第四章,信息传递——生命的自我控制

第四章信息传递和处理 教学目的与要求 了解细胞通讯的基本原理 掌握信息的接受 传递和响应 了解视觉的形成和大脑的结构 掌握激素的概念 作用机理和内分泌器官的种类 掌握ABO血型系统的内容 掌握抗原 抗体 免疫 免疫系统 艾滋病的基本概念 教学重点与难点 信息的接受 传递和响应 激素的概念 作用机理和内分泌器官的种类 ABO血型系统 抗原 抗体 免疫 免疫系统的基本概念 艾滋病的有关知识 信息对于生命具有极为主要的意义 生命形态表现生命的过程就是信息传递的过程 在遗传中 传递编码在DNA上的遗传信息在发育中 少数细胞下达指令性信息 规范细胞的发展方向 生物体的不同组织内 信息传递的模式不同 激素系统 激素作为信号神经系统 突触免疫系统 抗原和抗体的免疫反应本章以脊椎动物为例 讲述下列内容 细胞间的组织和通讯激素系统的信息传递神经系统的信息传递免疫系统的信息传递学习记忆与心理健康 学习记忆与心理健康 学习 人和动物根据经验而改变的行为 是使人和动物获得环境知识的神经过程 记忆 将获得的知识存贮和读出的神经过程 是学习的必要条件 感觉记忆 短期记忆 可发展为工作记忆 长期记忆 动物的学习行为 学习的敏感期和联合型学习 印记现象 程序化学习 潜在学习 试错学习 反馈学习 学习和记忆的机制的探索 海马 杏仁体和大脑皮层的高级活动 心理健康 冲破精神的藩篱 10月10日 世界精神卫生日 青少年精神健康问题专家谈 背景 我们站在精神健康的边缘 焦虑不安 神经衰弱 恐怖和情绪抑郁的大学生占16 精神疾患离青年有多远 精神疾病是大脑受到有害影响发生的功能紊乱 表现为神志错乱和行为失常 分为 重性精神疾病 精神分裂症 躁郁症 心理障碍 强迫症 焦虑症 恐怖症 疑病症和抑郁性神经症 和反应性精神障碍 误区 内科门诊的一半病人有心理问题 转型期 精神疾患增多是正常事情 健康人格 自信 快乐的习惯 合理的思考 喜爱学习 工作 合群 免疫的概念 免疫的特点免疫系统组成功能识别标志血型抗原免疫应答 免疫的发生 免疫与医学 免疫排斥与器官移植 免疫诊断与免疫治疗艾滋病 免疫系统的信息传递 艾滋病 AIDS 艾滋病 AIDS acquiresimmunedeficiencysyndrome获得性免疫综合症 是一种由艾滋病病毒 即人类免疫缺陷病毒 humanimmunodeficiencyvirus 简称HIV 侵入人体后破坏人体免疫功能 使人体发生多种不可治愈的感染和肿瘤 最后导致被感染者死亡的一种严重传染病 1981年 全球首例艾滋病病例于1981年在美国被发现 1985年 中国首例艾滋病例于1985年被发现 4990万 目前 全世界共有艾滋病病毒携带者和患者4990万 在发展中国家 其中非洲约3700万 7000万 未来20年内 将有7000万人死于艾滋病 100万 截止到2001年9月底 我国所有省 自治区 直辖市都有艾滋病病例 中国艾滋病传播呈快速增长的趋势 01年艾滋病病毒感染人数较00年增长了40 02年上半年 我国报告发现病毒感染人数比去年同期增长了16 7 其中病人数累计达20万人以上 现存活病人8万 10万 03年患者达到84万人 03年全世界有4000万患者 新的死亡人数为300万人 其中有250万不足15岁的少年 到2010年年底 我国艾滋病病毒感染者突破千万 03 12 1 16个世界艾滋病日 04年的主题 关注妇女 抗击艾滋 98年以来 北京感染者年增40 70 的年龄是20 40岁 HIV病毒的特点 结构复制能力强 一个病毒一分钟可以复制一亿个子代病毒 遗传稳定性差 RNA sDNA dDNA mRNA 每一步都可能发生变异 有潜伏期 在人体内的潜伏期平均为6年至10年 艾滋病的病因 HIV病毒侵入细胞 破坏免疫系统 机会感染淋巴细胞B细胞T细胞的发育体液免疫细胞免疫 HIV的传播途径 性接触异性同性血液传播静注毒品输血血液制品母婴传播 日常生活接触一般不会传染艾滋病 