强:在细胞膜表面具有许多受体识别,包括各种抗体识别和各种激素识别,不同抗体或激素之间能否互相影响,或形成错配?
梦:生命形成的关键因素在于结构,不同的结构形成的合力不同,使弱磁力、微磁力的合力存在形状、大小和磁极方向的差异,只有两个互补的构型才能互相吸引和结合。在血液、组织液和细胞质中的各种蛋白质能够准确寻找到靶向配体结合,都是依靠这种互补结构产生的磁力吸引。每种受体的结构都不同,使受体识别具有专一性,所以受体结合不能错配。但同一个锁可以有多把钥匙,只要开锁的有效结构匹配即可,有效结构之外的部分就像挂了钥匙链,与受体的关系不大了,比如糖尿病患者补充胍基物质替代胰岛素的作用。虽然受体识别不能错配,但有些物质可以改变细胞膜,进而间接影响受体识别,当受体结构产生的合力降低或方向改变,就是“敏感性”降低;当影响较大,破坏了受体区的特殊结构,使锁孔变形,钥匙插不进去了,就形成“抵抗”。
强:什么物质能破坏胰岛素受体的结构,导致胰岛素敏感性降低和抵抗?
梦:受体的有效部位一般是由磷酸基、氨基、碳碳双键形成的特殊结构,只要这些部位被影响或破坏,就会发生敏感性降低或抵抗。身体中能对这些位置造成破坏的主要因素是氧化应激,凡是增加氧化应激的因素都能降低受体敏感性,凡是降低氧化应激的方式都能提高受体的敏感性。应对氧化应激最有效的是褪黑素,影响褪黑素的因素是睡眠,优质的睡眠能缓解受体敏感性降低。
强:氧化应激为什么要破坏受体的结构?
梦:氧化应激的根本原因是氧双键或氮氧双键的曲率释放,双键是正曲率的结构,就像拉满的弓弦;生命是负曲率的,就像上满的发条,在生命力下形成的物质都是螺旋形态的。当双键的正曲率与螺旋的负曲率接触,正曲率和负曲率迅速释放和抵消,双键消失,螺旋解旋。螺旋解旋的后果有两个,一是细胞膜的孔隙增加,细胞内的物质泄露,导致免疫应答的一系列炎症反应;二是细胞膜解旋导致细胞膜表面的糖蛋白和糖脂发生结构变化,导致受体的锁与钥匙不再匹配了。
强:被损坏的受体结构能恢复吗?
梦:能量是守恒的,在氧化应激反应中,双键释放与结构解旋的能量并不匹配,双键是电磁力的,解旋是弱轭和微轭力的,双键能量远远大于解旋能量,细胞膜只能用“堆数量”和“拉盟友”来对抗。细胞膜的盟友是细胞间质,细胞膜会把相当多的正曲率转移至细胞间质承担,细胞间质只能增加纤维数量应对,使组织硬化。若想恢复受体的结构,就相当于给细胞膜重新上发条。我们知道细胞膜是双层的套球,具有流动性,流动性的关键是双膜之间的胆固醇,起到支持和润换的作用。当膜间的胆固醇增加就导致细胞膜的流动性增加,双膜结构易发生解旋松动,就像发调变松了。细胞膜在解旋时,细胞膜变形使内部的疏水端会暴露,进而吸引更多的胆固醇聚集,形成粥样动脉硬化。所以细胞膜间的胆固醇越多,解旋时细胞间质的纤维化越严重,导致间质的硬化和脆化,形成炁实症;反之,细胞膜间的胆固醇越少,解旋时细胞膜缝隙越大,“粥样”硬化越严重,形成炁虚症。原理说完了,恢复受体结构的方法就呼之欲出了。
强:我知道了,炁实症需要降低胆固醇和细胞膜加旋;气虚症就增加胆固醇和细胞膜加旋。胆固醇的问题容易理解,可细胞加旋如何做呢?
梦:你们不能总是等待投喂,前面的分析已经很清楚了,答案就在眼前。
强:我再想想,细胞膜的螺旋来源于哪里呢?您刚刚讲过螺旋来自于氨基和磷酸基的作用,细胞膜的框架是由磷脂折叠构成的,那么细胞膜的螺旋应该来自磷酸基。我猜到了,是增加细胞膜的磷酸化。
梦:很好就是这样。细胞膜的磷酸化是在细胞膜相关蛋白上添加磷酸基团,相当于给细胞膜“加旋”。老式挂钟上发条需要发条钥匙,磷酸化需要蛋白激酶的催化。蛋白激酶能将ATP的磷酸基团转移到特定蛋白质的氨基酸残基上,常见的有酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸残基。在细胞膜上,膜蛋白磷酸化后可以调节细胞骨架相关蛋白的活性,影响细胞骨架的组装和稳定性,进而改变细胞的形态和运动能力。主要通过肌动蛋白结合蛋白的磷酸化,促进肌动蛋白纤维的聚合和解聚,从而调节细胞的迁移,达到上“发条”的作用。胰岛素受体属于酪氨酸激酶,当胰岛素与其结合后,受体自身的酪氨酸残基会发生磷酸化,进而招募并激活下游的信号分子。
强:我记得黑素细胞合成黑色素的原料是酪氨酸,这里又提到酪氨酸激酶,二者是否存在关系?
梦:是的。当胰岛素过量时,会刺激胰岛素受体,使酪氨酸激酶增多,酪氨酸激酶能促进黑素细胞的存活、增殖和分化。同时酪氨酸酶是黑色素合成的关键酶,它能将酪氨酸转化为多巴,进而合成更多的黑色素,出现皮肤色素沉着增加。当胰岛素抵抗时,酪氨酸激酶降低,信号通路常常受到抑制,导致黑素细胞增殖受阻和黑色素合成障碍,严重的形成白癜风。
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