第七讲 生物体内的信息传递
一,信息传递是生命活动的重要内容
二,神经系统在信息传递中的作用
三,激素系统和细胞信息传递
四,神经、激素配合作用控制体内稳态
一、信息传递是生命活动的重要
内容 （本节见参考书第 153-164页）
1、生命活动中充满着信息交流
生命活动的基本内涵是维持和
延续生命，包括：觅食、繁殖和躲
避危险等环节。
信息交流
生命活动的每个环节都充满着信
息的交流。
猎食者和猎物之间
雄性和雌性之间
同一种群个体之间
2、生物体内部的信息协调
每个生物体都是 信息发送源,又
是 信息接受体 。
信息的发送包括：
光、
形体动作、
声、
气味
等等
物理的
化学的
生物体不仅接受外界环境的信息，
用以调整内部的代谢,动作与行为，而
且，生物体内部组织器官之间，亦不
断的发出和接受信息，以协调整体的
代谢状态 —— 生命活动。
这一讲的主要内容集中在
协调个体内部的生物信息传递过程 。
人体协调内部的生物信息过程
主要涉及两个系统：
神经系统 协调内、外
内分泌系统 主要 协调内部
哺乳动物和其他较为低等的动
物亦有这两个系统
二、神经系统在信息传递中的
作用 （本节见参考书第 164-184页）
1、神经系统协调生物体对外界的反应
（ 1）人体的一个简单的反应 ——
膝跳反射 。
膝跳反射实际上是两个 神经元
细胞 分别联系着
感受器（肌梭）
效应器（横纹肌） 。
（ 2）实际上，人的神经活动，都
会不同程度的受到 脑 的影响，所
以，在大多数情况下,神经元细胞
之间联系 要比上述协调膝跳反射
更复杂一些。
（ 3）神经系统中担负神经传导的
基本结构和功能单位是神经细胞，
即 神经元 。
另外，还有几种 神经胶质细胞,
它们不担负神经传导任务，主要是起
着 帮助和支持神经元 的作用。
神经元
神经系统
神经胶质细胞
2,神经元的结构 神经元的细
胞结构很特别，由以下几部分组成：
（ 1） 细胞体,含有 细胞核 的膨大
部分，还含有 高尔基体, 线粒体,
尼氏体 等。
细胞体的表面膜有 接受刺激 功
能。
（ 2） 树突,短 分支的突起。树突的
功能是 接受刺激,传入刺激。
（ 3） 轴突,每个神经元，一般只有
一条轴突,。
轴突可以伸得很长。所以，人的
神经元可长达 1 m，鲸的神经元可长
达 10 m。
轴突外面常包着充满磷脂的 髓鞘 。
轴突的主要功能是传出神经冲动。
树突 轴突
短而分支 长 /末端有分支
无髓鞘 有髓鞘
接受和传入刺激 传出神经冲动
（ 4） 突触,轴突的末梢有若干分
支，每个分支的末端膨大形成小球状，
这是神经元传出神经冲动的 终端 ; 通常，
在小球后面，紧紧靠着 另一个神经元 的
树突或细胞体，或紧紧靠着一个 效应细
胞 （例如肌肉细胞或腺细胞）的细胞膜。
3、神经冲动的产生和传导
（ 1）静息电位
神经元在静息状态时，即未接受
刺激，未发生神经冲动时，细胞膜内
积聚 负电荷,细胞膜外积聚着 正电荷,
膜内外存在着 － 70 mV 电位差。
造成静息电位的原因很多。其中一
个主要原因是细胞膜上存在 Na+,K+—
ATP 泵,这是一个具有 ATP 水解酶 活性
的蛋白质，每水解一个 ATP 分子，可将
3 个 Na+ 泵向膜外，同时将 2 个 K+ 泵向
膜内。
（ 2）动作电位
当神经细胞受到刺激时，细胞膜
的透性急剧变化，大量正离子（主要
是 Na+）由膜外流向膜内，使膜两侧
电位从 － 70 mV,一下子跳到 +35mV，
这就是动作电位。 动作电位的产生，
意味神经冲动的产生。
动作电位的产生与传播具有以下特
点：
,全或无,, 刺激强度不够，不产
生动作电位，刺激达到或超过 有效强度
（阈值）,动作电位 恒定 为 +35 mV。
快速产生与传播,动作电位的产生
很快，大约仅需 1 ms 时间。
动作电位一经产生，很快从刺激点
向两侧传播，传播速度可达 100 m/S。
不应期：
产生动作电位需 1 ms
再加上恢复到原来静息电位状态 3－ 5ms
所以在一个刺激作用后，
直至恢复到静息电位状态，总共 4－ 6ms
这段时间内,神经细胞对新的刺激无反应,称
为 不应期 。
（ 3）神经冲动在突触的传导
神经冲动沿着轴突,基本上都是按
照引起邻段发生动作电位方式向远端传
播，到了突触的地方,如何跨越两层细
胞膜之间的空隙,传向后一个细胞?
