第七章 微生物的应激反应解析
细菌应激反应
Regulation of RpoS Expression
• RpoS is induced during the transition from exponential phase to stationary phase or in response to various stress conditions,引起细 胞生理和形态的改变 • RpoS的表达受严格控制at the transcriptional, translational, and posttranslational levels
第七章
细菌应激反应
Bacterial Stress Responses
Main content
• • • • • • 微生物的应激反应定义与分类 通用调节途径 热休克反应 氧压力 渗透压 蛋白质组学在细菌应激反应研究中的应用
Bacterial Stress Responses
General stress response Activation of RpoS (σ38) by cessation of growth Induction of Pol IV, error prone polymerase Heat-shock response Activation of RpoH (σ32), induction of GroE GroE protects Pol V from degradation Stringent response Amino acid deprivation, starvation Mediated by guanosine tetraphosphate, ppGpp Enhances RpoH and RpoS responses SOS response Triggered by damage to DNA LexA-RecA mediated
细菌应激反应
细菌应激反应
Bacterial Stress Responses
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• • • • • • 微生物的应激反应定义与分类 通用调节途径 热休克反应 氧压力 渗透压 蛋白质组学在细菌应激反应研究中的应用
Bacterial Stress Responses
General stress response Activation of RpoS (σ38) by cessation of growth Induction of Pol IV, error prone polymerase Heat-shock response Activation of RpoH (σ32), induction of GroE GroE protects Pol V from degradation Stringent response Amino acid deprivation, starvation Mediated by guanosine tetraphosphate, ppGpp Enhances RpoH and RpoS responses SOS response Triggered by damage to DNA LexA-RecA mediated
•针对不同环境信号，细菌通过调节多种细胞内酶的数量和 活性来适应新环境，涉及蛋白种类多。细菌应激反应不仅 仅是一两个蛋白的作用能够解释清楚的，需要从整体水平 对细菌蛋白表达谱进行分析 •细菌转录即翻译、mRNA半衰期短、，没有polyA尾巴 •2D技术能直观显示细胞中每种蛋白的变化，是研究应激反 应的利器
Model for the mechanism of action of RssB in regulating S degradation by ClpXP.
动物病理学——应激反应
第二节应激时机体的病理生理变 化
• 一、神经内分泌反应 • 机体每天都生活在各种应激原刺激中，但
