真核生物細(xì)胞膜在細(xì)胞間信息交流中的作用探析

韓秀梅

[摘? ? ? ? ? ?要]? 生命在生物學(xué)科中可視為一個較為完整的信息處理系統(tǒng)，而細(xì)胞間進(jìn)行的細(xì)胞分化多依賴于細(xì)胞間信息的相互聯(lián)系。在現(xiàn)實中學(xué)習(xí)好相關(guān)知識，不僅能夠為人類生命健康提供科學(xué)的參考數(shù)據(jù)，而且對相關(guān)疾病的預(yù)防有良好的預(yù)警作用。具體到實際教學(xué)過程中，真核生物細(xì)胞膜在細(xì)胞間信息交流中的作用是重點，但同時也是難點。由于其中涉及的內(nèi)容量較大，且相關(guān)知識點較為繁雜，因此，對學(xué)生而言，真正理解起來仍存在一定困難。結(jié)合自身實際教學(xué)經(jīng)驗，對真核細(xì)胞的細(xì)胞膜在細(xì)胞信號、受體及細(xì)胞之間的通訊以及細(xì)胞間遠(yuǎn)距離通訊和細(xì)胞之間的交流等問題，做簡要分析，以更好比較不同生物體之間的生命聯(lián)系。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 真核生物細(xì)胞膜;細(xì)胞信息交流;作用

[中圖分類號]? Q241? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）08-0130-02

多細(xì)胞生物是一個復(fù)雜、多變的細(xì)胞社會體，細(xì)胞功能之間的相互協(xié)調(diào)不僅依賴于物質(zhì)以及能量之間的相互交換，而且也依賴于信息之間的相互交流。細(xì)胞信號之間的相互傳導(dǎo)，對正常細(xì)胞的生長、發(fā)育以及物質(zhì)之間的代謝都起著關(guān)鍵作用，也是近年來研究過程中涉及的重點內(nèi)容。相關(guān)資料顯示，細(xì)胞之間的間隙連接不僅起到良好的通道作用，而且還涉及信號傳遞等內(nèi)容，值得注意的是細(xì)胞間隙連接等多方面的機(jī)理問題仍不夠清晰。對這一相關(guān)問題進(jìn)行闡述。

一、跨膜信號傳導(dǎo)

一般情況而言，生物細(xì)胞可接受的信號內(nèi)容，可以是物理信號也可能是化學(xué)信號。而這個過程中，對環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)及物理因子為信號而引發(fā)的特定反應(yīng)，可稱為間接通訊。具體到間接通訊過程中，主要是不同細(xì)胞間分泌的化學(xué)信號來進(jìn)行信息交流。而涉及的細(xì)胞信號傳導(dǎo)內(nèi)容，主要涉及第一信使—受體、第二信使—細(xì)胞信號等。而與細(xì)胞膜能夠進(jìn)行直接作用的則是細(xì)胞外信號分子、受體以及第二信使。

（一）不同細(xì)胞之間的信號傳導(dǎo)

1.細(xì)胞外信號分子

細(xì)胞外信號分子一般也可稱之為信號傳導(dǎo)過程中的第一信使，這個過程中主要涉及激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子以及一些細(xì)胞外信號等內(nèi)容。不同細(xì)胞相關(guān)信息通訊過程中，較為常見的信號為化學(xué)信號，也是信息傳遞的初始環(huán)節(jié)，而細(xì)胞的遷移、增殖分化以及程序死亡等相關(guān)生命活動主要取決于細(xì)胞外的信號類型、作用時間以及相關(guān)傳播途徑等。

2.細(xì)胞膜受體

一定程度而言，受體可以與細(xì)胞外的相應(yīng)配體進(jìn)行特異性結(jié)合，并通過相互作用產(chǎn)生一系列生化反應(yīng)。同時，通過改變蛋白質(zhì)的數(shù)量、活性或者通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)來促使細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生一系列生物反應(yīng)。細(xì)胞對細(xì)胞外親水信號分子的反應(yīng)能力，主要取決于相應(yīng)的細(xì)胞膜受體，而細(xì)胞膜上連接諸多可影響細(xì)胞增殖分化的關(guān)鍵信號蛋白以及受體等。

