研究生进修课程--生理学

1.试述心肌细胞β-AR兴奋的信号转导途径

答：主要有两条途径：①Re-Gs-AC-cAMP-PKA，②Re-Gs-钙通道和钠通道。β-AR在β激动剂刺激下，胞内cAMP浓度上升，使PKA磷酸化而活化

其中PKA的作用①刺激肌浆网释放Ca2+,使[Ca2+]i迅速上升，cAMP还有使肌浆网膜蛋白快速回收钙离子的作用②作用于细胞膜的钙通道和钠通道，激活钙通道促使细胞外Ca2+内流增强，同时抑制钠通道，抑制Na+内流，引起细胞的电生理和其它变化③能加速糖原分解为葡萄糖，为心肌收缩提供能源。PKA促使无活性的磷酸化酶激酶变成有活性的磷酸化酶激酶，进而使无活性的磷酸酶磷酸化，变成有活性的磷酸化酶，将糖原的葡萄糖磷酸化，逐个分解。

2.α1-AR细胞反应特点及其机制：慢的正性变力作用和负变时作用；动作电位时程(APD)延长；细胞Na+/H+交换加强，细胞内碱化(pHi上升)等一系列变化；这些反应直接或间接同磷脂酰肌醇水解增强、IP3和DG产生增多有关。

机制：

3.细胞Ca2+稳态是如何维持的?

稳态维持：胞浆Ca2+浓度升高，可结合并激活钙调素，活化的钙调素可激活胞膜上的Ca2+泵，把胞浆Ca2+泵出胞外。同时肌浆网/内质网上Ca2+泵的Ca2+转运能力明显增强，把Ca2+从胞浆泵入肌浆网/内质网的Ca2+池，使之以结合钙的形式贮存

当胞浆Ca2+水平回复到静息状态时，胞膜和肌浆网/内质网上的Ca2+泵活性也随之降至静止水平

4.试述组织缺血性损伤与Ca2+信号异常的关系

缺血、缺氧可破坏细胞的Ca2+动态平衡状态，使细胞出现Ca2+超负荷(Ca2+ overload，也称Ca2+超载)现象。胞浆Ca2+浓度升高，可通过激活一系列酶活性，导致细胞损伤、坏死不同组织可通过不同的Ca2+信号转导途径导致细胞损伤

（1）心肌缺血性损伤：A TP合成与代谢障碍，可导致Na+泵功能障碍；缺氧代谢乳酸

产物升高，胞浆pH值降低，Na+/H+交换机制使胞外Na+交换进入胞内，胞浆Na+增多使Na+/Ca2+交换作用增强，导致大量胞外Ca2+被交换进入胞浆，肌浆网Ca2+泵功能障碍，使Ca2+从肌浆网Ca2+池释出，引起胞浆Ca2+升高；肌浆网Ca2+泵失去摄取胞浆Ca2+进入肌浆网Ca2+池的功能，胞膜Ca2+泵功能障碍，不能把升高的胞浆Ca2+泵出胞外；在心肌缺血状态下，心肌细胞膜缺乏电兴奋性，使通过胞膜Ca2+通道流入胞浆的Ca2+明显减少

（2）神经细胞缺血性损伤机制：与Ca2+信号转导变异导致胞浆Ca2+浓度升高密切相关（缺氧缺血时神经细胞胞浆Ca2+浓度升高的机制：ATP含量下降，膜离子转运功能受抑；细胞酸中毒，致使膜去极化，胞膜的VDC开放，NMDA通道上的Mg2+被逐出，使之更易开放，胞外Ca2+内流增加；膜去极化，使Na+/ Ca2+交换系统向促进胞外Ca2+向胞内流入的方式运转；膜去极化也使兴奋性氨基酸释放增加；递质重摄取途径因能量代谢障碍而被切断，使突触间的兴奋性氨基酸递质含量明显升高，突触后兴奋性氨基酸受体被激活，使受体操纵的Ca2+通道开放，导致胞外Ca2+内流；Ca2+的内流以及受体激活引致IP3形成，二者可通过CICR及IP3引发Ca2+释放机制使胞内Ca2+释放；神经细胞胞膜Ca2+泵活性及胞内Ca2+缓冲系统均因A TP代谢障碍而失去正常的Ca2+调控能力）

5.试述下丘脑的食欲调节网络

下丘脑的食欲调节网络组成：下丘脑腹内侧核、腹外侧核、背内侧核、室旁核、下丘脑外侧区及弓状核等。

弓状核(ARC)神经元能产生各种食欲调节信号；该部位缺乏血脑屏障，是与血循环中的瘦素(leptin)、胰岛素、性激素等外周信号直接交流的重要部位；下丘脑腹内侧核(VMN)及外侧核(LH)；是接受、整合与传递能量代谢信号的信息中转站；VMN损伤能够产生迅速持久的食欲亢进与体重增加，向该部位注射微量神经肽Y (NPY)，加兰肽(galanin)，GABA 以及瘦素也能达到促/抑食欲、增/减体重的目的；LH则位于VMN背侧部，是产生黑素浓集激素、食欲素(orexin)，以及谷氨酸的部位，因此是一个摄食促进中枢。正常情况下，LH接受来自VMN的食欲抑制信号，损伤后导致暂时性食欲亢进与体重增加