隔着衣服的拥抱礼节性的亲吻握手共用马桶 我国艾滋病流行特点 涉及范围广 全国31个省市均有患者疫情从高危人群向一般人群传播 共用注射器吸毒 性传播 母婴传播是主要传播途径感染者是青壮年 重点在农村局部地区出现发病高峰 死亡高峰艾滋病流行的危险因素广泛存在 开放而务实 直面艾滋病 中国投入 中央财政1500万 1亿 12 5亿国债 地方完善血站 杜绝血液传播 25亿用于西部防疫机构建设 拨专款救治艾滋病人 国家近日启动的 清洁针具 试验也引起了人们的争论 为了减少静脉吸毒人群因共用针具而感染艾滋病的几率 政府在小范围内启动了 针具市场营销 试点工作 吸毒人群能够在试点范围内公开购买清洁针具 药物降价药物的作用 阻断HIV复制 阻止HIV进入细胞 在目前认为对付艾滋病最有效的 鸡尾酒疗法 中 病人每人每年需要支付9万 15万元药费 经我国政府与国外药厂谈判 鸡尾酒疗法 的抗病毒药物已大幅降价 每人每年的治疗费用降到了3万 4万元 有望降到3千 4千元 人年 抗艾药品纳入基本医保 国务院关于切实加强艾滋病防治工作的通知规定了政策抗艾药品纳入基本医保 为困难患者免费提供药品艾滋病防治知识进入中学专门场所羁押艾滋病犯人隐瞒艾滋病疫情追究责任 艾滋病受害者获赔36万 河北省武安市农民王为军自2000 8起蓄发打艾滋病官司 2004 4 29河北高院终审判决获赔36万 其妻1997 8 4靳双英因在沙河市康泰医院生产后输血400ml 不久出现 双乳肿痛 口腔溃疡 等艾滋病早期症状 1999 5 19死于家中 一月后 其女儿查出感染艾滋病毒 经一年多的审理2001 10 15邢台市中级法院一审判决 康泰医院赔偿医疗费 营养费 精神损失费共计36 2万元 双方不服上诉后 省高院公开审理于2003 8 5裁定 以 原审认定不清 撤销一审判决 发回重审 9 23邢台市中级法院再审 经审被告未经化验 违规采血输血 靳双英死于艾滋病多事实清楚 判决赔偿36 2万元 双方再次上诉 4 29省高院终审判决 维持原判 免疫排斥与器官移植 免疫排斥反应的免疫机制 免疫排斥反应的本质是一种免疫应答 移植细胞表面有HLA抗原 体液免疫和细胞免疫都参与了对移植物的排斥反应 移植物释放出可溶性抗原或脱落的细胞碎片 随淋巴或血液到临近或远处的淋巴组织 刺激并活化受者的免疫活性细胞 受者外周血循环中的免疫细胞流经移植物时可接受移植物细胞表面移植抗原的刺激 免疫活性细胞被活化 免疫抑制药物抗移植排斥反应环孢菌素A为11个氨基酸组成的环状分子 FK506大环内酯抗生素 二者作用机理相似 抑制T细胞活化过程中需要的细胞因子的合成 抑制B细胞产生某些抗体 供者与受者组织配型 ABO血型相符 HLA要尽可能的相同或相近 受者的T细胞不发生或只发生轻度活化增殖 产生的细胞因子的量不足于诱导B细胞的增殖 分化 不产生抗体 成活率由高到低的顺序是 同卵双生 异卵双生 亲子 无血缘关系 肾脏移植1954年 同卵双生姐妹之间的肾移植获得长期存活 1959年 异卵双生同胞之间的肾移植获得长期存活 1962年 尸体肾进行人的异体移植 获长期存活 1974年 我国首次进行肾移植 骨髓移植 肝脏移植 肺移植 心脏移植 心肺移植 胰腺移植 小肠移植 免疫诊断与免疫治疗 免疫疗法主动免疫 给人体接种经过消毒或灭活的抗原 即疫苗 人体内就会产生针对抗原的抗体 被动免疫 注射抗体的方法来治疗 被动免疫比主动免疫快 但只能在短时间内有作用 因为免疫系统会很快识别它们 把它们清除掉 单克隆抗体 细胞工程技术发展的一项典范 1975年 美国的Kohler和Milstein发明了单克隆抗体技术 因而获得了1984年诺贝尔生物医学奖 在临床诊断检测中主要的单克隆抗体 针对传染病病原体的单克隆抗体 肝炎病毒 乙肝病毒 HIV 白血病病毒 肺炎支原体 沙门氏菌 狂犬病毒等 针对肿瘤特异性抗原和相关抗原的单克隆抗体胚胎性抗原的单克隆抗体 甲胎蛋白 胎儿宫内死亡 患急慢性肝炎时 70 以上原发性肝细胞癌患者 