的效应，如肾上腺素、胰高血糖素，都能促进肝糖原降解而升高血糖。