一、 各类第二信使的产生、作用与消除机制

1. 核酸类(cAMP, cGMP)

环磷酸腺苷 (cAMP)

  • 产生机制:受体激活 $G_s$ 蛋白,进而激活腺苷酸环化酶(AC),催化 ATP 环化。
    $$\text{ATP} \xrightarrow{\text{AC (Mg}^{2+})} \text{cAMP} + \text{PP}_i$$
  • 作用机制:cAMP 结合蛋白激酶A(PKA)的调节亚基(R),释放出具有催化活性的游离亚基(C),进而磷酸化下游靶蛋白(如 CREB)。
    $$\text{PKA (R}_2\text{C}_2\text{, 无活性)} + 4\text{cAMP} \rightleftharpoons \text{R}_2(\text{cAMP})_4 + 2\text{C (有活性)}$$
  • 消除机制:由磷酸二酯酶(PDE)水解环酯键。
    $$\text{cAMP} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{PDE}} \text{5'-AMP}$$

环磷酸鸟苷 (cGMP)

  • 产生机制:可溶性或膜结合性鸟苷酸环化酶(GC)催化 GTP 环化。
    $$\text{GTP} \xrightarrow{\text{GC (Mg}^{2+}/Mn^{2+})} \text{cGMP} + \text{PP}_i$$
  • 作用机制:激活蛋白激酶G(PKG)或调节细胞膜上的环核苷酸门控通道(CNG)。
    $$\text{PKG (无活性)} + \text{cGMP} \rightleftharpoons \text{PKG-cGMP (有活性)}$$
  • 消除机制:被特定的 PDE(如 PDE5)降解。
    $$\text{cGMP} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{PDE}} \text{5'-GMP}$$

2. 脂类($IP_3$, DAG, $PIP_3$ 等)

肌醇三磷酸 ($IP_3$) 与 二酰甘油 (DAG)

  • 产生机制:磷脂酶C(PLC)水解细胞膜上的二磷酸磷脂酰肌醇($\text{PIP}_2$)。
    $$\text{PIP}_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{PLC}} \text{IP}_3 + \text{DAG}$$
  • 作用机制:
    • $IP_3$:水溶性,扩散至内质网,结合并打开 $IP_3$ 受体($IP_3\text{R}$,钙通道)。
      $$\text{IP}_3 + \text{IP}_3\text{R (内质网膜)} \rightarrow \text{Ca}^{2+} \text{释放至胞质}$$
    • DAG:脂溶性,留存于细胞膜,在钙离子协同下激活蛋白激酶C(PKC)。
      $$\text{DAG} + \text{Ca}^{2+} + \text{PKC (无活性)} \rightarrow \text{PKC (有活性)}$$
  • 消除机制:
    • $IP_3$ 被磷酸酶逐步脱磷酸生成肌醇,或被激酶磷酸化为 $IP_4$。
      $$\text{IP}_3 \xrightarrow{\text{磷酸酶 (如 INPP5)}} \text{IP}_2 + \text{P}_i \rightarrow \dots \rightarrow \text{肌醇}$$
    • DAG 被二酰甘油激酶(DGK)磷酸化为磷脂酸(PA),或被脂肪酶水解。
      $$\text{DAG} + \text{ATP} \xrightarrow{\text{DGK}} \text{PA (磷脂酸)} + \text{ADP}$$

3. 钙离子 ($Ca^{2+}$)

  • 产生(升高)机制:细胞外 $Ca^{2+}$ 经质膜钙通道内流,或内质网/肌浆网钙库经 $IP_3\text{R}$ 或 ryanodine 受体(RyR)释放。
    $$\text{Ca}^{2+}_{\text{(胞外/钙库)}} \xrightarrow{\text{通道开放}} \text{Ca}^{2+}_{\text{(胞质)}}$$
  • 作用机制:与钙调蛋白(CaM)结合形成复合物,激活靶酶(如 CaMK、CaN)。
    $$4\text{Ca}^{2+} + \text{CaM} \rightleftharpoons 4\text{Ca}^{2+}\text{-CaM 复合物} \xrightarrow{\text{结合}} \text{靶酶 (激活)}$$
  • 消除(恢复)机制:由质膜或内质网上的钙泵(PMCA / SERCA)耗能泵出,或由 $Na^+/Ca^{2+}$ 交换体(NCX)排出。
    $$\text{Ca}^{2+}_{\text{(胞质)}} + \text{ATP} \xrightarrow{\text{Ca}^{2+}\text{-ATPase}} \text{Ca}^{2+}_{\text{(胞外/钙库)}} + \text{ADP} + \text{P}_i$$

