耶魯大學公開課：生物醫學工程探索 細胞通訊和免疫學1 網易公開課

早上好，所以這是一個 過渡周，我們一直在討論 更基礎、更生物學的 科目，從本週開始，我們 將把生理學和 生物醫學工程結合起來，這將從 本週開始， 接下來 本週的主題是自我 交流， 複雜有機體中的細胞如何用於 短 距離或長距離相互通信，然後 我們將簡要討論 細胞通信占主導地位的生理系統 器官的行爲以及 免疫系統和神經 系統中的行爲，這將引導我們 特別討論免疫系統的生物工程， 我們將在下週討論 疫苗等 這將是 第一個真實的例子，我們討論 了器官系統的生理學 以及 調節該器官的工程方法，並且 這將持續 整個學期，所以你會注意到 這一章是因爲這個 順序亂了，所以我們 本週將閱讀第六章，下週 我們將閱讀第 14 章和第 15 章的部分內容， 這是因爲這本書的 組織方式不同，它先 討論基礎知識，然後討論 生理學，然後討論第二章。 部分，然後 分別討論生物醫學工程，但我們將在課堂上 一起討論生理學和生物醫學工程， 有關該問題的問題或有一定意義的問題， 好吧，所以細胞通訊和 免疫學是我們要討論的 本週的主題，我不需要 說太多關於爲什麼細胞 需要相互通信的問題，但這 是一個示意圖版本，一種繪製 人體運作示意圖的方法， 其中 它展示了 手術後的器官系統，並試圖 在上下文中展示它們：呼吸系統， 例如腎臟系統， 消化系統，這些是與外部環境正確接觸的 器官系統的三個例子， 我們已經討論了 消化系統的有趣方式。 系統 接觸外部環境， 根據你所說的外部和 內部環境，我在 你的消化系統深處追蹤的這條路徑 實際上通過兩端直接與外界相連， 但當然當分子被 腸道吸收時 它們 成爲你內部環境的一部分 ，我們討論了 生理學的主要概念之一是穩態，即 如何維持恆定的 內部環境，我們需要 在 溫度、pH 值和化學 成分方面具有相對恆定的內部條件 爲了讓我們能夠茁壯成長， 爲了讓生命能夠繼續進行， 你需要保持恆定的內部 環境，事實上， 這是許多這些 器官系統的主要目標，呼吸系統的主要目標 是將新鮮空氣帶入 體內。 所以你可以從中提取氧氣並 吹出它們，這樣你就可以 排除二氧化碳，二氧化碳是 我們體內碳代謝的最終產物， 因此 呼吸系統在 維持我們的內部環境處於 適當的狀態方面起着重要作用 通過 引入適量的氧氣來 調節呼吸頻率，以 實現這一目標，我們將在幾周後討論這一點。 腎臟系統在維持水分平衡方面具有 同樣重要的功能。 保持最佳濃度所需的水量 取決於 腎臟每天產生的尿液量 和排泄量， 此外腎臟還控制着 體內許多 重要離子的組成，碳酸氫鈉 對於維持健康非常重要。 ph 值平衡鉀， 並通過確定這些 分子中有多少保留 在體內，釋放多少 決定了內部成分， 我在右邊， 消化系統當然 負責引入 新鮮營養素的種類 細胞代謝的新鮮底物 新鮮數量的 氨基酸和核苷酸以及 我們無法在內部產生的東西， 因此這些都與我們 通過 與外部環境交換物質來維持體內平衡的能力有關 有一些器官 完全內部的 系統，我們將 在幾周後討論循環系統， 心臟，血管和血液 一起工作，形成完全內部的 功能，循環系統沒有任何機會 跨越 內部之間的邊界 你和 你的體外，它完全是內部的， 它的作用是在體內移動分子， 這樣它們就可以被 你體內各處的細胞所利用， 無論它們離你的皮膚有多近， 我們會討論這一點， 當然 神經系統 內分泌 系統 今天要開始討論的是這個系統， 負責在 身體組織之間來回發送信號 神經系統以 不同的方式做同樣的事情，所以 