3.第二信使

從生物學(xué)角度而言，它涉及CAMP、CAGP、甘油二脂以及三磷酸肌醇等內(nèi)容，一定程度而言，第二信使是細(xì)胞外信號分子作用于細(xì)胞膜后所產(chǎn)生的細(xì)胞信號分子，這個反應(yīng)過程能夠更好地將細(xì)胞膜信息有效傳遞給細(xì)胞內(nèi)的靶蛋白，并通過此過程引發(fā)相應(yīng)的生物效應(yīng)及基因表達(dá)。

（二）細(xì)胞間信號轉(zhuǎn)達(dá)途徑

通過實際教學(xué)資料我們能夠了解，細(xì)胞通訊中心內(nèi)容主要指的是信號傳導(dǎo)，在工作過程中起到重要信息橋梁作用，同時，通過受體結(jié)合將信息產(chǎn)生聯(lián)合效應(yīng)，并將之傳遞給相關(guān)效應(yīng)分析，以此達(dá)到信息通訊目的。就當(dāng)前而言，目的較為明確的跨膜信號主要有三種途徑：CAMP信息通路、肌醇脂信號通路、具有酷氨酸蛋白酶活性受體信號通路。同時，相關(guān)信號在傳導(dǎo)過程中一旦出現(xiàn)傳導(dǎo)異常則會導(dǎo)致相關(guān)疾病的發(fā)生，相關(guān)信號異常主要涉及信息分子傳導(dǎo)異常、受體信號傳導(dǎo)異常及G蛋白轉(zhuǎn)導(dǎo)異常等多個環(huán)節(jié)。同時，當(dāng)人體內(nèi)鈣離子濃度產(chǎn)生異常時，也會通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑引發(fā)組織損傷，給人體帶來嚴(yán)重的損害。

二、細(xì)胞膜與細(xì)胞之間的直接通訊

細(xì)胞之間的連接間隙是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是連接子。該縫隙通道是當(dāng)前研究中已經(jīng)被證實，是不同細(xì)胞之間進(jìn)行物質(zhì)交流的唯一膜通道結(jié)構(gòu)，具體可以通過電歐聯(lián)及化學(xué)歐聯(lián)等方式以此來實現(xiàn)不同細(xì)胞之間的電信號及化學(xué)信號之間的轉(zhuǎn)導(dǎo)，如當(dāng)生物機(jī)體受到外界的直接刺激時，則細(xì)胞之間的連接縫隙可以通過改變蛋白質(zhì)的表達(dá)，讓機(jī)體適應(yīng)新環(huán)境的變化。我們教學(xué)過程中也會涉及，當(dāng)細(xì)胞膜連接縫隙處一般會出現(xiàn)連接斑塊，而每個斑點則可以視為一個獨立的縫隙連接通道，而連接子的數(shù)量則會直接影響到該細(xì)胞縫隙連接的相關(guān)功能、特性。

