環(huán)腺苷酸
| A+醫(yī)學百科 >> 環(huán)腺苷酸 |
亦稱“環(huán)化腺核苷一磷酸”，“環(huán)腺一磷”。
一種環(huán)狀核苷酸，簡寫為cAMP。
以微量存在于動植物細胞和微生物中。體內(nèi)多種激素作用于細胞時，可促使細胞生成此物，轉(zhuǎn)而調(diào)節(jié)細胞的生理活動與物質(zhì)代謝。
有人稱其為細胞內(nèi)的第二信使，而稱激素為“第一信使”。
環(huán)腺苷酸之所以稱為細胞內(nèi)的第二信使，是由于某部些激素或其它分子信號刺激激活腺苷酸環(huán)化酶催化ATP環(huán)化形成的。
1 環(huán)腺苷酸的生成和分解
當細胞受到外界刺激時，胞外信號分子首先與受體結(jié)合形成復合體，然后激活細胞膜上的Gs一蛋白，被激活的Gs一蛋白再激活細胞膜上的腺著酸環(huán)化酶（AC），催化ATh脫去一個焦磷酸而生成CAMP。生成的 CAMP作為第H信使通過激活APK（cAM依賴性蛋白激酶），使靶細胞蛋白磷酸化，從而調(diào)節(jié)細胞反應(yīng)，cAMP最終又被磷酸二酯酶（PDE）水解成5’－AMP而失活。cAMP生成和分解過程依賴 Mg2+的存在。AC和PDE可以從兩個不同方面調(diào)節(jié)細胞內(nèi)CAMP濃度，從而影響細胞、組織、器官的功能。當AC的活性升高時，cAMP濃度升高，當PDE濃度增高時，cAMP濃度降低。PDE對CAMP的調(diào)控，不僅取決于PDE的活化、抑制因素，還取決于細胞內(nèi)PDE的組成、亞細胞分布。
2 環(huán)腺著酸在動物體內(nèi)的含量及分布
自1957年Sutherland首先在肝臟勻漿中發(fā)現(xiàn)CAMP后，人們陸續(xù)在很多組織如腎。肺、腸、冠狀動脈、支氣管、腦垂體、血小板、乳汁、睪丸、骨髓等組織或體液中發(fā)現(xiàn)有cAMP存在。哺乳動物陳紅細胞外，所有組織中都有分布，正常情況下細胞內(nèi)cAMP濃度為0．1～lμM，但在激素或應(yīng)激作用下可升高到一百倍以上。血漿中CAMP濃度比細胞中低，約為 10 nMo細胞內(nèi)的 cAMP可以釋放入血，說明血漿CAMP的變化可在一定程度上反映機體器官的生理變化。
3 環(huán)腺苷酸的生理功能
l 環(huán)腺苷酸對細胞代謝的調(diào)節(jié)CAMP調(diào)節(jié)細胞的許多代謝過程是通過調(diào)節(jié)酶的活性來實現(xiàn)的。在有ATP存在的條件下，APK可以激活細胞內(nèi)許多代謝關(guān)鍵酶活性（如脂肪酶）或抑制某些酶的活性（如有活性的糖原合成酶I），最終導致某些代謝反應(yīng)的加速或抑制（易健華，1981）。1962年Krebs等人研究了cAMP對糖原合成和糖原分解酶系的調(diào)節(jié)。腎上腺素及胰高血糖素等激素可使CAMP水平升高，激活APK，APK進而激活糖原磷酸化激酶，使糖原磷酸化酶磷酸化，從而糖原磷酸化酶從無活性的b形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘腶形式，后者催化糖原分解為1－P一葡萄糖。cAMP可通過APK使糖原合成酶磷酸化，導致具有活性的糖原合成酶轉(zhuǎn)變?yōu)闊o活性的糖原合成酶D，從而抑制糖原的合成。cAMP還能激活糖酵解中的一個關(guān)鍵酶——磷酸果糖激酶，催化6一磷酸果糖生成1，6-H磷酸果糖。另外，cAMP還能阻止ATP對磷酸果糖的抑制。此外，CAMP還可通過APK激活脂肪蛋白激酶，使脂肪水解關(guān)鍵酶——脂肪酸磷酸化而激活，從而促進脂肪水解為甘油和游離脂肪酸。脂肪酸被轉(zhuǎn)移到血液中，結(jié)合在血清白蛋白立，然后被轉(zhuǎn)運到其他組織中，特別是心臟、肌肉、腎等組織，進入氧化和三艘酸循環(huán)，產(chǎn)生ATP，作為細胞的能源。cAMP還可激活碳酸酐蛋白激酶，后者可使碳酸酐酶磷酸化而激活，催化CO2形成碳酸，碳酸再分解放出H+，對調(diào)節(jié)細胞的酸堿平衡有重要作用，而且此過程可使胃酸增多，有利于消化（易健華，1981；孫大業(yè)等，1997）。