正常机体的内环境却仍能处于相对的稳定，是 由于神经-内分泌两大生物信息传递系统的精 确调节，互相作用，相互配合，在它们的控制 下，机体能针对应激原对体内各种功能不断进 行迅速而完善的调节，使内环境不致发生波动。
四、应激原 （一）、概念
应激原——凡能引起机体产生应激反应的各种因 素。
（二）、应激原类型
1、外界环境因素
（1）、机械性损伤——外力作用，引起的损伤。 （2）、化学性因素——强酸、强碱等。 （3）、物理性因素——环境温度、气压过低、电离辐 射等。 （4）、生物性因素——各种病原微生物、寄生虫等。 2、机体内在因素
（二）下丘脑-垂体-肾上腺皮质变化
• 效应：肾上腺皮质的皮质类固酮长期增高，对机体有 破坏作用。
（三）、其它激素分泌变化
• 1、胰岛素和胰高血糖素 应激原—→机体——→胰高血糖素↑—→血中血 糖、游离脂肪酸↑—→组织细胞利用。胰岛素和胰高 血糖素相互促进，使体内能量平衡。 • 2、阿片肽 什么是阿 应激时脑内阿片肽——抑制交感-肾上腺反应和下 片肽？ 丘脑-垂体-肾上腺皮质的机能——对应激的神经内分 泌反应起到“细调节”作用。 阿片肽包括：内啡肽、脑啡肽、强啡肽
三、应激反应的作用
应激发应是生命为了生存和发展所必需的，它 是机体适应、保护机制的重要组成部分。应激发应 可提高机体的准备状态，有利于机体的战斗或逃避； 有利于在变动的环境中维持机体的自稳态，增强适 应能力。
应激反应的本质——防御性保护性的，以对抗 各种强烈刺激的损伤性作用。但超过一定限度就会 引起应激性疾病。
即躯体性因素，自稳态的变动。 自稳态的失调是一类重要的应激原如剧痛、饥饿、大失 血、血液成分改变、心功能降低、缺氧、高热、器官功能 紊乱等。
病理生理学--应激 ppt课件
肾素-血管紧张素-醛 固酮系统激活 ADH↑
ppt课件
肾血管收缩 GFR↓
少 尿 重吸收水↑
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应激损伤与应激相关疾病
应激性疾病 应激起主要致 病作用 如应激性溃疡
原发性高血压、动脉粥 样硬化、冠心病、溃疡 性结肠炎、支气管哮喘
应激相关疾病 应激是疾病发 生的重要原因 和诱因
促进内啡肽的释放
促进LC/NE活性
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外周效应—— GC分泌增多பைடு நூலகம்
生理意义: 提高抵抗力
正常成人GC：25-37mg/日， 应激时可增加3-5倍；GC分泌增多是应激最重要的反应！
促进蛋白质分解、糖异生和脂肪动员 稳定溶酶体膜
→血糖↑
抑制炎性介质、细胞因子的生成与释放 提高心血管系统对儿茶酚胺的敏感性
ppt课件
4
二、应激原(Stressor) -刺激因素
外环境因素 内环境因素 心理社会环境因素
一种因素要成为应激原必须有一定的强度， 而且不一定是单一因素起作用的。
ppt课件 5
三、应激反应：
是一种十分原始的、普遍的适应保护反应！
• 原核或真核单细胞生物受环境刺激可产生一系列 基因表达、代谢活动，以及细胞损伤。当其进化 成多细胞生物和哺乳动物后，某些最原始的抗损 伤机制得以保留。 • 人类的应激反应可以表现在基因、细胞、器官、 全身及精神活动等多个水平。
警觉反应逐步消退 出现以肾上腺皮质激素分泌增多为主 的适应反应 适应、抵抗能力增强
对其他应激原的非特异抵抗力↓
ppt课件 12
(三) 衰竭期
(The exhaustion stage)
抵抗能力耗竭
应激反应
应 激
目
1. 概 述
录
2.应激的全身性反应 2 3.细胞应激反应 4. 应激时机体的代谢和功能变化
4 5.应激与疾病 3
6 .病理性应激防治的病生基础
6
第一节 概 述
烧伤 手术 感染 缺氧 强光 噪音
特 异 性 反 应
组织坏死
化脓 酸中毒
一定强度
非特异性适应反应
焦 虑
Stress 血
第三节 细胞应激反应
