第四节 第二信使

第四节 第二信使4.1 环磷酸腺苷和环磷酸乌苷神经递质和激素传递信息，通过两种环状核苷酸相互作用。

从ATP 产生环磷酸腺苷，从GTP 产生环磷酸乌苷。

两种核苷酸分别通过相应环化酶产生，又由相应磷酸二酯酶水解。

这二环核苷酸调节细胞内的酶反应。

体内无数酶反应如均以全速反应，将造成灾害。

神经递质或激素与处在细胞膜外侧的受体结合后，便激活细胞膜内侧的腺苷环化酶(adenylyl cyclase)，乃将三磷酸腺苷(ATP)转变为环磷酸腺苷(cAMP)，后者产生许多效应，P O P O P O H O OHO OHO OHO H P O P OHOOOHOH+ONOHNNN NH 2OOP O H O5-AMP'蛋白质激酶蛋白质磷酸酯酶激素或神经递质腺苷环化酶蛋白质磷酸蛋白质生物效应如氨基酸的转运，蛋白质的合成，线粒体内电子的转运等。

这样，cAMP 的作用是接受了激素的信息，再在细胞以内转送这信息，因称第二信使。

一次注射肾上腺后，3秒钟内cAMP 的浓度增至4倍，于是便增强心肌收缩力，增快心搏。

给二丁酰cAPM 给药，也拟似前述心脏兴奋作用，并增加冠状动脉血流。

在心脏收缩的每一周期，cAMP 的浓度均有升降，在心脏收缩前出现cAMP 的高峰，普萘洛尔等β受体阻滞剂抑制几萘酚胺激活腺苷环化酶反应，但并不抑制外源二丁酰cAMP 产生的心脏兴奋效应。

茶碱、双嘧达莫(dipyridamole, 又称潘生丁、罂粟碱等阻断磷酸二酯酶，延长cAMP 存在的时间，因而加强了cAMP 的效应，与β－受体激动剂联用，有明显的协同效应。

同样，肾上腺素神经β受体激动剂通过增加cAMP ，促使舒张肠平滑肌、子宫平滑肌、支气管、主动脉等。

外源的丁二酰cAMP 也产生类似舒张效应。

茶碱等药物加强β受体激动剂的舒张效应。

一些激素如加压素、促皮质素、促黑细胞素、甲状旁腺激素、促甲状腺素等也通过cAMP 为媒介。

因之，机体的许多生理作用通过cAMP 的作用，如肌肉活动、细胞代谢、胃液与酶的分泌，中枢神经活动、肝细胞调节糖原代谢、甲状腺细胞产生甲状腺素、胰腺β细胞释放胰岛素等。

儿茶酚胺如肾上腺素腺苷磷酸二酯酶茶碱类药物增强心肌收缩普萘洛尔破cAMP霍乱菌感染足以致命，但事实上霍乱菌并不侵犯细胞，仅在肠腔内寄生数日，它们不能渗入细胞，也不能进入淋巴或血流。

小肠的主要功能为消化与吸收食物，包括将蛋白、多糖、脂质等降解，这代谢作用通过小肠与胰腺分泌的特异性酶的催化，而这类酶的作用在碱性介质中更好。

当食物从胃转运到小肠时，携带信息的化学介质与小肠细胞的受体作用，兴奋腺苷环化酶，促使抽取约2升的碱性溶液至肠道内，食物消化以后，这液体在小肠与结肠重被吸收，霍乱菌所分泌的毒素也可结合在小肠的受体部位，同样可兴奋腺苷环化酶，并且过度兴奋而抽取至小肠的液体达20～30升，小肠与结肠无力重吸收这样多液体，于是产生剧烈呕吐与腹泻，导致严重失水而死亡。

除了前述肾上腺素，胰高血糖素、垂体激素、下丘脑调节激素等通过增加cAMP 以产生效应以外，还有许多激素如甾体激素、甲状腺激素、胰岛素等通过乌苷环化酶，将三磷酸乌嘌呤转变生成cGMP 。

cGMP 在每种组织都有存在，但含量仅及cAMP 的1/5～1/10。

在cAMP 浓度较低的一些组织如脑髓、睾丸、肺等处，cGMP 的含量较高。

乙酰胆碱抑制心肌收缩，产生效应的同时，细胞内cGMP 浓度增至2～3倍。

外源的cGMP 加入至灌流的心脏，也拟似乙酰胆碱的效应。

乙酰胆碱兴奋大鼠的肠、子宫、输精管、颌下腺、兔肺、人外周血淋巴细胞、小白鼠小脑等产生效应时，也同时增加细胞内cGMP 含量。

N H NH NN O OP O NH OH H HH OOHc-GMP组胺既增加cAMP，也增加cGMP浓度，在组胺的类似化合物中，H1受体激动剂4－甲基组胺只增加cGMP而不增加cAMP，H1爱体拮抗剂在低浓度便阻止组胺增加cGMP的作用，但不阻断其增加cAMP作用。

H2受体拮抗剂阻断组胺增加cAMP的作用，但不阻断其增加cGMP作用。

在cAMP与cGMP两种核苷酸中，一种浓度偏高就会阻止另一种产生、代谢或效应，因而两种环状核苷酸的效应往往相反，如收缩与松驰、糖原的合成与分解、细胞的增生与接触抑制等。