3．2 環(huán)腺苷酸對激素合成和分泌的影響 cAMP具有調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)合成，促進激素分泌的作用（Gerosa，1980）。大量試驗表明，一些二級促激素促進次級激素合成是通過cAMP途徑調(diào)節(jié)的。促腎上腺皮質(zhì)激素結(jié)合到腎上腺皮質(zhì)細胞后，激活AC，增加 cAMP濃度，激活PKA，后者磷酸化激活皮質(zhì)酮、醛甾酮的合成酶。在卵巢細胞中，也有類似的情況，促濾泡激素通過cAMP途徑增加雌二醇、孕酮的合成（孫大業(yè)等，1997）。cAMP能誘導GH的釋放，從而促進肝臟內(nèi)蛋白質(zhì)、DNA和RNA的合成，并能加強脂肪分解，刺激機體蛋白質(zhì)的合成（Dana等，1989；Canoed等，1985）。
3．3 環(huán)腺苷酸對免疫功能的影響 阮暉等（2001）在探討家禽在遭受病原微生物感染，細胞信使物質(zhì)對免疫功能的調(diào)節(jié)作用時發(fā)現(xiàn)，以傳染性法氏囊病病毒（IBDV）強毒株攻擊后，肉雞垂體——背上腺軸活動加強，并發(fā)生針對IBDV的特異性免疫反應(yīng)，血清cAMP含量上升，提示垂體——腎上腺軸活動加強使cAMP上升與執(zhí)IBDV特異性免疫細胞內(nèi)效應(yīng)大分子的合成有關(guān)。
3．4 環(huán)腺苷酸對膜蛋白活性的調(diào)節(jié) cAMP可促使非神經(jīng)細胞膜上某些蛋白的磷酸化，使其構(gòu)型發(fā)生改變，從而調(diào)節(jié)膜對一些物質(zhì)的通透性。例如在紅細胞中，cAMP激活細胞膜上的蛋白激酶，使膜上的Spectin蛋白磷酸化后，對紅細胞膜的理化性質(zhì)及紅細胞的形態(tài)產(chǎn)生極為重要的調(diào)節(jié)作用。在血小板中，cAMP可通過APK有效地刺激膜上的一種分子量為22000的蛋白磷酸化，并通過對鈣攝入的影響，調(diào)節(jié)血小板聚集、收縮等功能。在心肌細胞中，cAMP可使心肌細胞鈣通道發(fā)生磷酸化，使膜對 Ca2+的通透性增強，導致 Ca2+內(nèi)流增加而使心肌收縮力增加，心率加快。在腎臟的試驗中證明，加壓素等通過cAMP使細胞膜物理性質(zhì)改變，增加對水的吸收（易健華，1981；孫大業(yè)等，1997）。
3．5 環(huán)腺苷酸對神經(jīng)細胞的作用McAfee（1971）首先證明cAMP參與神經(jīng)節(jié)突觸傳遞。目前認為：當某些神經(jīng)細胞興奮時，突觸前神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)作用于突觸后膜上相應(yīng)的受體并激活AC，在突觸后膜合成cAMP，進而激活PKA，通過膜蛋白的磷酸化改變膜對離子的通透性，從而影響神經(jīng)細胞的興奮性。神經(jīng)組織內(nèi)含有高水平的cAMP及其代謝調(diào)節(jié)酶。在腦、脊髓、腦脊液和外周神經(jīng)中都有大量cAMP存在。在脊椎動物腦中， cAMP含量最高，非神經(jīng)組織約高10倍， AC和cAMP磷酸二酯酶含量也比其他組織高10～20倍。以上說明在神經(jīng)組織中CAMP的合成和分解速度遠遠高于其他組織，cAMP在神經(jīng)組織中起重要作用（孫大業(yè)等，1997）。