背内侧核（DMN）主要是调节能量代谢的后备力量；DMN电损伤仅产生轻微的摄食行为紊乱，DMN中少量存在的NPY能神经元禁食后表达不增加，但在VMN损伤、泌乳时增加数倍；DMN能够接受ARC NPY能神经元的投射，是leptin与NPY相互作用的位点之一

室旁核（PVN ）是下丘脑发挥摄食调节作用的主要核团，是整合能量代谢信号的重要中枢；向PVN投射的神经纤维形成密集的神经束，呈扇状排列在第三脑室顶部的两侧，PVN内注射微量各种促食欲物质以及抑制食欲的leptin与促肾上腺皮质激素释放激素均能发挥各自的作用。

6.试述cAMP介导气道平滑肌松弛的机制

：

（1）信号转导：气道平滑肌细胞中cAMP水平的增加常伴有松弛反应，几种内源性支气管扩张剂，如肾上腺素、血管活性肠肽（VIP）、PGE2、PGI2，或外源性 2受体激动药都是通过cAMP途径引起气道平滑肌松弛的，激动剂和平滑肌细胞膜上的相应受体结合后，引起受体结构的改变和激活兴奋性G-蛋白（Gs），从而活化AC，催化细胞内ATP转变为cAMP，引起细胞内cAMP水平增加，cAMP作用的终止，磷酸蛋白磷酸酶：催化磷酸化蛋白的脱磷酸作用；环核苷酸磷酸二酯酶（PDE）：催化cAMP水解成无活性的5’-一磷酸腺苷（5’-AMP）（2）cAMP依赖性蛋白激酶（PKA）由二个催化亚单位（C）与二个调节亚单位（R）组成的四聚体；是cAMP在细胞内的主要靶分子；R是通过R肽链的氨基酸顺序起

假底物的作用而竞争性地抑制C；每个R上有二个cAMP结合部位；每个R上仅结合一分子cAMP可使R肽链发生一定的构象改变，使R和C的亲和力下降，但C 仍无活性；只有每个R上结合二分子cAMP，R肽链构象进一步发生改变，才能使C脱离R而激活；PKA催化细胞中靶蛋白的磷酸化，控制着不同的生理生化反应（3）气道平滑肌中cAMP积聚与PKA激活，引起松弛反应的机制：[Ca2+]i降低

i.cAMP/PKA级联反应的激活，引起[Ca2+]i下降的途径；抑制PIP2的水解

a)ISO抑制组胺或CCh引起牛气管平滑肌中IP3的积聚，减少细胞内

贮存钙的释放

b)ISO、FOR与二丁酰-cAMP抑制IP3的结合，主要由于IP3R结合部

位的减少，而不是影响IP3与IP3R的亲和力

激活肌纤膜钙泵与Na+- Ca2+交换，引起Ca2+外流的增加；激活肌浆网钙泵，引起肌浆网摄取Ca2+的增加

7.试述气道平滑肌收缩与松弛的整合作用

功能性拮抗是指两种激动剂通过不同的机制对一个共同的效应器气道平滑肌直接产生相反的作用；功能性拮抗剂可减弱由各种受体或生化机制介导的各种激动剂的兴奋性影响，它明显的不同于特异的受体拮抗；功能性拮抗剂对收缩激动剂有非特异性抑制作用，因此，它在哮喘的治疗中是有利的

气道的功能性拮抗有两个特点

（2）支气管扩张药如β受体激动剂与钙通道拮抗剂抑制气道收缩的能力明显地依赖于收缩剂的性质；不同收缩激动剂引起收缩的生化机制以及对

细胞内、外钙来源的相对利用度有所不同；ACh引起的收缩是比5-HT或

组胺引起的收缩，要更多地依赖于细胞内钙的释放，故ISO对ACh收缩

的松弛作用要小于对5-HT或组胺收缩的松弛作用；β受体兴奋通过

cAMP/PKA途径影响细胞内、外钙转运的不同环节，使[Ca2+]i下降，但

钙转运的不同环节对cAMP/PKA途径的敏感性有不同，从而使β受体激

动剂对抗利用不同钙来源的收缩激动剂有不同的作用强度与效能（2）支气管扩张药的作用效果明显地依赖于给药的时间（于收缩起始前或后）ii.气道平滑肌收缩的起始与维持有着不同的生化过程，各种支气管扩张药对这些生化过程也有着不同的敏感性

（1）钙通道阻滞剂为何在气道平滑肌收缩形成后给予更有效？

a)受体兴奋后[Ca+2]i有明显而暂时的升高，随后[Ca+2]i降到或接近基

础水平，即使气道平滑肌仍处在持续收缩状态。在收缩激动剂引起气

道平滑肌收缩的维持相，营养液中除去钙可引起松弛反应，说明平滑

肌收缩的维持相依赖于小量Ca+2的跨膜内流

b)

8.试述与心肌细胞跨膜电位产生有关的主要外向电流心肌

细胞主要外向电流

（1）短暂外向电流（ITO）是一种电压和时间依赖性的钾外向电流，形成快反应细胞1期的快速复极；ITO包含两种成分：ILO及IBO；IBO作用时间短暂，由细胞内Ca2+