細(xì)胞正常功能下，縫隙之間的連接主要通過連接蛋白的功能、類型以及表達(dá)比例等因素來完成細(xì)胞之間的傳導(dǎo)通訊功能。連接蛋白的表達(dá)比例與縫隙之間的連接功能關(guān)系密切，不同細(xì)胞間隙連接蛋白的功能以及表達(dá)方式不盡相同，縫隙之間的連接功能也是由多方面因素共同作用的。當(dāng)人體相關(guān)機(jī)能在正常運行過程中，遭受到了高血壓、動脈硬化以及缺血缺氧等相關(guān)因素影響時，細(xì)胞則會遭受不同程度的損傷。因此，遇到這個問題可以通過改變連接蛋白的表達(dá)比例，來改善不同縫隙之間的連接功能，并完成這一問題的改善。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，CX基因在生物學(xué)上可稱之為非突變型腫瘤抑制型基因。而在實際生活中，我們常常見到的相關(guān)腫瘤的發(fā)生，一般與細(xì)胞間隙連接的蛋白基因表達(dá)有著直接的關(guān)系，并且與細(xì)胞間隙連接通訊功能抑制也有一定的聯(lián)系，因此在實際學(xué)習(xí)過程中需要我們對相關(guān)腫瘤疾病有一定的了解，并且明白發(fā)病相關(guān)因素，以此來達(dá)到理想的學(xué)習(xí)效果。而正常生活中，腫瘤患者也是存在于我們現(xiàn)實生活中，一旦發(fā)病對患者及家屬都會造成嚴(yán)重影響。而作為新時期的學(xué)生，了解清楚疾病的發(fā)生因素，不僅能夠給予患者提升治愈疾病的信心，同時也會為學(xué)生的未來提供新的指路明燈。

當(dāng)生物機(jī)體功能遭受嚴(yán)重破壞，即細(xì)胞開始發(fā)生癌變時，細(xì)胞膜的CX則會逐漸消失，相關(guān)功能或者結(jié)構(gòu)會發(fā)生異常，從而導(dǎo)致不同細(xì)胞之間的連接中斷或者受阻，因此，相關(guān)機(jī)體功能的異常就為腫瘤細(xì)胞的增殖提供有利環(huán)境，且沒有進(jìn)行有效的措施，那么就意味著病人會因此失去生命。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，需要緊密貼近生活實際，才能對該學(xué)習(xí)內(nèi)容加以重視，從出于為生命思考的角度，來進(jìn)行相關(guān)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，才能真正將學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識用來為人類服務(wù)，真正發(fā)揮知識應(yīng)有的價值。具體到影響縫隙連接通訊因素，主要包含整合素-1，E-鈣粘素、N-6/N-3不飽和脂肪酸、PTEN、芳維A酸、NOS抑制物等內(nèi)容。因此，根據(jù)這一特性相關(guān)醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)也采取了相應(yīng)的醫(yī)療措施，一些醫(yī)療中常用非干預(yù)性藥物，如親脂性藥物庚醇、辛醇、豆?fàn)I蔻腦酸等，這些藥物在使用過程中能夠增強(qiáng)細(xì)胞之間的縫隙偶連，并且經(jīng)相關(guān)資料顯示對蛋白質(zhì)合成、裝配、定位以及降解等都起到了積極的作用?？偠灾诮閷?dǎo)細(xì)胞之間，維持組織的正常發(fā)育、各器官協(xié)調(diào)平衡方面發(fā)揮著重要的作用。

此外，涉及的另一直接通訊則是不同分子表面的通訊情況，也可稱之為細(xì)胞之間的粘附現(xiàn)象。并且在當(dāng)前研究資料中，也已經(jīng)證實了粘附分子的存在，具體包括選擇素、整合素以及糖蛋白等。同時，不同細(xì)胞之間存在的表面分析，能夠以此作為觸角，促使不同細(xì)胞之間發(fā)生粘附現(xiàn)象。如人生理問題中，精子與卵細(xì)胞的結(jié)合則是通過該種形式發(fā)生的。同時，粘附誘導(dǎo)細(xì)胞因子充當(dāng)著重要信使功能，它能夠在機(jī)體正常工作過程中啟動復(fù)雜的通訊程序，當(dāng)粘附分子出現(xiàn)異常時，相關(guān)工作內(nèi)容會產(chǎn)生較大偏差，也可為疾病的診斷提供重要的可參考依據(jù)。隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域?qū)ι餀C(jī)體的免疫、炎癥、心血管疾病以及腫瘤轉(zhuǎn)移等相關(guān)知識，都有了深層次的研究，因此，在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中對相關(guān)知識點也可以進(jìn)行深一步探討，具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容可通過當(dāng)前一些學(xué)術(shù)刊物、網(wǎng)絡(luò)資料來自行獲取，這樣對學(xué)習(xí)能夠起到事半功倍的效果。

