關于“穩態與調節”幾個問題的探討

吳舉宏 （江蘇省教育科學研究院 江蘇南京 210013）

因囿于教材的描述， 教師對生物學知識的理解存在不少誤區， 這可以通過他們在課堂教學中的言語表述和命制試題中的卷面表達反映出來。這些理解上的誤區， 嚴重影響課堂教學和試題命制的科學性，非常值得重視和研究。 本文選取“穩態與調節”方面的幾個代表性問題進行探討。

1 抗利尿激素受體只分布在腎小管、 集合管細胞嗎？

人和大多數哺乳動物的抗利尿激素由9 個氨基酸構成， 是下丘腦的視上核和室旁核神經元所分泌的一種激素。 它在細胞體中合成，經下丘腦-垂體束運輸至神經垂體， 儲存在軸突末梢的囊泡內。當機體需要時，在適宜刺激下再由神經垂體釋放入血，經血液循環將其運送至靶器官，通過與靶器官的受體結合而發揮生理效應。 抗利尿激素具有促進腎小管、集合管重吸收水分的生理效應，于是一些教師武斷地認為， 抗利尿激素受體只分布在腎小管和集合管細胞。

抗利尿激素的受體有2 類， 即V1和V2受體。V1受體分布在血管平滑肌上， 抗利尿激素通過作用于V1受體，引起體循環小動脈收縮，包括腎臟小動脈收縮；V2受體分布在遠端小管和集合管上皮細胞基底側膜，抗利尿激素與其結合后，激活細胞內的腺苷酸環化酶，使上皮細胞中環腺苷酸的生成增加，后者進一步激活蛋白激酶A，通過一些未知蛋白的磷酸化，使水通道蛋白-2 表達量上調，并定位至細胞管腔側膜上，從而增加水的通透性［1］。

其實，激素受體的分布情況非常復雜，并非中學教材提及的那樣簡單， 也非部分中學教師理解的那樣片面。 例如促甲狀腺激素釋放激素（TRH）的受體并非只分布在垂體細胞上，因為TRH 除具有促進垂體激素分泌作用外，還具有神經遞質（調質）的作用，因此TRH 受體分布廣泛，主要分布于中樞神經系統，例如嗅皮質、海馬、杏仁核、下丘腦、垂體、腦干（臂旁核、孤束核）和脊髓（腹側角）等處。近年來采用放射自顯影、放射受體分析法證明， 免疫細胞上有很多神經遞質和內分泌激素的受體， 包括類固醇受體、 兒茶酚胺受體、 組胺受體、阿片受體、胰島素受體、胰高血糖素受體、血管活性腸肽受體、促甲狀腺激素受體、生長激素受體、生長抑素受體、催乳素受體、P 物質受體等。可以認為大多數神經遞質和內分泌激素的受體都可以在免疫細胞上找到， 幾乎所有的免疫細胞上都存在不同的神經肽、神經遞質和激素的受體。甚至一些激素可直接作用于分泌細胞自身， 例如胰島B 細胞分泌的胰島素可抑制B 細胞自身的分泌功能； 腎上腺髓質分泌的兒茶酚胺類激素可抑制自身合成酶的活性； 某些甾體激素直接與細胞內受體結合發揮效應［2］。

2 一個神經元只能釋放一種遞質嗎？

過去認為，一個神經元內只存在一種遞質，其全部末梢只釋放同一種遞質。 這一觀點被稱為戴爾原則（Dale principle）。 現在看來，這一觀點應予以修正。因為已發現有2 種或2 種以上的遞質（包括調質）共存于同一神經元內，這種現象稱為遞質共存（neurotransmitter co-existence）。 遞質共存的意義在于協調某些生理功能活動。例如，貓唾液腺接受副交感神經和交感神經的雙重支配。 副交感神經內含乙酰膽堿和血管活性腸肽。 前者能引起唾液分泌；后者則可舒張血管，增加唾液腺的血液供應，并增強唾液腺上膽堿受體的親和力。二者共同作用使唾液腺分泌大量稀薄的唾液。 交感神經內含去甲腎上腺素和神經肽Y。 前者有促進唾液分泌和減少血液供應的作用； 后者則主要收縮血管，減少血液供應。二者共同作用使唾液腺分泌少量黏稠的唾液［1］。