這兩個系統 在 此圖的核心所示，它們確實負責 在其他器官系統之間調節和交換信息， 您的肺部如何 知道您的心臟在做什麼，您的 腎臟如何知道 您的血液內的狀態，例如它們知道， 因爲 它們接收來自 內分泌系統和神經 系統的信號，這些主要是通信 系統，其作用是讓您的其他 器官系統協同工作， 我們將討論 這些工作的機制，現在有 一些非常錯誤的事情 這個圖 正確地顯示了這些 功能，因爲它集中在覈心中， 當然這不是你的 身體的組織方式，不是 所有這些層都包裹在 神經系統和內分泌 系統周圍，這些系統是分散的 遍佈你的身體，它們的分散 很重要，所以我們也會討論 這一點，所以退後一步， 想想 細胞接收信號的基本機制是什麼，事實 證明，細胞接收來自 其餘部分的信號或信息。 身體以 多種方式存在，但有一種 特別的方式，這是 思考細胞如何接收大多數 信息的一種非常有用的方式，它 在此處的圖表中示意性地顯示，因此在 此處的側面顯示細胞膜 是這樣的 位於其上方的細胞外部， 這是位於其下方的細胞內部， 這是將 細胞外部與 細胞內部分開的脂質雙層，我已經 多次提到 細胞膜的脂質雙層 不僅僅是 脂質雙層， 脂質雙層中還有其他分子， 它們對於四個細胞獲取 信息或從外部獲取分子很重要，我們 已經討論了一類 分子，它們的轉運蛋白將 分子從內部移動到外部或 外部 結束它通常不會 通過細胞膜運輸， 葡萄糖就是一個很好的例子， 我們將 在講座稍後再回到這一點，如果 細胞膜確實只是一個脂質 雙層，那麼 葡萄糖永遠無法進入 這個 層，因爲它不能滲透通過 細胞膜葡萄糖必須進入細胞，細胞 是銷售葡萄糖代謝的主要能量來源 ，它這樣做是因爲 膜表面有一些分子 允許葡萄糖進出， 這些被稱爲葡萄糖轉運蛋白，還有 另一個整個分子家族 位於表面， 它們不一定負責將 分子進出，但 它們位於細胞外部， 等待信號 當它們接收到 信號時，它們會以 非常特定的方式發生變化，並且細胞可以 識別細胞表面發生的這種變化， 並且一般類別 的分子稱爲受體， 它在這裏顯示爲一塊 物質生命體 在細胞膜中， 我們將 在一分鐘內討論不同類別的受體， 但現在只是以這種 簡單的方式將其描繪爲分子，通常是 嵌入細胞膜中的蛋白質 ，許多受體都有 其 I 的一部分 它們的一部分在 細胞外，它們穿過 膜，這是 穿過膜的受體的跨膜部分， 然後有一部分位於 細胞內部，將其伸出 到細胞質中，所以這被 稱爲 細胞外區域或 結構域 這是跨膜區域 和/或結構域，這是 細胞質區域或結構域，因爲 這些分子可以 從外到內跨越膜，在 正確的位置獲取 它們從細胞外接收到的信息 並通過膜將它們傳輸 到細胞內部裝置中， 這就是它們的作用，信號以分子的 形式出現，我們 在整個講座中將其稱爲 配體，您可能之前聽說過這個術語“配體 和受體” 通常指的是 固定在細胞膜上的細胞中的受體 和分散 在整個身體中並自由擴散的配體， 有時我們會找到該 細胞，當它們確實找到該細胞時， 它們能夠與該細胞相互作用 受體與受體形成某種化學 相互作用， 通常這是一種非共價 相互作用，實際上並沒有 形成化學共價鍵， 但它是一種非共價相互作用， 通常以氫鍵爲主， 我們將討論這種相互作用 當我們談論免疫系統時，更多的是非共價相互作用， 因爲在免疫系統中重要的 配體和受體的一個例子 是 我們產生的抗原外來分子和抗體分子，但 今天讓我們更 普遍地考慮它作爲配體和受體 配體 帶來一些信息，它們 通過與受體結合來傳遞信息 ，當它們結合時，它們會在 