三、隧道納米管

相關(guān)資料表明，在哺乳動物細(xì)胞間隙存在一種等同于細(xì)胞間連絲的結(jié)構(gòu)體，也就是我們該文涉及的隧道納米管。一定程度而言，隧道納米管與細(xì)胞間接連接有所區(qū)別，它是一種呈現(xiàn)細(xì)長的精密管狀體。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，隧道納米管維持人體機(jī)體功能時，一直會處于形成及持續(xù)變化狀態(tài)，并且在運行過程中可以將不同細(xì)胞有效連接起來，有助于在不同的細(xì)胞之間形成密切關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，并通過該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)不同分子之間的相互交換，最終達(dá)到信息深層次交流的過程。當(dāng)前隧道納米管的研究還處于發(fā)展中階段，仍有諸多疑問等待解答，已經(jīng)得到科學(xué)證實的是它通過復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)鏈條可以在不同細(xì)胞之間進(jìn)行信息傳遞，在多個細(xì)胞的同步運行過程中起重要的介質(zhì)作用。

通過上述資料我們能夠發(fā)現(xiàn)，不同細(xì)胞之間是可以進(jìn)行相應(yīng)的信息交流的，不管是直接通訊、間接通訊或者遠(yuǎn)距離通訊都會具有自身特有的方式，但是綜合整個過程而言是一個整體而統(tǒng)一的過程。具體到相關(guān)章節(jié)內(nèi)容傳授中，要善于引導(dǎo)學(xué)生了解整體知識框架，了解不同通訊方式的統(tǒng)一化特征，然后根據(jù)其獨有的通訊方式，再逐一深入講解，這樣學(xué)習(xí)起來將會更為便捷。同時，不同細(xì)胞除了具有一定的統(tǒng)一性特征外，相互之間還會產(chǎn)生影響。如間接通訊可以通過影響直接通訊而作用，即細(xì)胞縫隙在連接過程中允許電信號及分子質(zhì)量低的離子或小分子物質(zhì)通過;糖皮質(zhì)激素能夠?qū)?xì)胞之間連接的通透性產(chǎn)生作用;CJ會參與到細(xì)胞之間電信號傳遞及胞漿物質(zhì)交換等。通過相關(guān)研究已經(jīng)表明，細(xì)胞間隙連接蛋白質(zhì)基因表達(dá)缺失或者信號在傳導(dǎo)過程中出現(xiàn)異常等，則很大程度說明人體已經(jīng)被腫瘤細(xì)胞或者轉(zhuǎn)化細(xì)胞所侵襲，從而為人體的健康起到一定的預(yù)警作用。

此外，細(xì)胞通訊有4條共同途徑，即通道結(jié)構(gòu)、Ca2+濃度變化、磷酸化調(diào)節(jié)及藥物與細(xì)胞信息交流作用。而通過對該共同途徑的研究，能為醫(yī)學(xué)臨床治療或者相關(guān)疾病藥物的研發(fā)提供良好的可參考依據(jù)，有效激發(fā)了新的科研思路。作為學(xué)生，當(dāng)前主要任務(wù)是完成課程任務(wù)及相關(guān)理論知識的學(xué)習(xí)，但是，這個過程也不能與實際生活相脫節(jié)。特別作為中職院校學(xué)生，學(xué)習(xí)過程中對學(xué)生的實踐操作能力尤為看重。因此，與實際生活相結(jié)合，不僅是專業(yè)本身的要求，也是社會形勢對人才提出的新要求。緊隨時代發(fā)展步伐，不僅能夠為學(xué)生學(xué)習(xí)提供強(qiáng)大的動力支持，而且能夠在迎合新形勢下更有利于發(fā)揮自身的潛力，更利于成為理論與現(xiàn)實有效結(jié)合的高素質(zhì)人才。

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編輯 原琳娜