跨越细胞间隙传导神经冲动的
两种方式：
电突触 化学突触
间隙 2 nm 20 nm
传导 电位 神经递质
逆向 可以 不可以
仍以引起后面的细胞产生动作电
位方式，使神经冲动传播下去，这种
情况下的突触称为 电突触 。电突触的
前后两层细胞膜之间间隙甚小，不足
2nm。
电突触常见于低等动物如：蚯蚓、
虾、海参等。
神经元在突触处释放化学物质，
称为 神经递质 。突触后细胞的细胞膜
上有特殊受体，与神经递质特异结合
而使神经冲动的信号传播下去。这种
情况下的突触称为 化学突触 。
化学突触 的前后两层细胞膜之
间间隙较大，约 20 nm。
化学突触 常见于高等动物，如：
脊椎动物，人体。
（ 4）神经递质及其效应
1921 年德国科学家通过一个巧妙
的实验第一次证实神经递质的存在。
又经过 12年，到 1933 年由英国科学
家 Henry H? Dale 证实，这个化学物质
是 乙酸胆碱 。两人因此项工作获 1936
年 诺贝尔医学与理学奖 。
迄今已发现的 神经递质 已有十几
种，大多数是一些有机小分子。还发
现一些小肽类物质，作用于神经细胞，
调节神经细胞对神经递质的感受性，
称为 神经调节物 。
神经递质 神经调节物
neurotransmitters neuromodulates
乙酰胆碱 内啡肽
正肾上腺素 等等
?－氨基丁酸
5－羟色胺
神经递质由 突触前细胞 释放，通
过 受体 作用于 突触后细胞,引起突触
后细胞的 反应 。
神经递质＋受体 直接 /间接打开离子
通道,改变 膜电位
神经递质 +受体 产生第二信使,改变
胞内代谢 引起收缩
排放 等
（ 5）一个神经元就是一个整合器
随时接受成百上千个信息，
进行加工，
作出决定：兴奋 /抑制。
随时输出大量信息至不同 细胞。
中枢神经系统 (脑－ 脊髓 )在信
息加工中起关键作用。
人体神经细胞体
90％ 在脑 /脊髓中
10％ 在外周神经节
三、激素系统和细胞信息传递
（本节见参考书第 184-189页）
1、内分泌，侧分泌和自分泌
激素系统的主要功能是保持生
物体个体内部的协调运作。
激素系统原来一直称为 内分泌系
统 。人有各种内分泌系腺，“激素是
由内分泌腺分泌的有机分子，由血循
环带至身体各部分，作用于特定的 靶
细胞,只需很低浓度即可引起靶细胞
给出独特的反应”。
激素特征：
来源 —— 由内分泌腺分泌
传播 —— 无特定管道，随血流传布
作用 —— 特定靶细胞
效应 —— 低浓度、强效应
后来发现，不仅专门的内分泌腺，
人体许多细胞都有分泌激素的功能。
例如，哺乳类的 几乎所有细胞 都能分
泌 前列腺素,前列腺素能引起平滑肌
收缩，血小板聚集，炎症反应等多种
生理效应。
还有一些细胞分泌激素，可作用
于自身。这样，从分泌细胞调节目标
的角度来看，不仅有 内分泌,还有 旁
分泌 和 自分泌 。这些细胞调节物统称
为 激素 。
2、激素 -—— 两类信号分子
激素在体内的生理作用，主要是
调节细胞的代谢和行为。 激素在浓度
很低的情况下，就能起很强的调节作
用，使靶细胞发生明显的变化。所以，
通常把激素称为 信号分子 。有时候，
神经递质也被称为 信号分子 。
血流中一般 突触间隙
激素的浓度 乙酰胆碱
10-8 M 5 ? 10-4 M
按分子性质可以把激素分为两大类：
脂溶性激素 —— 性激素 (固醇类 )
肾上腺皮质激素
甲状腺素
水溶性激素 —— 胰岛素 (肽类 )
肾上腺素
(氨基酸衍生物 )
3、受体 —— 专一结合信号分子
的蛋白质
激素能够特异地作用于靶细胞，因
为靶细胞有专一结合某种激素的受体。
这种 激素 — 受体复合物 的形成是靶
细胞接受激素信号，作出一系列反应的
开端。
4、脂溶性激素的信号传递途径
固醇类激素的受体在 细胞质中 /细
胞核内 。固醇类激素直接进入细胞，
和受体结合，受体活化后，能结合到
DNA 的特定位置，调节基因表达。
固醇类激素的受体又被称为 转录
调节因子 。
5、水溶性激素的信号传递途径
肾上腺素与位于细胞膜上的受体
相结合。活化后的受体推动 腺苷酸环
化酶 的活化，在该酶的催化下，产生
出环状腺苷酸 cAMP。
cAMP 再继续推动后面许多反应，
使细胞出现总效应，最后使 血糖上升 。
（ 1） cAMP 被称为第二信使
后来,c GMP, Ca2+ 等陆续被发
现在细胞信号传递中，起第二信使作
用。通过第二信使，推动后续 多步反
应 。
由第二信使推动的多步反应，还具
有使激素效应 放大 的作用。
第二信使的基本特征,
能够推动后续反应。
浓度一度升高后，能很快恢复，准
备应付后一个刺激。
在激素作用下，胞内最早反映出
浓度变化。
（ 2） 受体蛋白质磷酸化也可以是信号
传递的开端。
胰岛素和一些生长因子与它们 相应
的受体 结合，引起的第一步反应是使受
体蛋白质本身磷酸化 —— 磷酸结合在受
体蛋白质分子中氨基酸残基上 。
由磷酸化的受体，推动后面 一
步步反应,使信号通过 一个个蛋白
质 传下去，直至活化能调节基因的
蛋白质 —— 转录因子 。
四、神经激素配合作用控制个体
体内稳态
（本节见参考书第 197-199页）
1、下丘脑－ 脑下垂体 －内分泌系统
形成 调控通路。
激素的分泌受着神经系统的调控。
2、例一：钙的吸收和沉积受 多种
因子 调控。
甲状旁腺,甲状旁腺素
甲状腺,降血钙素
食物中,维生素 D
3、例二：血糖水平的调控的 复杂网络
肾上腺,肾上腺素
胰岛,胰岛素
胰脏,胰高血糖素
嘿！
下
课
了