4. 其他小分子(一氧化氮 NO)

  • 产生机制:一氧化氮合酶(NOS)以 L-精氨酸为底物催化生成。
    $$\text{L-Arg} + \text{O}_2 + \text{NADPH} + \text{H}^+ \xrightarrow{\text{NOS}} \text{NO} + \text{L-Citrulline} + \text{NADP}^+ + \text{H}_2\text{O}$$
  • 作用机制:NO 为气体,能自由穿透细胞膜,直接结合并激活可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)血红素中心的铁原子。
    $$\text{NO} + \text{sGC (血红素中心)} \rightarrow \text{sGC-NO (构象改变激活)} \rightarrow \text{cGMP}\uparrow$$
  • 消除机制:NO 极不稳定(半衰期仅数秒),自发氧化为亚硝酸盐/硝酸盐,或与血红蛋白的超氧阴离子反应。
    $$2\text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{NO}_2 \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{NO}_2^- + \text{NO}_3^- + 2\text{H}^+$$

二、 关键代谢酶及其反应方程式

1. PI3K 家族(磷脂酰肌醇-3-激酶)

  • 功能介绍:特异性催化磷脂酰肌醇肌醇环上第 3 位羟基的磷酸化。生成的 $PIP_3$ 是关键的脂类第二信使,不被 PLC 水解,而是通过其 PH 结构域招募并激活下游的 Akt (PKB) 和 PDK1,主导细胞存活、增殖和代谢通路。
  • 核心方程式:
    $$\text{PI(4,5)P}_2 + \text{ATP} \xrightarrow{\text{PI3K}} \text{PI(3,4,5)P}_3 + \text{ADP}$$

2. 磷脂酰肌醇特异性磷脂酶家族(PI-PLC)

  • 功能介绍:特异性水解肌醇磷脂甘油骨架上的磷酸二酯键。哺乳动物中分为 $\beta, \gamma, \delta, \epsilon, \zeta, \eta$ 六大类(如 PLC-$\beta$ 受 GPCR 激活,PLC-$\gamma$ 受 RTK 激活)。它们是产生 $IP_3$ 和 DAG 这两个经典第二信使的唯一酶类。
  • 核心方程式:
    $$\text{PI(4,5)P}_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{PI-PLC}} \text{Ins(1,4,5)P}_3 (\text{IP}_3) + 1,2\text{-DAG}$$

3. 其他磷脂酶(PLA2, PLD 等)

  • 磷脂酶A2 (PLA2):水解甘油磷脂 sn-2 位的酯键。此过程释放的花生四烯酸(AA)可进一步转化为前列腺素、白三烯等脂类介质(第三信使或旁分泌信号)。
    $$\text{磷脂酰胆碱 (PC)} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{PLA2}} \text{花生四烯酸 (AA)} + \text{溶血磷脂酰胆碱 (LPC)}$$
  • 磷脂酶D (PLD):水解磷脂(主要是 PC)的极性头部基团与磷酸基团之间的键,生成具有信号传导功能的磷脂酸(PA),PA 也可被 PA 磷酸水解酶进一步转化为 DAG。
    $$\text{磷脂酰胆碱 (PC)} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{PLD}} \text{磷脂酸 (PA)} + \text{胆碱 (Choline)}$$

4. 磷酸酶(Phosphatases)

  • PTEN (张力蛋白同源物):一种具有双重特异性的磷酸酶,作为 PI3K 通路的核心负调控因子(著名抑癌基因)。它将 $PIP_3$ 的第 3 位磷酸基团水解脱下,终止 Akt 信号传导。
    $$\text{PI(3,4,5)P}_3 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{PTEN}} \text{PI(4,5)P}_2 + \text{P}_i$$
  • 肌醇多聚磷酸 5-磷酸酶 (INPP5):终止 $IP_3$ 的信号,防止细胞内钙离子持续释放。$$\text{Ins(1,4,5)P}_3 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{INPP5}} \text{Ins(1,4)P}_2 + \text{P}_i$$