癌胚抗原 酸性糖蛋白 结肠癌患者 胰腺癌患者 胃癌患者 肺癌患者 乳腺癌患者血清中浓度升高 糖蛋白抗原单克隆抗体针对人各类免免疫球蛋白重链和轻链特异性单克隆抗体针对内分泌激素和激素受体的单克隆抗体细胞因子单克隆抗体 免疫应答 免疫应答是抗原进入机体后 免疫细胞与抗原相互作用发生的一系列复杂过程 抗原的摄取与识别淋巴细胞的增殖 分化和细胞间的相互作用 从而形成致敏的淋巴细胞和产生抗体致敏的淋巴细胞或抗体与相应抗原间的结合产生免疫反应 细胞免疫或体液免疫 过程图 识别标志 区分敌我 自身细胞带有同种标志 血型红细胞血型 ABO血型 识别标志是A抗原和B抗原 Rh血型 Rh抗原 白细胞血型 主要组织相溶性抗原复合物 HLA 抗原概念 能刺激机体免疫系统产生抗体或致敏淋巴细胞 并能与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的物质 必备条件 异物性 一定的分子量 一定的化学组成和结构 功能 生理防御功能 防御病原微生物的侵袭或其他异己抗原物质 自身稳定功能 维持机体内环境的稳定 清除正常代谢过程中衰老死亡的细胞或破损细胞 如吞噬细胞免疫监视功能 清除突变的细胞 突变细胞 恢复正常 死亡 恶性转化 机体识别并消灭 NK细胞 免疫系统的组成 免疫器官中枢免疫器官 胸腺 免疫功能的器官之母 骨髓 免疫活性细胞的重要来源地 周围免疫器官 淋巴结 脾脏 免疫活性细胞 淋巴细胞 概念 能识别特异性抗原物质 并对抗原刺激发生母细胞化 分裂 分化产生免疫反应物的细胞T淋巴细胞 产生淋巴因子 参与细胞免疫 依靠T细胞的免疫 B淋巴细胞 产生抗体 参与体液免疫 由抗原和抗体的结合启动 免疫的概念 机体免疫系统识别自身与异己抗原 并通过免疫应答排除抗原性异物以维持机体生理平衡的功能 免疫的特点 识别性 抗原作为识别标志记忆性 接受抗原刺激后产生记忆细胞特异性 抗体针对特定抗原 激素系统的信息传递 激素的定义激素的分类激素的本质激素产生的器官激素作用的一般特征激素的信息传递 定义 激素hormome源于希腊语Horman 激动或刺激之意激素是由特殊细胞产生的 通过体液运送到距离激素分泌处较远的身体的其它部位 作用于靶细胞起调节代谢作用的一类微量化学物质的总称 分类 内激素 作用于体内外激素 在动物中由一个个体分泌至体外的激素 可由同种的另一个体所感受 通过嗅觉 引起后者的性行为和体内激素的改变 这类物质为外激素 信息素 标明地址 蜜蜂或马蜂用毒刺蛰人 释放警戒素 标明敌人位置 吸引蜂群大举进攻 报警和集合群体 蚂蚁和蚜虫分泌警戒素 少量时起报警作用 浓度 蚁群逃窜 浓度 使蚁群自相残杀 工蚁爬行和工蜂飞行中还会留下表示路标的示踪外激素 引导同伴前往聚餐和返程 性外激素 引诱异性 寻找配偶 对昆虫的交配繁殖非常重要 飞蛾扑火 用于生物防治 利用人工合成的性外激素干扰农作物害虫的交配 激素的本质 含N类激素 酪氨酸衍生物 肾上腺素 甲状腺素肽类和蛋白质类 胰岛素 降钙素类固醇类激素 性激素 肾上腺皮质激素 激素产生的器官 内分泌器官 激素作用的一般特征 特异性 一种激素选择性的作用于某些器官 腺体或细胞 高效能 微量激素显著加强细胞内的生化反应 侏儒正常人生理调节物质 使靶器官或细胞的功能加强或减弱 不产生新的功能 催乳素使成熟的乳腺细胞泌乳 激素在体内保持平衡 依靠反馈机制调节分泌量受生物体内外环境的影响在体内发生代谢失活 几毫克的生长激素 下丘脑抗利尿素提高肾脏集合管壁的通透性水重吸收身体缺水时 增多通透性加强重吸收水多 尿少喝水多时 减少通透性降低重吸收水少 尿多饭后 血糖浓度 胰岛素分泌增高 糖原合成 组织摄取葡萄糖 胰高血糖素降低 将肝糖原转化为葡萄糖 含N类激素的信息传递 第二信使学说 cAMP为第二信使 影响细胞内某些酶及功能蛋白质的活动 激活酶 改变细胞膜通透性 合成特殊蛋白 引起分泌等生理学效应 类固醇激素的信息传递 基因调节学说 神经系统的信息传递 信息的接受 传递