3 與神經遞質結合的受體只存在于突觸后膜上嗎？

每一種神經遞質的受體根據其結構、 細胞內傳遞信息的方式，以及引起效應的差異，都可區分為若干種類； 許多種類的受體又可進一步分為多個甚至多級亞型（subtype），構成多種所謂受體家族，這反映了受體的多樣性。

受體既存在于突觸后膜，也分布于突觸前膜。分布于突觸前膜的受體稱為突觸前受體（presynaptic receptor）。突觸前受體被激動后，可調制（抑制或易化）突觸前末梢的遞質釋放。 例如，突觸前膜釋放的去甲腎上腺素作用于突觸前α2受體，可抑制突觸前膜對去甲腎上腺素的進一步釋放。 這種類型的突觸前受體也稱自身受體（autoreceptor）， 因為與其相結合的遞質由同一突觸的前膜或同一類神經元釋放。 有些突觸前受體被激動時能易化遞質釋放， 例如交感神經末梢的突觸前血管緊張素受體被血管緊張素Ⅱ激動后， 可易化突觸前膜釋放去甲腎上腺素。 由于血管緊張素Ⅱ并非由交感神經末梢釋放， 這種突觸前受體也稱異源性受體（heteroreceptor），即其內源性配體并非來自同一種突觸的前膜。 異源性受體的另一個典型例子是去甲腎上腺素在中樞神經系統可作用于谷氨酸能軸突末梢上的α1或α2受體， 分別促進和抑制谷氨酸釋放［1］。

4 ATP 也是一種神經遞質嗎？

對于ATP，更多的人知道它是細胞的能量“通貨”，是細胞生命活動的直接能源物質，而鮮有人知道它還是一種神經遞質。

哺乳動物的神經遞質種類很多， 已知有100多種。 根據其化學結構， 可將神經遞質分成七大類：膽堿類、胺類、氨基酸類、肽類、嘌呤類、氣體類和脂類。嘌呤類遞質主要有腺苷和ATP。ATP 受體的分布以周圍神經系統居多， 可分為P2X 和P2Y 共2 種亞型。P2X 受體均為配體門控通道，廣泛分布于體內幾乎所有組織， 又分為P2X1～P2X7共7 種亞型， 激活后產生興奮性突觸后效應。 而P2Y 受體全都是G 蛋白耦聯受體，又分為8 種亞型。 P2Y 受體激活后可產生興奮或抑制不同的效應，取決于受體與哪種G 蛋白耦聯。 ATP 具有廣泛的突觸傳遞效應。 它在自主神經系統中常與其他遞質共存和共釋放，參與對血管、心肌、膀胱、腸平滑肌等的活動調節； 在腦內常共存于含單胺類或氨基酸類遞質的神經元中。研究表明，ATP 介導自主神經系統的快速突觸反應和韁核的快反應。 末梢在釋放ATP 的同時可能也將可溶性核苷酸一起釋放，使ATP 在產生傳遞效應后被迅速清除。 此外，ATP 還在痛覺傳入中具有重要作用。P2X1和P2X2受體存在于脊髓后角， 表明ATP 在感覺傳遞中起作用［1］。

5 糖尿病患者為什么出現視網膜病變？

不少教師和學生對糖尿病患者出現視網膜病變從而視物模糊感到疑惑不解， 他們認為糖尿病只是糖代謝方面的疾病，應該只是能量代謝異常，不會引起器質性病變。

其實糖尿病性視網膜病變（diabeticretinopathy，DR）是糖尿病性微血管病變中最重要的表現，是一種具有特異性改變的眼底病變。 長期高血糖使正常糖酵解過程受阻， 葡萄糖不能經過正常途經分解，同時山梨醇通路激活，使視網膜毛細血管周細胞內山梨醇堆積。 高血糖也干擾了肌醇磷脂的代謝，導致細胞內多種代謝紊亂，改變了毛細血管周細胞的生理作用，使毛細血管收縮力喪失，自身調節失常造成血液循環障礙。此外，高血糖導致糖化血紅蛋白增高，血液呈高凝狀態，血液黏稠度增加，使血流減少，微血栓形成，導致視網膜缺血性 損傷［3］。