在异丙肾上腺素促使心肌收缩时，一方面升高cAMP的浓度，同时也降低cGMP 的浓度。

用茶碱类药物使细胞内cAMP增多，也同时去除cGMP的效应。

在免疫反应中，cAMP抑制抗原抗体反应促使释放化学媒介，而cGMP则加强释放介质。

在细胞的接触抑制与生长的过程，高浓度的cAMP促使小鼠成纤维细胞抑制增生而促进分化，cGMP则抑制这效应。

两种环状核苷酸相对浓度改变，便产生机能失调而呈病态，哮喘患者的腺苷环化酶对儿茶酚胺的灵敏度降低，皮质甾酮的作用为恢复环化酶的灵敏度。

在牛皮癣，由于cGMP/ cAMP的比例增高而增生。

癌症患者腺苷环化酶对兴奋的反应性降低，致癌物质也减低这酶的灵敏性。

动物粥样硬化模型动物的特征为腺苷环化酶活力提高而乌苷环化酶活力降低。

糖尿病患者的环磷酸腺苷合成增加而破坏减少。

在精神病患者，抑郁型患者尿中排泄的环磷酸腺苷较少，而狂躁病患者排泄较多。

烧伤、休克、脑缺血、过敏性脑脊髓炎、心肌梗塞、心脏肥大症等患者的环磷酸腺苷合成增多，可能由于循环内儿茶酚胺增加所致。

高血压、甲状腺机能减退、肥胖症、牛皮癣患者磷酸二酯酶活力增强，从而增强cGMP/cAMP 比例。

4.2 磷酸二酯酶抑制剂磷酸二酯酶抑制剂是强效的正性肌力药及血管扩张药，在急性充血性心力衰竭，它们能增加心输出量，降低总外周血管阻力，改善衰竭的心脏负荷情况，改善急性心衰症状作用强度相当于或大于儿茶酚胺或硝普钠，其作用不受β－受体阻滞剂所拮抗。

米力农的作用强度为氨力农的15～30倍，依诺昔酮和匹罗昔酮明显增加收缩力和降低体循环血管阻力，心输出量增加主要由于每搏量增加，对心率影响较小。

4.3 前列腺素前列腺素是广泛存在于动物组织内的微量物质，作用于细胞膜，产生除极作用，释放结合的钙离子，从而调节细胞的功能与代谢，因而对各种平滑肌成产生兴奋，或产生抑制。

对前列腺素E 、F 等已进行过许多研究，并已应用于催产或流产，也曾研究对高血压、哮喘、胃溃疡等疾病的治疗价值。

前列腺素的易分解的中间体有更强生理作用，包括调节血管的张力与血小极的聚集。

凝血对于出血说来起着止血作用。

可是，迅速流动着的血流内血小NO N HNH 2N CH 3ON HCN氨力农米力农(Amrinone)(Milrinone)CON H N HOCH 3CH 3S (Enoximone)NCONH N HO C 2H 5NNH OMeN HNOMeNNNH MeO S MeON NH NS MeO MeONNN HOO MeOMeO异马唑(Isomazole)维斯力农(Vesnerinone)匹罗昔 酮 (Piroxinone)依诺昔酮硫马唑(Sulmazole)匹莫苯(Pimobendan)板非可逆地聚集却是血栓产生的关键性前奏。

动脉循环中血栓的产生，可能阻塞冠状血管或脑血管，从而发作心肌梗塞或脑卒中。

前列腺素的前体为花生四烯酸，环氧化酶将其转变为前列腺素G 2，后者再在过氧化酶作用下，转变为前列腺素H 2，血小板将其转变为血栓素(TxA 2)，后者有强大的聚集血小板作用，并强烈地收缩血管平滑肌。

可是血管内膜另有一种酶，可将PGG 2、PGH 2转变为前列环素(prostacyclin, PGI 2它有强大的作用阻止血小板聚集， 并松驰血管，降低血压。

前列环系素促进cAMP 的产生，而血栓素则抑制其产生。

TxA 2与PGI 2这两种作用强大，效应相反的物质协调，保证循环系统保持恒定，调节着包括冠状血管床的血管张力，聚集与反聚集的平衡保持了血管的完整性，失去了平衡可导致病态。

TxA 2过多或前列环素不足，都可能产生血栓或高血压，脂的过氧化抑制前列环素的产生，15－羟过氧花生四烯酸是前列环素合成酶抑制剂。

脂的过氧化不但与动脉粥样硬化有关，并且与癌症或衰老也有一定联系。

动脉粥样硬化斑块含有脂过氧化物，可能将前列环素合成酶慢性中毒，从而减慢了冠状动脉合成前列腺素。

近年研究者设法探索血栓素合成酶抑制剂，以减少TxA 2的产生，或寻找TxA 2受体拮抗剂，以减弱其作用。

前列环素化学上太不稳定，产生后迅速降解，故设法改造结构，以延长其作用，企图探索防治心脑血管的途径。

前列环素的类似化合物举例如下：花生四烯酸脂酸环氧酶过氧化酶PGE 22PGF 2阿司匹林或吲哚美辛(俗名消炎痛)类药物抑制环氧化酶，从而抑制前列腺素类物质的生成，前列腺素E 等有致炎症效应，因而环氧化酶抑制剂正广泛用作消炎止痛药物，称非甾体抗炎药。

人患伤风感冒，微生物的毒素与下丘脑受体作用，促使产生前列腺素，导致体温升高、头痛等症状，阿司匹林的消炎止痛，正是抑制前列腺素产生的结果。

近年提倡用阿司匹林防治心脏病，低剂量的阿司匹林可减少TxA 2的产生，抑制凝血作用，提高剂量的阿司匹林又能抑制前列环素的合成，便取消了抗凝血作用。

如果前列环素产生过多，便阻止血小板聚集，导致易于出血。

严重肾衰竭患者有出血并发症，且出血时间过长，其静脉内前列环素比对照高。

OO H HOOCOHOHOHHOOCOHOHOOC OHCH 3OH OHHOOC碳环素（Carbocyclic)ZK96480伊洛前列素(Iloprost)。