細胞內經歷的受體分子中產生一些變化，而細胞 經歷它的方式是通過某種 生化變化和這些變化 通常涉及酶，它們通常 涉及 所謂的第二信使分子的生成，這些分子將 信號進一步傳遞到細胞中， 並且它們通常涉及 反應網絡，不僅僅是一種酶，而是 一系列相互放大的酶， 以便進行反應 通過一種酶產生一種產物， 刺激另一種酶，產生一種 產物，刺激另一種酶， 通過這一級聯反應，你 放大並傳遞信號， 好吧，這就是 這裏所說明的，最終結果是，在 細胞的生命以及這種 變化會帶來什麼好處，這個 信號可能是一個分裂的信號，是時候 讓你讀 Deuce了，所以細胞反應將 是有絲分裂，對吧，這個 信號可能是你需要更多的葡萄糖， 所以 細胞的反應是創造更多的 葡萄糖轉運蛋白，將更多的 葡萄糖帶入細胞，這可能是 環境中存在危險的東西，我們必須 向右移動，所以細胞的反應是 向相反的方向爬行， 所以 可能會發生各種各樣的反應，但這種 反應是由 配體與受體結合的簡單化學過程引發的。 現在要記住的另一件事 是，對於任何細胞來說， 細胞上不只有一種受體，也 沒有 細胞上只有一個受體， 有數千或 數十萬個受體， 所有這些受體都可能 接收來自配體或 化學物質的信號，因此該途徑可能 不是細胞內唯一被激活的途徑 在 給定的時間內，它 可能會從該受體獲取信號， 從該受體獲取信號，再從該受體獲取信號， 細胞需要能夠將該 信息整合到 響應中，正確需要能夠將該 信息整合到響應中。 一個 反應，這是通過這些 生化反應發生的，所以我希望這 作爲背景有意義，我 將在講座的其餘部分用幾個例子基本上說明這個基本 概念， 這張幻燈片上的另一件事是 一個 簡單的類比，我已經 描述過，如果你將 受體配體系統視爲 細胞的輸入，並且如果它是 正在接收的聲音，則可能是 敲鼓，例如聲音 得到 我們習慣於 考慮聲音被轉換， 例如被聲波轉換 成電信號， 這可以被 你的 iPod 識別，但同樣的事情 發生在這裏，有一種轉換，一種 信號被轉換 對於 另一種信號，在 配體受體的情況下，配體濃度形式的化學信號 被轉換成生化信號， 並且該信號在這裏被攜帶， 例如第二信使的濃度， 通常是其他物質的濃度 該信號被 放大，因此可以使用同樣的事情 發生在細胞內，並 產生一些輸出，其中之一是對 受體 配體相互作用的這種理解實際上是 許多製藥行業的生物學基礎， 製藥公司的大部分工作 在 尋找藥物方面要做的就是 尋找新的配體，這些配體可以激活 受體並 在細胞內產生生物反應， 藥物 類型配體分爲兩類，即 激動劑和拮抗劑，激動劑 是一種模仿藥物的物質。 天然配體的作用所以我在這裏向 您展示幾個激動劑的例子， 有時激動劑就是 天然配體本身，這就是一個 例子，當您使用胰島素 作爲藥物時，胰島素是一種天然 存在的激素，它是一種蛋白質 胰島素是一種 在我們全身循環的激素， 當您 自己不能產生足夠的胰島素（ 糖尿病患者不能產生足夠的胰島素）時，它會調節葡萄糖代謝，那麼您可以使用 胰島素作爲藥物，胰島素在 您體內的作用是充當胰島素的配體 刺激某些類型的細胞 反應的胰島素受體我稍後會詳細討論 另一個例子是 患有帕金森病的神經系統患者 體內的一種稱爲多巴胺的天然配體太少， 並且可以 通過稱爲l的拮抗劑提供 -多巴與 多巴胺並不完全相同，它 略有不同，事實證明，當您將 左旋多巴給予人們時，它會通過 生化轉化爲天然多巴胺， 然後天然多巴胺充當其自己 的激動劑，但有時您可以 設計具有作用的藥物 就像 天然配體一樣，但不是 天然配體，我們已經確定了許多 