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Desensitization: 一种有趣的生物学现象

已有 10363 次阅读 2011-1-10 11:23 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

细胞是生命的基本单位。在体细胞总处于一定的生物物理和生物化学环境中。细胞的表面有很多感受外界环境变化的感受器(Sensors), 很多以受体(Receptors)的形式呈现。 细胞外环境中则有很多称为配体(Ligands)的东西。如果受体是特异性的,则有专门的配体与之结合配对。但细胞表面或者内部也有非特异性的受体,如感受机械力变化的机械力感受器(Mechanosensors), 在细胞内存在多种形式。正是由于细胞内这些感受器的存在,细胞才能精确地感知外界环境的改变并将外界信号传导到细胞内部,最终引起细胞结构和功能的适应性改变。

我们在研究中发现,当用一种恒定不变的物理信号(如常数大小的机械力)或生物化学信号(如浓度不变的生化物质)刺激细胞时,细胞在刺激的初期有适当的响应。如果长时间用恒定不变的信号刺激细胞,细胞表面的感受器或受体将会逐步失效,最终的效果是细胞对这种恒定不变的刺激没有响应,这种生物学现象称作受体的Desensitization(失敏)现象。这时,如果我们增大刺激信号的强度,细胞又会有适当的响应,但长时间相同强度的信号刺激细胞,又会使细胞内的感受器可能彻底地失去功能。然而,如果我们用随时间变化的信号 (Time-Varying Signals)去刺激细胞,则不容易看到受体Desensitization现象。当细胞出现受体Desensitization现象时,如果我们停止恒定不变的信号刺激,重新用新鲜的营养液培养这些细胞,则一段时间以后,细胞表面的受体有可能恢复感知和转导外界信号的功能。

上述研究结果或许可以简单地解释很多日常生活中的现象。譬如,我们长期生活在相同的环境中,生活方式也一成不变,就容易对生活产生厌倦。如果长期使用相同品牌的香水,即使是世界上最昂贵的,时间久了,鼻子也就不太敏感了,这个也是嗅觉细胞感受器的  Desensitization现象。  当夫妻双方身体内的很多细胞感受器都产生 Desensitization以后,就会相互感受不到对方的存在,倾听不到对方的心声,甚至正常的口头交流也会变得困难。当正常强度的声音不能使对方理解时,只好通过增大音量来刺激对方的听觉细胞,这大概就是“争吵”形成的生物学机制之一。

其实根据对细胞的研究结果,我们就不难找到防止和解决细胞感受器Desensitization的方法。方法之一是使用随时间变化的信号而不是恒定不变的信号去刺激细胞;方法之二,就是注意对细胞自身进行更新或保鲜(Refresh,以提高细胞内感受器对外界信号感知的灵敏度和精确度。



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2 张彦斌 强涛

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