一、 按响应配体/激素分类的受体作用及通路汇总

受体系统 受体亚型 激动剂(Agonist) 拮抗剂(Antagonist) 作用(Action) 补充说明与药理机制
肾上腺素能受体 α₁ 受体 Epi ≥ NE > Iso
• 去氧肾上腺素
• 去甲肾上腺素(NE)
• 哌唑嗪
• 特拉唑嗪
• 血管/血压:皮肤、肌肉、内脏血管平滑肌收缩(BP↑);缩窄入球小动脉 > 出球小动脉
• 眼:瞳孔开大肌收缩(扩瞳)
• 平滑肌:前列腺/胆囊/淋巴管平滑肌收缩、膀胱括约肌收缩(缩尿)
• 代谢/器官:肝(糖原分解、糖异生);心(↑收缩力、心律失常);髓样开支粗段(重吸收 Na⁺, Cl⁻, H₂O)
偶联 Gq 蛋白,激活 PLC → IP₃/DAG → Ca²⁺↑;酚妥拉明(短效竞争性)与酚苄明(长效非竞争性)为非选择性 α 受体阻断剂
α₂ 受体 Epi ≥ NE > Iso
• 溴莫尼定
• 可乐定
• 甲基多巴
• 育亨宾 • 突触前膜:负反馈抑制 NE 释放
• 中枢:CNS 中枢性降压
• 腺体与代谢:胰岛 B 细胞(抑制胰岛素分泌)、抑制脂肪分解、抑制房水生成
• 其他:促进血小板聚集;抑制中枢及外周 Ach、5-HT、DA 释放;胃肠平滑肌收缩
偶联 Gi 蛋白,抑制 AC → cAMP↓
β₁ 受体 Iso > Epi ≥ NE
• 多巴酚丁胺
• 美托洛尔
• 阿替洛尔
• 醋布洛尔
• 普萘洛尔
• CGP20712A
• 心脏:窦房结(自律性↑)、房室结及心室肌(正性变导、正性变力、正性变时)
• 肾脏:肾小球旁细胞(促进肾素释放)
• 腺体:唾液腺(分泌粘稠唾液)
偶联 Gs 蛋白,激活 AC → cAMP↑ → PKA 激活,L 型钙通道开放;拉贝洛尔为 α、β 均阻断剂
β₂ 受体 Iso > Epi ≫ NE
• 特布他林
• 沙丁胺醇
• 沙美特罗
• 酚特罗
• 利托君
• 普萘洛尔
• ICI 118,551
• 平滑肌舒张:支气管、骨骼肌血管、冠脉舒张;骨骼肌、子宫平滑肌、膀胱平滑肌舒张
• 突触前膜:正反馈促进 NE 释放
• 代谢与免疫:肝脏(糖异生、糖原分解);肥大细胞(抑制组胺等介质释放)
偶联 Gs 蛋白;激动骨骼肌 β₂ 受体可引起骨骼肌震颤;舒张子宫平滑肌可用于保胎(如利托君)
β₃ 受体 Iso > Epi > NE
• BRL37344
• 米拉贝隆
• CGP20712A
• ICI 118,551
• 代谢:脂肪分解 主要分布于脂肪组织和膀胱逼尿肌,米拉贝隆临床用于治疗膀胱过度活动症(OAB)
多巴胺受体 D₁ 样受体
(D₁, D₅)
• 非诺多泮 • 氟哌啶醇
• 氯丙嗪
• 血管:肾脏、肠系膜、冠脉血管平滑肌舒张 偶联 Gs 蛋白 → cAMP↑;非诺多泮常用于高血压急症的治疗
D₂ 样受体
(D₂, D₃, D₄)
• 溴隐亭
• 普拉克索
• 氟哌啶醇
• 多潘立酮
• 氯丙嗪
• 神经与内分泌:黑质-纹状体系统;延髓催吐化学感受区(CTZ);垂体前叶(抑制 PRL 催乳素分泌);突触前膜(负反馈抑制多巴胺释放) 偶联 Gi 蛋白 → cAMP↓;多潘立酮为外周 D₂ 拮抗剂,不易透过血脑屏障
5-羟色胺受体