刺激胰島素受體的藥物， 例如，但它們並不完全是 胰島素，這些藥物有可能 用作激動劑型藥物，另一種方法 是設計拮抗劑， 這 將是 抑制天然配體作用的物質的一個例子， 它們可以以多種 方式抑制，有時它們只是通過 阻止配體與其 受體相互作用來抑制，它們阻止 配體到達其天然 受體，所以 拮抗或 抑制天然配體的功能 ，有時它們通過實際與受體結合而發揮作用， 有時它們的結合比天然配體更好， 但它們不會產生正確的 生物反應，因此它們與 它們佔據的受體結合 受體 ，現在天然配體無法進入 它，但它們不會產生相同的 生化事件序列，因此， 抗癌藥物他莫 昔芬就是一個類似作用的藥物的例子，它與雌激素 受體結合並阻斷雌激素 信號傳導 和許多類型的癌症，特別是 乳腺癌，許多乳腺癌，但 並非所有乳腺癌都對雌激素敏感，雌激素是 細胞生長的自然信號，是 細胞生長的自然信號， 如果你設計一種藥物來 阻止雌激素相互作用，你就會 停止生長。 腫瘤的生長可能是 一件非常 有益的事情，有一 整類拮抗藥物 旨在影響您的 心血管系統，其中 11 類藥物 是 β 受體阻滯劑，它們與 β 腎上腺素能受體結合，這些受體在 您的心血管系統之間交換信息。 神經系統和 心臟跳動的收縮系統，導致 心跳，它們可以拮抗這種 反應，因此它們會影響 血壓，更 重要的是，它們有點像紅 血壓以及力量 你的 心跳和你的 心臟產生的壓力，所以這些只是 我之前提到的一些例子，我們認爲 受體是這些塊 和膜，但 受體有不同的家族，將 受體分爲兩種類型或家族的一個有用的事情 是 我們發現許多不同的 受體通過相同的 基本機制起作用，它們可能有 不同的配體來刺激它們， 但一旦它們受到刺激，它們就會以 相同的方式工作，並且理解這一點 確實確實導致了 生物學的許多進步 當我們談到這個問題時，我們將討論 這個問題，我 在這裏想做的只是介紹 一些基本類型的受體， 這裏頂部的受體稱爲 配體門控離子通道，離子 通道是 a 是一種存在於 細胞表面的蛋白質，它可以存在 於門控離子通道中，可以以一種 或兩種狀態存在，即關閉的狀態， 所以想象一下通道頂部有一個蓋子， 當它關閉時，任何東西都不能通過 當通道打開時， 東西就可以通過了，這些是 特殊的通道，它們只 允許某些分子通過， 在生理學中最重要的通道 是隻允許離子 通過鈉、鉀、氯化物、鈣、碳酸氫鹽 和 我們將 在本課程中簡要介紹，如果您繼續 學習生理學，您會更多地瞭解 這些 通道如何引起 細胞電位的變化， 從而導致 神經傳導或肌肉收縮等事件。 心臟的跳動我們會稍微討論 一下，但不多，但出於 這些目的，考慮一個 只允許鈉通過的通道， 例如它上面有一個門，並且該 門處於打開或關閉狀態， 具體取決於 取決於配體是否存在， 因此，如果配體到來並 與受體相互作用，它會打開， 如果配體消失，它會關閉，因此 在該配體存在的情況下， 該分子會打開，噹噹 配體 消失了，但它並沒有消失，這改變了 細胞，這裏有一些例子，有 許多神經遞質 在大腦神經元之間傳遞信號， 細胞以這種方式工作，接收 來自 神經的電信號並將其轉化爲肌肉 收縮以這種方式工作，所以神經神經神經 肌肉連接基於 配體門控離子通道起作用，另一個 家族稱爲 g 蛋白偶聯 受體，它被稱爲 g 蛋白 偶聯受體，因爲它是 一種像此處所示的受體，與 稱爲 G 蛋白的特殊分子， 當配體存在時，它會與 細胞外的受體結合，並 激活該 G 蛋白， 然後 G 蛋白繼續 在細胞內產生一些其他生化變化 ，我們不會談論 關於 這一點的任何細節， 