AP生物学功能（Function of AP）
抑制蛋白酶，避免组织的过度损伤 清除异物和坏死组织 抗感染、抗损伤 结合运输功能
第三节 细胞应激反应
一、HSP的概念与分类
【HSP定义】
细胞在应激原特别是环境高温诱导下所生成的一组 蛋白质。 非分泌型 蛋白质
热休克蛋白（Heat shock protein, HSP）
大脑皮层
边缘系统 社会心理应激
情绪 反应
躯体刺激
下丘脑的室旁核 （PVN） 垂体
CRH
脑桥蓝斑
ACTH 肾上腺皮质 GC 儿茶酚胺
肾上腺髓质
（一）蓝斑-交感-肾上腺髓质系统 (LC-NE系统) 2．应激时的基本效应
1）中枢效应： 与应激时的兴奋、警觉有关，并可引起紧 张、焦虑的情绪反应。 脑干的去甲肾上腺素能神经元还与室旁核 分泌CRH的神经元有直接的纤维联系，该通路 可能是应激启动HPA轴的关键结构之一。
• 二、急性期反应
一、神经内分泌基础
蓝斑-去甲肾上腺素能神经元轴（LC-NE）兴奋
神 经 内 分 泌 反 应
儿茶酚胺分泌↑
下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴 （HPA）强烈兴奋 糖皮质激素分泌↑
一、应激反应的神经内分泌基础
七章应激
• （三）、贫血 ）、贫血 • DIC时，微血栓的纤维蛋白网使循环中的红细胞 发生变形而溶血；此外，DIC时常伴有缺氧和酸 中毒，局部环境的这些变化也可引起红细胞溶解。 溶血可导致贫血。 • （四）、出血 ）、出血 • DIC发生、发展过程中，各种凝血因子和血小板 大量消耗，纤溶系统被激活，血液从高凝状态 → 低凝状态 → 出血。出血是DIC最常见的临床表 现之一。出血主要见于皮肤、粘膜、肺、消化道、 泌尿道等部位。一般为小点状出血，严重者出现 大量淤斑。
第七章 应 激 一、应激的概念 应激（stress）是指动物机体受到各种激原的刺激而处于“紧张” 状态时出现的一系列神经和内分泌反应，通过这些反应机体可调整和 维持内环境的相对稳定，从而提高对外环境的适应能力。应激是对机 体有保护意义的适应性反应，但如激原的作用过于剧烈或持续过久， 应激可给机体带来不良后果。 引起应激反应的激原有高温、低温、混群、捕捉、运输、饥饿、噪 音等。 应激反应可分为三个阶段： ）、动员期 动员期（紧急应答阶段） （一）、动员期 表现为肾上腺活动增强，循环血量增加，血压上升，血糖浓度升高， 中性粒细胞增多等。 ）、抵抗期 （二）、抵抗期 通过各种应答，特别是限制各种过强反应之后，机体对激原获得最 大适应，损伤现象消失或减轻，各种反应减弱，动物恢复健康（反之 则过渡到衰竭期）。 ）、衰竭期 （三）、衰竭期 由于激原作用过强或是持续时间过久，机体的抵抗力和适应性耗竭， 内环境的稳定受到致命破坏，这时动物可因衰竭而死亡。
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3、血细胞损伤 、 红细胞大量破坏→释放： （1） 红细胞素（类似血小板因子Ⅲ的作用） （2）ADP（促使血小板聚集） 中性粒细胞受损→溶酶体释放一种具有组织因子活性的物 质 血小板聚集→释放血小板因子 4、其他促凝物质进入血流 、 细菌、病毒、原虫、转移癌细胞等入血，成为血液内异常 颗粒，通过表面接触，激活Ⅻ凝血因子，启动内源性凝血 系统。 5、网状内皮系统受损 、 网状内皮系统可吞噬凝血酶，纤维蛋白等，对凝血有抑 制作用。因此，网状内皮系统受损可为DIC创造条件。
动物应激反应
一、应激反应的概念（一）应激反应：是指机体在受到体内外各种强烈因素(即应激原)刺激时，所出现的交感神经兴奋和垂体——肾上腺皮质分泌增多为主的一系列神经内分泌反应，以及由此而引起的各种机能和代谢的改变。
任何对动物机体或情绪的刺激，只要达到一定的强度，都可以成为应激原。
当这种应激反应真正威胁到动物的健康时，动物就会觉得不适。
根据动物是否感到不适这一标准可将应激反应分为良性应激和不良性应两类。