(5-HT System)
5-HT₁ 受体 • 舒马曲坦
• 利扎曲坦
• 甲基麦角新碱
• 育亨宾
• 血管与中枢:收缩脑膜血管(治疗偏头痛急性发作);突触前膜负反馈抑制 5-HT 及其他递质释放 偶联 Gi 蛋白 → cAMP↓;曲坦类药物是治疗偏头痛急性发作的特效药
5-HT₂ 受体
(主要指 5-HT₂ₐ)
• 麦角酸二乙酰胺 (LSD)
• 赛洛西宾
• 酮色林
• 利培酮
• 奥氮平
• 赛庚啶
• 血管与血小板:收缩血管、促进血小板聚集
• 中枢神经:调节幻觉、认知、精神状态、睡眠与体温
偶联 Gq 蛋白,激活 PLC → IP₃/DAG → Ca²⁺↑;非典型抗精神病药多兼具强效 5-HT₂ₐ 受体阻断作用
5-HT₃ 受体 • 2-甲基-5-HT • 昂丹司琼
• 格拉司琼
• 帕洛诺司琼
• 消化与催吐:兴奋迷走神经传入纤维、刺激延髓催吐化学感受区(CTZ)引起恶心呕吐 唯一属于配体门控离子通道(离子型)的 5-HT 受体(阳离子通道,Na⁺/K⁺内流);司琼类为强效止吐药
5-HT₄ 受体 • 莫沙必利
• 普芦必利
• 西沙必利
• 格拉司琼 (高浓度时) • 胃肠动力:促进肠肌丛释放乙酰胆碱,增强胃肠道平滑肌蠕动、促进胃排空与排便 偶联 Gs 蛋白 → cAMP↑;促动力药(如莫沙必利、普芦必利)用于胃轻瘫及功能性便秘
GABA受体系统
(GABAergic)
GABA_A 受体 • GABA
• 蝇蕈醇 (Muscimol)
• 荷包牡丹碱
• 印防己毒素
• 快速抑制:开放氯离子(Cl⁻)通道,引起细胞膜超极化,产生快速中枢抑制 配体门控离子通道(五聚体);苯二氮䓬类、巴比妥类、神经类固醇及多种全身麻醉药的别构调节靶点
GABA_B 受体 • 巴氯芬 (Baclofen) • 萨洛芬 (Saclofen) • 缓慢持久抑制:抑制突触前 Ca²⁺ 通道、开放突触后 K⁺ 通道,抑制神经元过度兴奋 偶联 Gi/o 蛋白(代谢型异源二聚体);巴氯芬临床用于缓解脊髓损伤或多发性硬化引起的骨骼肌痉挛
GABA_C 受体
(ρ 受体)
• GABA
• CACA
• TPMPA • 视觉处理:参与视网膜双极细胞与水平细胞的侧抑制,增强视觉对比度与运动边缘信号 仅由 ρ 亚基组成的配体门控离子通道;去敏速度慢、电导较小,对传统 GABA_A 拮抗剂不敏感
甘氨酸受体
(Glycine Receptor)
GlyR 受体 • 甘氨酸 (Glycine)
• β-丙氨酸
• 牛磺酸
• 士的宁 (Strychnine) • 脊髓/脑干抑制:开放氯离子(Cl⁻)通道,介导脊髓和脑干突触后的快速抑制传递 配体门控离子通道(五聚体);士的宁是强力竞争性拮抗剂,阻断后可导致全身强直性痉挛及窒息
谷氨酸受体系统
(Glutamatergic)
NMDA 受体 • 谷氨酸 (Glu)
• NMDA
• 天冬氨酸
• 氯胺酮
• 美金刚
• APV / MK-801
• 突触可塑性与毒性:介导兴奋性突触传递与学习记忆(LTP);过度激活引起 Ca²⁺ 超载及神经元兴奋性毒性细胞死亡 离子型受体;需同时结合谷氨酸和甘氨酸(协同激动剂)并依赖膜去极化解除 Mg²⁺ 嵌段方可开放(通透 Ca²⁺、Na⁺)