在你的書中都有更詳細的描述，這些 是令人着迷的分子，它們 無處不在，它們遍佈在 你身體的細胞中， 它們負責 細胞相互作用的許多生物化學， 另一個家族的信號是受體 酪氨酸激酶，我稍後將展示另一張 圖片，更多地告訴您 什麼是激酶，但是 激酶基本上是一種酶，可以將 磷添加到另一個分子中， 它可以磷酸化或添加磷 磷傳遞到另一種蛋白質，這 是一個信號，磷的傳遞 是細胞 內通訊中經常使用的信號，稍後我將 詳細討論這一點， 在這種情況下，受體酪氨酸激酶 是一種結合 配體及其細胞外的表面 並啓動這種酶活性，這種 激酶活性並導致 另一個分子的磷酸化， 除了激酶之外，還有其他受體與其他酶相連， 所以我將其作爲一個 一般家族包括在這裏，所以 例如，這些受體與配體結合， 然後釋放一種酶，這種酶可以 促進 細胞內的某種反應，通常是其激酶 a--， 但不一定是 經常被激活的酶之一。 將 ATP 轉化爲 我們體內的小分子的酶， ATP 以其 儲存能量的能力而聞名，但它也是一種信使 分子，當 細胞內的某種酶被激活時，ATP 就會 轉化爲分子切割循環 MP 環狀 MP 是一種 稱爲第二 信使的分子的一個例子，它是響應 信號而產生的，因此 配體與受體結合，進行 這種轉換的酶被激活，並且 釋放出更多的環狀 MP 細胞內循環a MP水平上升， 細胞行爲發生一些變化，現在 擁有第二信使的優點之一 是，如果你有兩個不同的配體刺激兩個不同的配體，那麼這是一種 可以在 細胞內作用的不同受體系統之間進行整合的方法 不同的受體中的 一種會導致這種酶的激活並 產生 點擊a MP， 如果 從不同配體操作的另一種受體做 同樣的事情，則p水平將開始上升，產生一種酶， 導致循環a MP增加 循環a的速率 與僅激活其中一種受體相比，MP 增加的速度會 更快， 因此銷售會 在內部經歷不同的情況， 因爲兩種受體都被激活，而 不是僅激活一種受體，所以有時 第二信使會從 各種不同的受體收集信號 系統將 它們轉化爲一種內部 變化，然後細胞只需要 知道這一變化是否 有意義，好吧，這是 第二信使 肌醇脂質途徑的另一個例子，這些是 細胞膜中自然存在的分子 被失活 某些 酶和激酶是由 受體產生的，在 我剛剛作爲例子的書中對此有更多的討論， 但這有點超出了 我今天要討論的範圍，我確實 想多說一點關於 激酶的事情 因爲它們 在細胞內通訊中非常重要，而 激酶利用了 蛋白質通常可以以 多種狀態存在的事實，這就是使 它們成爲細胞內有用分子的原因， 這就是使蛋白質可用於 傳遞或響應信號的原因， 通常蛋白質的狀態 取決於它是否被磷酸化。 現在被磷酸化意味着 磷酸基團已添加到蛋白質中，並且 磷酸基團只能 添加到蛋白質上的某些氨基酸上， 因此蛋白質僅在以下情況下才容易 被磷酸化： 具有某些 類型的氨基酸序列，例如， 可以磷酸化的氨基酸之一 是酪氨酸，因此 具有酪氨酸的蛋白質，並且酪氨酸的 位置使其位於 蛋白質的外部並且易於發生 化學反應，可以是 磷酸化， 激酶的作用是 識別這種蛋白質，例如 蛋白質上的酪氨酸， 它對蛋白質進行化學反應， 從 ATP 中獲取磷，然後將 磷轉移到 您已經知道的蛋白質上或或 你可以 回顧一下第四章，我 向你提供了一些關於 蛋白質如何工作的內容，你知道 蛋白質的功能 與其結構密切相關。蛋白質 在溶液中具有三維結構， 它們的結構決定了它們的作用， 有時甚至是微妙的。 