3．6 環(huán)腺苷酸對基因表達的調(diào)節(jié)。AMP是一個重要的基因表達調(diào)控物質(zhì)（Monall，1991）。在原核生物中cAMP被認為是直接活化RNA聚合酶以促進轉(zhuǎn)錄，即通過該酶的6因子的磷酸化來實現(xiàn)促進InRNA轉(zhuǎn)錄。近年來的研究表明，真核細胞中cAMP的作用與轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)有關(guān)。Montndny等（1986）發(fā)現(xiàn)許多cAMP誘導轉(zhuǎn)錄的真核基因的啟動子周圍多含有一致或近乎一致的8個堿基對的回文序列5’－TGACGTCA－3’，并命名為cAMP反應(yīng)序列（cAM－responsi、 ele。nt，CRE），是這些基因識別cAMP信號的重要部位。同時，他們還發(fā)現(xiàn)cAMP誘導的靶基因表達還需要PKA的激活。cAMP水平增高激活PKA，PKA又可能通過使某些特異的轉(zhuǎn)錄因子進行磷酸化，介導cAMP引起的基因表達（Montndny等，1986）。許多試驗表明，PKA可使組蛋白磷酸化，磷酸化的組蛋白由于帶電狀態(tài)及構(gòu)象的改變，與DNA結(jié)合松弛而分離，從而解除了組蛋白對這段基因的抑制，使轉(zhuǎn)錄得以進行。另有試驗發(fā)現(xiàn)，在體外PKA可使非組蛋白磷酸化，磷酸化的酸性蛋白酸性增強，帶有較多的負電荷，與帶正電荷的組蛋白有較強的親和力而相互結(jié)合，使組蛋白與DNA分離，解除組蛋白對DNA的阻抑而進行轉(zhuǎn)錄（易健華，1981；孫大業(yè)等，1997）。
3．7 環(huán)腺苷酸對細胞增殖與分化的調(diào)節(jié)細胞的增殖與分化是細胞的兩個基本特征。增殖包括細胞的生長、DNA復制和細胞分裂，是通過細胞周期來實現(xiàn)的。分化意味著細胞內(nèi)的DNA通過轉(zhuǎn)錄生成InRNA，再進一步合成專一性的蛋白質(zhì)（酶），最終導致細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生化組成和功能等各種差異。細胞增殖與分化是一對既相聯(lián)系又相矛盾的過程，cAMP在調(diào)節(jié)這對矛盾中起著重要的作用（ Burgering等，1995 ；Dumont等，1989）。cAMP對離體細胞有抑制細胞分裂、促進分化的作用。因此，凡能使細胞內(nèi)cAMP含量升高的因素均能降低細胞的生長速度，抑制細胞的增殖，而促進細胞的分化。Miyasaki（1992）認為，cAMP對細胞增殖具有雙重效應(yīng)，即在GO或早G1期時對細胞增殖具有促進作用，而在晚G1期時則起抑制作用。
另外，cAMP與腫瘤有一定的關(guān)系，正常細胞和腫瘤細胞中的cAMP含量是有差異的，在腫瘤細胞內(nèi)cAMP一般低于正常細胞水平。
4 環(huán)腺苷酸在畜牧業(yè)中的應(yīng)用
cAMP能提高動物的生產(chǎn)性能和改善畜產(chǎn)品品質(zhì)。其作用機理為：cAMP作為激素的第二信使激活蛋白激酶，使代謝酶活性增強，從而加強體內(nèi)蛋白的合成，增快動物的生長速度；誘導激素（如生長激素等）或酶的合成，促進機體的合成代謝。
