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人体内的激素多种多样,大都存在于血液之中。这么多种类的激素混在一起,是如何避免彼此干扰的呢?

图片来自Wikipedia

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原来,每种特定的激素,都有专门的受体与其匹配。激素受体分布在细胞表面,能与特定激素结合,匹配的结果就像答对了接头暗号,之后就能向细胞传递指令了。

一种激素一种受体

我们常说“一把钥匙开一把锁”。激素与对应受体之间的关系,就如同钥匙与锁一样:钥匙上的凸块只有对应锁芯的凹槽,才能顺利打开门锁;受体上往往也有特定形状的“凹槽”,正好与相应的激素分子“凸块”相匹配,才能引发进一步的信号传导。除了形状的匹配,激素凸块和受体凹槽的电荷性质往往恰好相反,还能通过异性相吸的原理紧紧结合在一起。

激素(红色)和受体(黄色)如何结合?图片来源:www.apsubiology.org

激素(红色)和受体(黄色)如何结合?图片来源:www.apsubiology.org

当激素来到细胞表面,与自己对应的受体结合之后,激素所携带的“命令信息”就会传导到细胞内部,甚至到达细胞核里去开启一系列基因,从而让细胞做出正确的反应。比如,胰岛素被胰腺分泌进入血液之后,会穿透血管壁进入身体组织当中,与肌肉细胞、脂肪细胞、肝脏细胞等细胞表面的胰岛素受体结合。

胰岛素晶体。图片来源:Wikipedia

胰岛素晶体。图片来源:Wikipedia

不同的细胞接收到胰岛素信号之后做出的反应也不同:肌肉细胞会加速蛋白质代谢,脂肪细胞则加速脂肪代谢,而肝脏细胞会加快肝糖元的合成。所有这些工作都会大量消耗能量,于是这些细胞就会主动从血液中吸收更多的能量物质——葡萄糖。就这样,胰岛素信号让血液中的血糖浓度降低了。

胰岛素的工作过程。图片编译来源:blog.insidetracker.com

胰岛素的工作过程。图片编译来源:blog.insidetracker.com

显然,不同的激素对应着不同的激素受体,不相匹配的激素与受体之间无法结合,就像用错误的钥匙打不开锁一样,避免了不同激素信号之间的干扰。一种激素的受体也不会出现在所有细胞的表面,而只存在于需要接受这种信号的细胞表面。比如,与女性卵子成熟有关的卵泡刺激激素,它的受体就只存在于卵泡以及生殖相关组织的细胞表面,而不会出现在肌肉细胞或是神经细胞的表面。这也大大减少了信号错误传输的可能。

利用激素和受体制造药物

在我们的生活中还会发生这样的情况:自己用错了钥匙却不知道,情急之下一用力就把钥匙折断了,彻底卡死在锁眼中。有很多药物分子恰恰就是通过把激素的受体卡死来发挥作用。这类药物被称为这个受体的拮抗剂,它们通常与天然激素长得有几分相像,能够与受体牢固结合,却又不会导致受体被激活,也就不会向细胞内传导信号。

比如,治疗高血压的降压药物美托洛尔就是一种拮抗剂,它能够与β肾上腺素受体紧密结合,阻断真正的肾上腺素发挥收缩血管的作用,从而达到降血压的目的。再如,北欧国家的父母,可以要求医生给孩子注射生长激素受体的拮抗剂药物,避免孩子未来身高过高带来的种种不便。

拮抗剂起作用的示意图(以β肾上腺素为例)。

拮抗剂起作用的示意图(以β肾上腺素为例)。

有拮抗剂,自然就有功能相反的激活剂。天然激素本身就是受体的激活剂,因而可以直接作为药物来使用,如前文提到的胰岛素、肾上腺素、生长激素,都是激素类药物。科学家还会设计一些与天然激素类似的分子,也可以当作受体的激活剂来使用,但可以设计得比天然激素更稳定,效用更持久。

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2 Responses to “欧洲孩子吃药防长高,身高限制了我的想象力”

  1. 匿名说道:

    "避免孩子未来身高过高带来的种种不便"。他们是怎么知道未来一定过高的?

  2. 蒲公英说道:

    没想到松鼠会也开始玩“标题党”了啊哈哈。

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