蛋白質結構的變化可以將其 從活性狀態轉變爲非活性 狀態，這是蛋白質的優點之一 是工作分子是 它們的結構可以通過微妙的 方式改變，有時這種微妙的變化 可以導致巨大的變化 在 蛋白質的功能中，我們可以想象一下，是否 可以 通過添加磷來打開和關閉結構的變化 ，事實上，在許多 蛋白質中都可以，因此某些蛋白質可以 從它們不做的關閉位置切換 任何東西都放在一個位置上， 他們現在只通過 像這樣的化學反應來做某事，其中 添加了磷，所以激酶 在許多情況下可以充當 打開或 關閉蛋白質的機制，如果該蛋白質是酶的話 你變了，他把它 從不催化反應的關閉位置切換到 打開位置， 你改變了細胞的生化狀態， 你改變了 細胞內可能發生的化學反應， 你' 已經改變了它的行爲， 這就是爲什麼激酶很重要的一個非常簡單的版本， 如果這個 激酶碰巧打開了這個蛋白質， 你也希望有一個機制來 關閉它， 蛋白質的另一個美麗之處在於， 如果 你會做出微妙的構象 變化，通常這些變化是 可逆的，通常這些變化是 可逆的，現在你都知道我們可以 對蛋白質進行不可逆的改變， 你可以使它們完全變性，這就是 當你煮雞蛋時會發生的情況， 例如你已經吃過的雞蛋 蛋清中的所有蛋白質，例如，你提高 溫度， 它們的化學成分會發生不小的變化，而是化學 成分的巨大變化，你會使 它們變性，你可以看到它們變性，因爲 蛋清從透明變成白色 ， 它不會回到正確的位置，你已經不 可逆地改變了該物質， 因爲你已經改變了 內部所有蛋白質的結構，所以你可以使 不可逆的變化也一直髮生， 但在這裏我談論的是非常 微妙的小變化，其中 你正在 改變蛋白質的結構， 但只有一點點，這樣它就可以 返回，你可以 在細胞內打開和關閉它的一種方法 是去掉這種磷 蛋白酶，這些酶會與相反的達克因進行 相反的反應 ace 被 稱爲磷酸酶，好吧，所以你可以想象 細胞內存在一種具有一定丰度的蛋白質， 有一百個這樣的分子， 當受體被激活時，激酶 活性被激活，激酶 作用於蛋白質，蛋白質被 打開 細胞內開始發生新的事情，另一個受體 最終激活磷酸酶， 磷酸酶現在關閉蛋白質，這 是一個從外部可以 用來改變細胞壽命的開關，好吧，所以 這是一些不太複雜但 希望可以理解的描述 真主生物學的整個領域稱爲 信號轉導如果你聽說過 信號轉導 生物學，研究信號 轉導的人正在研究這些 東西，我們談到了生化 信息如何轉移到細胞中 並通過細胞我想看看 稍微更高的水平 現在放大並考慮不同類型的 細胞通訊，一種 細胞通訊通過與 我們正在討論的類似機制發生， 但這裏一個細胞上有受體 ，它們經歷的配體 不是溶解的分子，而是實際上是 附着在另一個細胞上的分子， 所以有時信號 通過細胞接觸和買賣接觸在細胞之間傳遞， 我的意思是 一個細胞中有一個受體，它 與另一個細胞中的受體產生某種化學相互作用， 所以取決於哪個細胞 對於你的細胞， 你可以將一個稱爲受體， 另一個稱爲配體，這是一種 在免疫系統中非常頻繁使用的通訊模式， 我們稍後會看到，這就是 例如外來分子或 抗原被呈遞給 免疫系統的細胞，以便開始 產生免疫反應的過程， 所以有時是細胞細胞 相互作用，這些例子的其餘部分 指的是受體，正如我所 描述的那樣，以及 可溶且可以移動的配體 將 這種信號分爲三類是有用的， 一類 顯示在頂部，稱爲 自分泌，這可能是 最奇怪的，因爲 刺激受體的配體是由 細胞本身產生的，所以有時細胞會發出 這樣的信號： 它們收到的結果是什麼， 這在免疫 系統中也常用，但它是放大信號的一種方式， 例如，如果 我通過鼓勵 它產生這種特定的配體來激活這個細胞，而 該配體是細胞所 具有的配體，會怎麼樣？ 