4．1 環(huán)腺苷酸在肉畜生產(chǎn)上的應(yīng)用大量試驗結(jié)果表明，cAMP對豬、羊、兔等生長性能和胭體品質(zhì)影響一致，高水平cAMP能引起脂肪組織中HSL活化而使脂肪分解能力加強（Ecan等，1992）。同時cAMP還可減少胰島素與脂肪細胞的結(jié)合（till和MillS，1990），以對抗胰島素對體脂沉積的促進作用。楊在清等（1992）給豬皮下注射cAMP或氨茶堿（PDE抑制劑），結(jié)果不但改善了胭體組成，提高了瘦肉率、眼肌面積和后腿比，而且還使血中脂質(zhì)含量和脂肪酶的活性升高。提示體脂降低和血脂升高可能與cAMP的作用使體內(nèi)脂肪酶活性升高引起體脂動員有關(guān)，而體脂的大量分解利用有利于降低蛋白質(zhì)的分解，從而加強蛋白質(zhì)
在體內(nèi)的沉積（楊在清等，1992）。cAMP對幼齡家畜也有明顯的促生長作用。高士爭（1997）報道，給仔豬、羔羊和仔兔注射cAMP制備品和標準品制劑，有顯著促生長作用。李自新等（1993）對肉用仔兔注射cAMP有明顯的增重效果，但隨著使用時間的延長其效果有所下降。另外，cAMP能顯著提高羊的產(chǎn)毛量和毛纖維長度，改變羊毛中各種氨基酸的含量（Black等，1979）。
4．2 環(huán)腺苷酸在奶富生產(chǎn)上的應(yīng)用 人們通過對大鼠、小鼠、豚鼠、兔和奶畜（奶牛、奶羊）等動物乳腺和乳中cAMP的研究，發(fā)現(xiàn)cAMP在泌乳生理過程中起著重要作用。王秋芳等（1993）報道了不同泌乳階段山羊乳中環(huán)腺奇酸的變化，分娩前波動木大，分娩后急劇升高；泌乳維持期，分娩后15d乳中cAMP濃度一直維持在較高水平；在泌乳高峰期，cAMP有所升高；泌乳減退期，停止擠奶前1個月左右羊只妊娠，產(chǎn)乳量顯著下降，乳中cAMP大幅度下降。他們認為cAMP主要促進乳汁分泌，cGMP主要促進乳汁生成，二者呈一種消長變化。孫延鳴等（2002）報道，在一定濃度范圍內(nèi)，cAMP對體外培養(yǎng)的山羊乳腺上皮細胞增殖有促進作用，并呈劑量依賴性，但cAMP濃度過高時則有抑制作用。cAMP是如何調(diào)控乳腺細胞中生乳、泌乳活動的，目前尚不十分清楚。
4．3 環(huán)腺苷酸在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用 外源性cAMP可顯著促進艾維茵肉仔雞生長，提高胸肌率、腿肌率，降低腹脂率，而且隨著劑量的增加而增大（張富梅等，2001）。環(huán)腺苷酸還對肉雞代謝有影響，可降低肉中的脂肪沉積，促進蛋白質(zhì)積累，對肝臟組織也有類似的效果（張富梅等，2000）。cAMP對禽類脂肪代謝的作用和哺乳類動物有所不同。cAMP能促使哺乳類動物的激素敏感脂酶（HSL）活性升高，促進機體脂肪分解和血脂含量升高，從而降低肉中的脂肪沉積，改善胭體品質(zhì)，而在家禽中胰高血糖素才是主要的脂解激素。牛淑玲等（1998）研究表明，外源性環(huán)腺苷酸對肉雞體內(nèi)的GH的分泌、代謝有一定的促進作用，并在試驗組生長明顯快于對照組的情況下，死亡率卻低于對照組，這可能與cAMP對肉雞心血管系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)作用有關(guān)，另一方面與血清中蛋白質(zhì)含量顯著高于對照組，尤其是球蛋白增加有關(guān)。cAMP還可顯著提高蛋雞的產(chǎn)蛋性能，改善蛋殼的品質(zhì)（牛淑玲等，2000）。
|
|||||||||||||||||||||||||||
| 關(guān)于“環(huán)腺苷酸”的留言： |  訂閱討論RSS
|
|
目前暫無留言 | |
| 添加留言 | |