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第二信使
second messenger
能把或的信息传到细胞内，并引起相应生理效应的细胞内的某种化学物质。大多数含氮激素及某些神经递质在与结合时，首先触发细胞内某种化学物质的生成，进而通过该物质对细胞内多种代谢过程的影响而发挥生理作用。在此过程中，激素起第一信使的作用。一般认为，环腺苷酸(cAMP)是多数含氮激素作用的第二信使。此外，环鸟苷酸(cGMP)、钙离子以及前列腺素也可能起第二信使作用或起辅助配合作用，使环腺苷酸能充分而完善地发挥作用。
环腺苷酸(cAMP) 含氮激素（肽类、蛋白质类、胺类），一般分子较大，它们从内分泌腺分泌出来，经由血液到达靶组织后，并不直接进入细胞内发挥作用，而是与靶细胞膜上具有立体构型的专一性受体结合。这一结合随即激活膜上的腺苷酸环化酶系统。在镁离子存在的条件下，该酶促进腺苷三磷酸 (ATP)转变为环腺苷酸。环腺苷酸使无活性的蛋白激酶系统转为有活性，从而激活磷酸化酶，引起靶细胞的固有的反应如：腺细胞的分泌、肌肉细胞的收缩、神经细胞动作电位的出现、细胞膜通透性的改变、细胞分裂与分化以及各种酶的反应等等。从含氮激素的作用机制来看，激素仅把信息传递至靶细胞表面，而后是由环腺苷酸接着把这个信息由细胞表面传送到靶细胞内有关酶系，从而发挥激素对靶细胞功能的调节作用。因此，人们把激素叫做“第一信使”，而把环腺苷酸称为“第二信使”，并把这一类激素作用机制的学说叫做“第二信使学说”（见图[环腺苷酸系激素作用机制的图解]）。第二信使学说是E.W.萨瑟兰等在1965年研究糖原酵解第一步所需限速酶──磷酸化酶的活性时提出来的。该学说可以说明许多含氮激素的作用机制。
除环腺苷酸以外，有人发现，环腺苷酸与生物效应的关系不经常一致，例如，对脂肪与肝组织及肌肉都使糖原合成酶活性增加，但在前两种组织内环腺苷酸浓度下降而在肌肉内却上升；另外，当含氮激素使组织中环腺苷酸浓度发生改变时，常可见到环鸟苷酸也发生变化。因此，有人提出环腺苷酸可能不是唯一的第二信使，它需要“其他信使”的配合才能更完善地发挥其作用。目前已提出可能起第二信使作用或配合环腺苷酸发挥作用的物质有：
环鸟苷酸(cGMP) 1963年阿思尔曼等在鼠尿中发现环鸟苷酸，之后得到广泛的证实。1980年乔基等研究乙酰胆碱在心肌细胞中的作用时,发现有环鸟苷酸参与鸟苷酸环化酶的活性依赖环鸟苷酸的存在。此酶与腺苷酸环化酶不同，它由两个相同的亚基组成，单纯由于变构而被活化，无需亚基解离。
环鸟苷酸作为第二信使发挥作用是通过细胞内的G-激酶。此酶由环鸟苷酸激活，它使多种蛋白质磷酸化而产生多种生物效应。有趣的是发现在许多组织中，环腺苷酸的效应与环鸟苷酸正好相反，如一个引起兴奋，而另一个则引起抑制，有人提出“阴阳”学说来形容这两种环核苷酸的相互关系。
钙离子() 在某些含氮激素引起的生理过程中必需有钙离子存在。例如，在引起胰岛素和肾上腺素分泌的过程中，必须有钙离子参与，单纯给外源环腺苷酸不能引起分泌反应。因此，有人提出钙离子可能是第二信使。
在研究下丘脑促黄体(生成)素释放激素 (LH-RH)的作用机制时发现，钙离子可能是促黄体（生成）素释放激素作用的第二信使，它确与促黄体（生成）素释放激素促使促性腺激素释放的机制密切相关。例如，用低钙溶液冲洗培养的垂体细胞,可使之对促黄体 (生成)素释放激素的反应性完全丧失；阻断细胞外钙离子进入细胞内的药物也能阻断促黄体（生成）素释放激素引起的促黄体激素释放。用(Ca示踪测定,证明促黄体(生成)素释放激素可以特异地提高钙离子通道的活性，在极短的时间内便可促使钙离子移动，且这一作用先于促黄体激素的释放。其次,用各种因子使钙离子动员,以提高细胞浆内的钙离子水平，可引起垂体细胞释放促黄体激素。这些实验都证明，在促黄体（生成）素释放激素的作用机制中，钙离子确实起到第二信使的重要作用。
至于钙离子在细胞内的作用机制，目前尚未完全弄清。有人提出，钙离子进入细胞后，可与细胞内的结合，这是一种细胞内的与钙离子有依赖性的调制蛋白，进而激活某些细胞内的酶系，从而引起细胞生理活性的改变。
前列腺素(PGS) 是一类具有独特结构的二十碳羧酸、不饱和羟基脂肪酸。,特别是前列腺素E与环腺苷酸的关系密切,例如, 前列腺素E可以增加许多组织细胞内环腺苷酸的含量。进而发现，某些激素在增加细胞内环腺苷酸的同时，常伴有前列腺素的释放。因此有人提出，在某些激素的作用机制中，可能先引起前列腺素释放，进而激活腺苷酸环化酶，生成环腺苷酸，继续传递信息。
对于除环腺苷酸以外的“第二信使”目前了解还很不够。它们与环腺苷酸的关系如何？它们到底是起“第二信使”的作用或是辅助环腺苷酸发挥作用？它们在细胞内的作用机制如何？对于不同激素以及在不同靶细胞中，这些可能作为第二信使的化学物质的重要性有无差异？这一系列问题都还有待深入研究。
袁其晓 孙希浩
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