进行细胞间的信息交流的方式有哪些,相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通,通过携带信息的物质来交流信息,通过胞间连丝相互连接,进行细胞间的信息交流,一起来看看进行细胞间的信息交流的方式有哪些
进行细胞间的信息交流的方式有哪些1
1、细胞间信息交流方式
1、物质传递:细胞分泌的化学物质(如激素),随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。
2、膜接触传递:相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。(如精子和卵细胞之间的识别和结合)
3、通道传递:相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如,高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用。
2、细胞的功能
1、作为新陈代谢和功能的基本单位,细胞执行并完成生物体的各种特定功能。细胞的功能包括物质运输、能量转换、信息转导、细胞识别、细胞支持和运动以及细胞消化和防御等。
2、红细胞具有携氧的功能;神经细胞可以传导兴奋;淋巴细胞具有免疫功能;体液中的吞噬细胞可以破坏抗原;肌肉细胞具有运动的功能;植物的叶肉细胞可以进行光合作用来合成有机物;干细胞有分化出新细胞的作用;表皮细胞有保护组织的作用;视网膜细胞有感光作用。
3、细胞有丝分裂五期的变化特征
间期的主要特点是:合成大量蛋白质;时间比分裂期长很多;细胞有生长。
前期的主要特点是:染色体、纺锤体出现,核膜、核仁消失;
中期的主要特点是:赤道板并非细胞结构,而是细胞中央的一个平面;观察染色体的最佳时期。
后期的`主要特点是:纺锤丝缩短,分向两极的两套染色体形态和数目完全相同。
末期的主要特点是:核仁、核膜重新出现;纺锤体消失;赤道板位置上出现细胞板,向四周扩散,形成新的细胞壁,将一个细胞分成2个子细胞。
有丝分裂又称间接分裂,是指一种真核细胞分裂产生体细胞的过程。分裂期又分为分裂前期、分裂中期、分裂后期、分裂末期。细胞分裂之前,必须经过一定的物质准备,细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个过程。
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1,间接信息交流:通过激素传递信息,手提细胞表面或者细胞内有相关受体。大部分靶细胞的受体是细胞膜上的糖蛋白,对应的激素并不进入靶细胞内,但是脂质类激素是进入细胞内起作用的。
2,通过膜与膜结合的信号分子:特定的两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一细胞,如精卵结合前。
3,相邻细胞之间通过特定的通道联系,例如植物细胞之间的胞间连丝。
细胞间的信息传递是对细胞功能进行调控。同时彼此协调、相互配合,为维持机体的稳定状态,以适应各种生命活动是十分需要而不可缺少的。本章要求熟悉细胞通讯的方式、信息分子和受体的概念、亲脂和亲水性信息分子信息传递过程及作用机理。
一、细胞通讯方式
细胞间信息的传递有神经和体液两条途径,前者主要在生理学讨论。液体途径中有许多信息分子参与, 所谓信息分子有细胞内外信息分子,细胞外的信息分子包括激素、细胞因子等,又称第一信使,是将信息从 某一种细胞传递至另一种细胞,细胞内的信息分子,即第二信使,则承担将细胞接受的.外来信息,转导至细 胞内的任务,最终引起相应的生物效应。
根据胞外信息分子是否直接进入另一细胞,分为直接通讯和间接通讯两大类。
1. 直接通讯,指信息分子从相邻细胞之间的连接通道由一个细胞进入另一细胞所进行的通讯联系方式。连 接通道由两个细胞质膜上的连接小体构成,连接小体是一种由六个亚基组成的蛋白质分子。连接小体通道的 开关主要受Ca2+调节,细胞内Ca2+浓度提高,通道关闭。
