2019湖南卫生考试-医学基础知识——细胞的跨膜信号传递功能

 每个细胞在机体内并非孤立地存在，而是不断受到其生活环境中各种理化因素的影响。各种信号，如化学、机械、电刺激信号，一般首先作用于细胞膜，膜上某些特异性蛋白质能选择性地接受某种特定信号，引起细胞膜两侧电位变化或细胞内发生某些功能改变;细胞膜的这种作用称为跨膜信号转导功能。

　　1.通道蛋白质介导的跨膜信号转导

　　通道蛋白质对离子的转运是一种跨膜物质转运，其实这种物质转运也是一种跨膜信号转导的媒体。已知由通道蛋白质介导的跨膜信号转导有多种类型，主要根据控制通道开放与否的因素来分类。以下主要介绍化学门控通道和电压门控通道两类。

　　1)化学门控通道：是指由某种特定的化学物质决定其开放的通道，又称化学依从性通道。这类通道蛋白质裸露于膜外的分子部分上，存在着能与某种特定化学物质发生特异性结合的位点。一旦某种特定化学物质与之相结合，即能引起通道蛋白质分子发生构型改变，导致通道开放而允许某种或某些离子通透。由于离子带有一定的电荷，因此能引起细胞膜两侧跨膜电位的改变，从而引发细胞功能状态的改变。骨骼肌细胞膜上称为终板膜的部位有一种离子通道，其膜外分子结构上有能与乙酰胆碱发生特异性结合的位点，乙酰胆碱和结合位点结合后即能引起通道开放，最终导致骨骼肌细胞的兴奋和收缩。属于这一类的通道蛋白质在体内并不很多。除上述终板膜处的这种通道外，目前只证明了中枢神经系统内的一些氨基酸类递质如谷氨酸、门冬氨酸、广氨基丁酸和甘氨酸等，也类似的化学门控通道进行跨膜信号转导。

　　2)电压门控通道：是指由所在膜两侧跨膜电位改变决定其开放的通道，也称电压依从性通道。在这一类通道蛋白质的分子结构中，有一些对细胞膜两侧的跨膜电位改变敏感的基团或亚单位，由于自身的带电性质，在跨膜电位改变时，产生蛋白分子构型的改变，由此而诱发通道的开放，导致细胞膜两侧相应离子的流动，然后引起细胞功能的改变。神经细胞和肌细胞膜上存在的某些Na离子通道和K离子通道就属于这一类通道。

2.膜受体蛋白质介导的跨膜信号转导

　　受体主要是指细胞膜上某些蛋白质分子，它能与某些化学物质发生特异性结合，并能诱发细胞产生一定的生物效应。这种跨膜蛋白质分子常带有糖链分子。其实，细胞质和细胞核内也有受体存在，分别称为胞质受体和核受体。但跨膜信号转导只涉及膜受体。以膜受体介导的跨膜信号转导的过程大致如此：首先是特殊的化学物质(如神经递质、激素等)与膜受体结合;这种特异性结合进一步促发了膜中另一类蛋白质，即G-蛋白的激活;后者的激活再导致膜结构中靠近膜内侧面的第三类蛋白质，即膜的效应器酶(如腺苷酸环化酶)的激活或抑制，由此而引起胞质中被称为第二信使的某些小分子物质(如环—磷酸腺苷)的生成增加或减少，从而完成跨膜信号转导过程。