（二）良性应激：是指使动物感到愉快的应激，是对动物的有益应激。
如猪有玩耍时的奔跑行为和交配行为。
（三）恶性应激：是指那些危及动物福利和健康的应激，常使动物感到无聊、压抑和紧张。
恶性应激是引发一种或多种疾病发生的原因。
另外，也有人将应激反应分为免疫应激反应和非免疫应激反应。
二、养殖生产中常见的应激因素（一）气候因素过冷、过热、强光照射.湿度过大都会对动物产生应激反应，有资料表明，低温影响猪的生长发育，若舍内温度低l 0℃以下，就会引起猪的应激反应，尤其仔猪会冻死，低温伴有通风不良或贼风侵袭，湿度过大，会进一步加重猪的应激反应。
在高温环境下，几乎所有规模化猪场都造成母猪采食量下降，临产期、围产期死亡及仔猪死亡，母猪发情率降低，返情率提高20％～30％，窝产仔数、仔猪初生重、成活率也受到不同程度的影响，经济损失达到20％以上。
（二）有毒有害气体冬天畜舍中的氨、硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体会对动物产生刺激，产生应激反应，浓度过高，就会损伤呼吸道粘膜，使抗病力下降，呼吸系统发病。
（三）惊吓等环境因素如噪音、突然断电，强辐射、奇光、外人入舍、饲养规程变更、饲养员突然更换或衣着及工作程序的变化等都会引起动物的应激反应。
（四）饲养管理因素在饲养管理过程中，饲养员的粗暴对待、去势、断尾、打号、断喙.接种疫苗、注射药物、保定等，此时动物处于一种"戒备"状态，呼吸心跳加快，血压升高，通过这些变化来动员机体的防御机能，应付环境的急剧变化。
微生物期末考试课后习题详解（7-11章）
微⽣物期末考试课后习题详解（7-11章）微⽣物期末考试课后习题详解（7-11章）整理⼈：林琼芬、温倩茹、尤宁、张婷、陈佳兴、周懿翕第七章1、遗传：遗传指亲代将其特有的⽣物学特性传递给⼦代的现象，是基因稳定性的表现变异：变异则是基因发⽣变化的表现，是指任⼀物种的亲代和⼦代之间，⼦代个体之间⼼态结构或⽣理机能⽅⾯，总会有所差异的现象遗传型：⼜称基因型，指某⼀⽣物个体所含全部遗传因⼦即基因的总和。
它是⼀种内在潜⼒，只有在适当的环境条件下，通过⾃⾝的代谢和发育，才能将它具体化表型：⼜称表现型，是指某⼀⽣物体所具有的⼀切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在特定环境中表现出的种种形态与⽣理特征饰变：指不涉及遗传物质的结构，只发⽣在转录或翻译⽔平上的表型改变。
点突变：基因变异中，变异较⼩的变异称为点突变。
它包括了碱基置换和移码突变转换：嘌呤和嘌呤（A与G）之间或嘧啶与嘧啶（C与T）之间发⽣互换称为转换颠换：⼀个嘌呤与⼀个嘧啶互换的现象称为颠换移码突变：在基因DNA中插⼊或缺失⾮3的倍数的少数⼏个碱基，在该基因DNA作为蛋⽩质的氨基酸顺序的信息解读时，读码的框架会发⽣移动，这样的突变称为移码突变染⾊体畸变：是染⾊体结构的变化，它与其他突变⼀样可引起遗传信息的改变，也具有遗传效应转座因⼦：在细菌的基因组中还存在着能改变⾃⾝位置的⼀段DNA 序列，它们可从染⾊体或质粒的⼀个位点转移到另⼀个位点，或者在两个复制⼦之间转移，这种DNA序列就是转座因⼦2、历史上证明核酸是遗传物质基础的实验有哪⼏个？P179-1811.肺炎链球菌的转化实验2.噬菌体的感染实验3.烟草花叶病毒的拆分与重建实验3、什么叫质粒？质粒有哪些特点?P183质粒：游离于原核⽣物核基因组以外，具有独⽴复制能⼒的⼩型共价闭合环状DNA分⼦。
质粒的特点：1.常以共价闭合环状的超螺旋双链DNA分⼦存在于细胞中2.常带有⼀些特殊的基因，如抗性基因3.具有⾃⼰的复制起始区，能⾃主复制4、何谓基因突变？它有哪⼏个共同特点？P186 P188-190基因突变：基因突变简称突变，是变异的⼀种，指⽣物体内遗传物质的分⼦结构突然发⽣的可遗传的变化。
应激反应
分类：
造成较大现实歪曲的机制 包括否认、投射、隔离、曲解。 造成中度现实歪曲的机制 包括压抑、退行、转移、转换、反向形 成和理想化、合理化等等。 造成轻度现实歪曲的机制 包括补偿、升华和幽默等。