2. 间接通讯:指细胞产生的信息分子分泌到细胞外,经扩散或血液运输到靶细胞,并与靶细胞受体结合, 再通过一定机理把信息传递入靶细胞,产生相应生理效应。这种方式可分长距离通讯和短距离通讯。
二、信息分子与受体
1. 信息分子的类型及作用
胞外信息分子分亲水性和亲脂性两大类。亲水性信息分子包括神经递质,肽类蛋白质类及儿茶酚胺类激 素等:亲脂性信息分子包括类固醇激素、甲状腺激素等。
信息分子的作用是与靶细胞的受体结合,改变受体的性质和作用。亲水性信息分子不能穿过细胞膜,其 受体在靶细胞的膜上,亲脂性信息分子易穿过细胞膜,其受体存在于靶细胞的胞浆及细胞核中。
2. 受体的概念、类型、数量和作用
细胞中能识别配体(包括神经递质、激素、生长因子等)并与其特异结合,引起各种生物效应的分子均 称受体。受体的化学本质多为结合蛋白质,在细胞表面的受体多为糖蛋白。
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一、化学通讯
化学通讯是指细胞通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯,这是多细胞生物体采用的最普遍的通讯方式。细胞分泌化学信号的作用方式可以分为内分泌、旁分泌、自分泌及通过化学突触传递神经信号等四种类型(见图2)。
1.内分泌
由内分泌细胞分泌信号分子(如激素)到血液中,通过血液循环运送到体内各个部位,作用于靶细胞,与靶细胞细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞(见图1-a,图2-a)。
例如,胰腺组织中胰岛A细胞分泌的胰高血糖素通过血液的传送作用于肝细胞后,促进肝糖原的分解,从而升高血糖浓度;再如下丘脑的某些神经细胞分泌的促甲状腺激素释放激素通过血液的传送作用于垂体细胞后引起垂体细胞分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素再刺激甲状腺分泌甲状腺激素等。
2.旁分泌
体内某些细胞能分泌一种或数种化学介质,如生长因子、一氧化氮等,此类信息物质不进入血液循环,而是通过扩散作用影响其邻近细胞的现象。与旁分泌有关的细胞称为旁分泌细胞,如散布于胃肠粘膜上皮的内分泌细胞、胰岛D细胞、分泌前列腺素的细胞等。
旁分泌细胞分泌的激素经组织液弥散至邻近的靶细胞,起局部调节作用,称为局部激素或局部介质(见图2-b)。
3.自分泌
细胞所分泌的活性因子与该细胞表达的相应受体结合,从而调节自身功能的现象。自分泌信号常见于病理条件下,如肿瘤细胞合成和释放生长因子刺激自身,导致肿瘤细胞的.增殖失控(见图2-c)。
4.通过化学突触传递神经信号
当神经元细胞在接受环境或其他神经细胞的刺激后,神经信号通过动作电位的形式沿轴突以高达100 m/s的速度传至末梢,刺激突触前膜释放化学信号(如神经递质),快速扩散作用于相距50 nm的突触后膜,引起下一个神经元细胞产生兴奋或抑制(见图2-d)。
此外,某些昆虫通过分泌外激素传递信息也属于通过化学信号进行细胞间通讯,作用于同种生物的其他个体。
二、细胞间接触性依赖的通讯
细胞间接触性依赖的通讯通过与细胞膜结合的信号分子与其相接触的靶细胞膜上的受体分子相结合,影响其他细胞,因此它与化学通讯方式的最主要区别在于其信号分子是与细胞膜相结合的(见图1-b)。
这种通讯方式在胚胎发育过程中对组织内相邻细胞的分化具有重要作用。在胚胎发育过程中,神经系统来源于胚胎上皮细胞层。将发育成神经系统的上皮细胞层,最初相邻细胞之间是彼此相同的,
在发育过程中,单个细胞通过独立分化成为神经元,而与其相邻的细胞则受到抑制保持未分化状态。这是因为将分化形成神经元的细胞通过膜结合的抑制信号分子与其相接触的相邻细胞的膜受体结合,能阻止它们也分化成神经元细胞。
又如,哺乳动物受精的过程中,在的细胞膜中含有某种蛋白质(信号分子),它能直接与卵子透明带中的一种特异性糖蛋白(受体分子)结合,从而刺激产生顶体反应,启动受精的过程。
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