一個受體進一步鼓勵 它產生更多的配體， 然後你可以想象一個循環，其中 受體的激活導致 產生更多的配體， 導致受體的激活並 產生更多的配體，這 就是一個例子 一個稱爲 正反饋的過程，受體 被激活越多，激活的反饋就越多， 這可能是一種非常 強的放大反應， 在許多情況下，免疫系統中會發生這種情況， 一個例子是 T 細胞產生某些稱爲細胞因子的分子 激活自身的另一個 例子稱爲旁分泌，這裏 自分泌和 旁分泌之間的區別在於， 產生 信號的細胞和接收 信號的細胞之間有一定的距離，但距離不是太大， 因爲血液系統沒有 所 涉及的分子在這裏產生， 它們通常通過 擴散到鄰近的分子 而直接流動，對位意味着靠近旁分泌意味着 來自附近內分泌的信號是 通過 血液系統傳遞的信號，因此 產生信號的細胞產生足夠的信號 分子的結構，使其進入 血液，在 全身循環，最終到達 遠處的細胞，該細胞具有 該配體的受體，並且信號被 接收，其中的一個例子當然是 胰島素，它是由以下 細胞產生的： 胰腺並作用於 全身細胞 腎上腺素是由 腎上腺細胞產生的另一種物質， 但要充分利用我全身的細胞 內分泌 系統是一個身體 器官系統，專門 產生這些信號 被使用 積累在血液中 被 全身細胞使用 有兩類一般 分子，它們是由 內分泌系統產生的 所有 分子都被克拉克稱爲激素，所以 激素是起作用的配體的另一個名稱 在這種內分泌方式中， 激素只是一種以這種內分泌方式運作的配體， 但 激素可以是蛋白質內分泌 激素可以是蛋白質，這意味着它們是 通常相當 水溶性的大分子，或者它們可以是類固醇 ，類固醇是小分子 比蛋白質小得多 較小的分子 往往是疏水性或 脂溶性的 蛋白質激素的例子是 我們之前討論過的胰島素， 以及我們沒有討論過的胰高血糖素和生長激素， 但這在青少年等 生命時期非常重要 例如，當 您的骨骼快速生長良好時， 胰島素是一種蛋白質，由 胰腺細胞產生，在 血液中循環，無法進入細胞，因爲 它太大且水溶性太高， 因此無法通過細胞 細胞膜上的 胰島素受體與對 胰島素類固醇激素敏感的細胞上的受體相互作用，而 睾酮和雌激素、黃體酮等分子則 決定性特徵並對 生殖功能很重要，這些 分子都是衍生的。 來自 類似的來源，其中許多是 由膽固醇驅動的，並且它們是 疏水性的，這意味着它們可以 穿透細胞膜，因此 不需要與 細胞表面的受體結合即可發揮作用， 因爲該分子 實際上可以 直接進入細胞，許多類固醇激素 起作用，因爲它們將兩個細胞與細胞 深處的受體結合， 通常在細胞核內，我將 立即展示它是如何工作的，但 例如雌激素就是其中之一。 目前它可以進入 附近的細胞，並且可以與細胞 深處的受體結合，所以 這是一個新概念，正確的受體 不一定是細胞表面上的這些分子， 細胞內其他地方也可以存在受體 例如，進一步討論 這個示意圖，討論 胰島素的作用，你知道這一點， 但也許你還沒有考慮 到這個細節，但你知道， 當你吃完飯後，你會吃 午餐 下課後，你要 去吃午餐，你要吃 任何你吃的東西，但希望它不是 士力架，但我們假設它是 士力架，你的血糖 會上升，因爲你吃了 很多 當它發生時，你的 胰腺收到一個信號，表明你的 血糖已經開始上升， 它會分泌胰島素，因此 你的胰腺中有細胞識別 血糖水平，並分泌胰島素 作爲反應，這種 胰島素然後開始分泌胰島素。 