（1）否认 是指对某种痛苦的现实无意识地加以否定。由 于不承认似乎就不会痛苦。“眼不见为净”，“鸵 鸟政策”－鸵鸟把它的头埋在沙子里就意味着不可 接受的东西不存在，否认正是如此。 如一个心爱的人已死亡，可仍相信或认定他还活着 或即将回来，甚至还为他做些什么；
另有调查发现，不仅是配偶死亡，子女或者其他 近亲的死亡也有相当大的影响，一年内的死亡率为对 照组的5倍。
2、行为反应
（1）针对自身的行为反应 包括远离应激原，或改变自身条件、 自己的行为方式或生活习惯等。逃避是 最常见的表现。 家庭关系紧张的人尽可能减少在家 逗留的时间，变成一个“工作迷”。 不愿意学习的学生逃学等。
4、心理防御反应
又称心理防御机制，是心理动力学派的基本概念之一。 所谓防御机制，是指由一定的动机所发动，目的在于避 免精神上的痛苦、不快，以及遭受挫折后可能产生的心 身疾病、神经症和精神疾病。 各种防御机制都是在潜意识中进行的，在心理上进行自 我保护，犹如生理上具有的免疫功能一样。 需要指出的是：两个或两个以上的防御机制往往可以同 时起作用而呈协同关系。
1、情绪反应
（1）焦虑：预期发生某种灾难后果的一种紧张情绪。适 当焦虑可以提高人的警觉水平，促使人投入行动，以适 当的方法应对应激原，从而适应环境，如考试焦虑。 C.D.Spielberger将焦虑分为：状态焦虑和特质焦虑。 状态焦虑是一种持续较短暂、强度多变、伴有紧张和害 怕的心理状态。
特质焦虑是一种人格特质，具有特制焦虑的人容易把本 来没有危险的事件看成危险，总是怨天尤人、恐惧不安， 容易陷入应激状态。
第七章应激
第七章应激复习提要一、概述（一）应激概念与基本特征非特异性防御性反应的模式化（二）应激原躯体性心理性二、应激时的神经内分泌反应（一）交感—肾上腺髓质系统的反应1．反应2．表现3．意义①防御意义提高心输出量，提高血压改善通气，增加供氧升高血糖，提供更多的能量血液重新分布，保证心脑血液供应②不利影响外周小血管收缩，组织微循环灌流量降低，缺血、缺氧儿茶酚胺促进血小板聚集，形成血栓，阻碍血流，组织缺血、缺氧能量代谢增加，消耗过多能量心肌耗氧过多（二）下丘脑—垂体—肾上腺皮质的反应1．反应2．意义①应激时最重要的一个反应，可以提高机体抵抗力②判断机体是否处在应激状态与应激程度的最常用指标③作为非特异性的指标可以判断病情的发展3．作用与机制①通过促进蛋白质的分解与糖原异生，保持血糖高水平；②糖皮质激素对儿茶酚胺的允许作用；③稳定溶酶体膜；④抗炎抗免疫4．糖皮质激素抵抗（三）胰高血糖素与胰岛素1．反应2．意义3．胰岛素抵抗（四）调节水盐平衡的激素1．反应2．机制3．意义（五）组织激素及细胞因子的表达与释放增多1．组织激素2．细胞因子（六）其它cAMP等（七）心理应激时神经内分泌反应的特点三、应激时机能与代谢变化（器官与组织水平的应激）（一）应激时能源物质代谢的变化1．特点动员增加，贮存减少。
2．表现3．机制4．意义5．几个概念应激性高血糖，应激性糖尿，创伤性糖尿病，负氮平衡（二）应激时循环系统的改变表现机制意义严重后果5．几个名词应激性心律失常、应激性心脏病（三）应激性急性胃粘膜病变与应激性溃疡1.定义2.机制①胃血流量减少②迷走神经兴奋，胃运动亢进③胃酸分泌增多④PGE2的作用（四）凝血与纤溶的变化1．表现2．机制①交感神经兴奋，血小板聚集性增强②应激时血小板数量增多，纤维蛋白原含量增加③抗凝血酶Ⅲ过度消耗④纤维蛋白溶解活性加强（五）免疫系统功能变化四、应激与心理、精神障碍与应激时增多的急性期蛋白（一）定义—急性期反应、急性期蛋白（二）来源（三）功能1．抑制蛋白酶2．激活凝血系统与纤溶系统3．清除异物与坏死组织4．清除自由基5．其他五、应激诱导的细胞反应（一）应激诱导的细胞非特异性防御反应—热休克蛋白定义分类表达调节功能维持细胞蛋白自稳状态提高细胞对热或其他刺激的耐受性与免疫的关系（二）应激诱导的细胞特异性防御反应不同的应激原，可诱导不同的基因表达，产生不同的反应蛋白。