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医学细胞生物学(第四版)
1.6.1 第一节 胞外信号

第一节 胞外信号

生物细胞所接受的信号多种多样,这些信号可以是物理信号(光、热和电等),也可以是化学信号。细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号,因此本章所讨论的胞外信号分子主要是化学信号分子。从化学结构来看,它们主要包括肽类分子、氨基酸、脂类、胆固醇衍生物、气体分子(一氧化氮、一氧化碳)等。其共同特点是:①特异性,只与特定的受体结合;②高效性,几个分子就可产生明显的生物学效应,这一特性有赖于细胞内的信号放大系统;③可被灭活,完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性,保证信息传递的完整性以及细胞免于疲劳。根据以上这些胞外信号的产生和作用方式,将其分为内分泌激素、神经递质、细胞因子和气体分子4类。

一、内分泌激素

内分泌系统将来自环境的信号传达到生物体内的各种器官和细胞,在整体上起着综合调节生物体功能的作用。它产生的化学信号是激素,内分泌系统的细胞产生的激素释放到血液中,经过血流的运送到达靶细胞而发挥特别作用。这样的传递方式称为内分泌作用,一般具有低浓度、全身性和长时效等特点。

二、神经递质

神经递质由神经元产生,产生后被移送至神经末梢突触部位或神经肌肉接头部位,并在突触的终端释放出来,将信号传递给靶细胞。这种方式有作用时间短、作用距离短和局部神经递质浓度高等特点。

三、细胞因子

细胞因子是多种细胞所分泌的能调节细胞生长分化、免疫功能、参与炎症发生和创伤愈合等小分子多肽的统称,绝大多数为相对分子质量<25000的糖蛋白。在生理状态下,细胞因子主要通过细胞外液的介导而作用于其产生细胞的邻近细胞。当这些物质作用于异种细胞时,称为旁分泌作用;作用于同种细胞时,称为自分泌作用。

四、气体分子

气体分子作为细胞间化学信号分子的相关研究报道不多,主要是一氧化氮(nitric oxide,NO)和一氧化碳(carbon monoxide,CO),它们都具有直接跨膜、局部作用的特点。血管内皮细胞生成的NO跨细胞膜扩散至相邻的平滑肌细胞,催化合成cGMP,cGMP触发肌肉松弛、血管舒张的反应。