在整個血液中循環，如果你測量 午餐後有人測量你血液中的胰島素水平，如果他們 每小時服用10分鐘30分鐘， 你會發現它在 緩慢上升，因爲它在 你的身體循環中增加了它的部分， 你體內的大多數細胞都有胰島素 受體，因此胰島素開始與 這些細胞上的胰島素受體結合， 當它發生時，它會 在細胞內產生生化變化， 它所做的事情之一就是增加 某些類型的 細胞（特別是脂肪細胞）對葡萄糖的攝取 細胞和肌肉 細胞很好，爲什麼它會 增加肌肉細胞對葡萄糖的吸收， 因爲肌肉可以使用並且 經常使用葡萄糖作爲 能量來源，所以當有額外的 葡萄糖時，你想將其放入 可以使用的細胞中 它立即爲什麼會 進入脂肪細胞，因爲也許 你吃了比 你立即需要的更多的葡萄糖，所以 它進入了可以儲存 葡萄糖的細胞，這就是脂肪細胞將 葡萄糖轉化爲 儲存良好的形式，葡萄糖攝取是如何得到的 在這些細胞中，它得到增強， 因爲當胰島素與 胰島素受體結合時，它會激活 受體，它是如何激活它的，它會 產生一種他媽的ACE活性， 導致蛋白質磷酸化， 所以胰島素結合導致 磷酸化，導致其他 生化變化，最終 發生的情況是，在 細胞內表達和儲存的葡萄糖轉運分子被運送 到表面，因此細胞對 葡萄糖的滲透性上升，更多的 葡萄糖可以進入，這是一個 高度簡化的版本，但有點 閉合循環 關於我們一直在 談論的胰島素，配體 與其受體結合，通過 暴露的激酶活性產生變化，從而 導致其他生化變化，從而 導致細胞行爲發生變化，在 這種情況下，細胞行爲是更多的 葡萄糖轉運蛋白 帶到 細胞膜上，更多的葡萄糖可以進入 細胞，這在您吃完飯後的某個時間是有意義的， 因此您 在午餐時間吃士力架，並且您白天沒有時間 吃其他任何東西， 您的血糖水平會下降 爲什麼它會下降，一個是因爲 你沒有攝入更多的葡萄糖， 另一個是因爲當你吃 葡萄糖時，你得到了更多的胰島素， 葡萄糖被輸送到細胞中，在那裏 它被使用或儲存，從而 帶來你的葡萄糖 降低另 一種激素水平 胰腺在應對低血糖 水平時會產生另一種激素，它被稱爲胰高血糖素，它具有 許多與胰島素相反的作用， 因此不僅胰島素會 下降並阻止這些行爲，而且一種 稱爲胰高血糖素的新激素會產生 產生的這種 變化會強化這種變化， 而您一整天都會在這些狀態之間切換， 儘管您的細胞經歷 這些狀態的地方是通過這些 稱爲胰島素和 胰高血糖素類固醇激素的細胞外配體，它們可以以 不同的方式運作，因爲它們的 結構很小 分子是 脂溶性的，它們可以從 細胞外進入細胞內，讓我們以 雌激素爲例，例如， 身體某一平坦部位的細胞產生一種小分子，在 血液中循環雌激素進入細胞， 有時雌激素能夠 滲透到細胞深處 在細胞內，甚至進入 細胞核， 雌激素的受體是一種特殊的分子，稱爲 DNA結合或雌激素因子，它可以 與這種受體結合，形成一種新的 單位， 當這種結合的受體與DNA相互作用時， 它可以與DNA相互作用。 例如，打開 目標基因的表達，因此 當 細胞暴露於雌激素時，雌激素所做的事情之一是 某些基因被打開，而 在無雌激素狀態下沒有打開， 它導致新 基因產生的表達 新蛋白質的產生以及 細胞行爲的變化，因此 有時受體 與配體相互作用時會導致細胞 實際產生的蛋白質發生變化 ，這是發生這種情況的一種非常直接的方式， 這些分子會激活 它們激活 轉錄過程的基因有時被稱爲 轉錄因子，這是 轉錄因子的一個例子，它 本身會因類固醇的存在而被激活或打開， 好吧，這就是我 今天想說的結束 我們 下次要討論的內容，我鼓勵您 提前閱讀，因爲您會發現第 6 章中的細節比 我們在這裏討論的內容要多得多，我已經強調了 我之前提到的要點 認爲 很重要 它們 對於您的理解顯然很重要 我們 下次將討論這些一般性主題並討論它們如何在神經系統和免疫系統中發揮作用