AMPA 受体 • 谷氨酸 (Glu)
• AMPA
• NBQX
• 吡仑帕奈 (Perampanel)
• 快速兴奋传递:介导中枢神经系统绝大部分快速兴奋性突触传递 离子型受体(主要通透 Na⁺、K⁺);吡仑帕奈为选择性 AMPA 受体非竞争性拮抗剂(用于抗癫痫治疗)
Kainate 受体
(红藻氨酸受体)
• 谷氨酸 (Glu)
• 红藻氨酸 (Kainate)
• UCPH-101
• CNQX
• 突触传递调节:参与突触前和突触后兴奋性传递,调节神经递质释放 离子型受体,广泛分布于海马、皮层和脊髓,参与突触可塑性调节
代谢型谷氨酸受体
(mGluR 1~8)
• DHPG
• ACPD
• MPEP (mGluR5)
• LY341495
• 精细调控突触:调节突触传递效率、突触可塑性及神经保护/兴奋毒性平衡 分为三组(Group I 偶联 Gq,Group II/III 偶联 Gi);参与痛觉调制、焦虑及精神疾病调控
嘌呤/腺苷受体 腺苷受体 A₁ • 腺苷(缺血时释放)
• CPA
• CCPA
• 茶碱
• 咖啡因
• DPCPX
• 生理作用:入球小动脉收缩、负性心肌传导、抗惊厥、保护缺血再灌注损伤 偶联 Gi 通路,抑制 AC → cAMP↓
腺苷受体 A₂₠ / A₂B • 雷格诺生(A₂₠)
• CGS21680(A₂₠)
• BAY 60-6583(A₂B)
• 腺苷
• 伊斯特丙茶碱(A₂₠)
• 茶碱(非选择性)
• 咖啡因(非选择性)
• MRS1754(A₂B)
• A₂₠:抑制血小板聚集、调节软骨;冠脉及脑血管平滑肌舒张;气道平滑肌收缩;心肌缺血预处理保护
• A₂B:肥大细胞脱颗粒、脑血管平滑肌舒张
A₂₠/A₂B 主要偶联 Gs 通路,促使 cAMP↑ → ↓MLCK,舒张血管
腺苷受体 A₃ • IB-MECA
• 2-Cl-IB-MECA(Namodenoson)
• 腺苷
• MRS1523
• VUF-5574
• 生理作用:保护缺血再灌注损伤、气道平滑肌收缩、心肌缺血预处理保护 主要偶联 Gi/Gq 通路,参与缺血预适应与炎症调节
胆碱能受体 M 受体总类
(M₁~M₅)
• 毛果芸香碱
• 卡胆碱
• 醋甲胆碱
• 震颤素/氧震颤素
• 阿托品
• 山莨菪碱
• 东莨菪碱
总作用:副交感神经兴奋效应(缩瞳、腺体分泌、平滑肌收缩、心率减慢、血管舒张) 胆碱能 M 受体拮抗剂可解除平滑肌痉挛、抑制腺体分泌
M₁ 受体 • 氧震颤素 • 哌仑西平 • 神经与腺体:中枢皮质、海马(兴奋 CNS);自主神经节(兴奋);胃黏膜壁细胞(分泌胃酸);肠肌丝/肠肌神经丛(收缩) 偶联 Gq 蛋白,促使 IP₃/DAG ↑ → Ca²⁺↑
M₂ 受体 — • 戈拉典铵
• 托吡卡胺
• 心脏与突触:右房屈结(窦房结)、房室结、左心室肌(负性变时、负性变传、负性变力);突触前膜(负反馈抑制 Ach 释放) 偶联 Gi 蛋白,抑制 AC,同时激活 IK-Ach 钾通道,导致心肌细胞超极化
M₃ 受体 — — • 腺体:外分泌腺分泌(唾液腺、泪腺、汗腺——交感节后胆碱能)、ECL 细胞、壁细胞(分泌酸)
• 平滑肌:瞳孔括约肌(缩瞳)、睫状肌(调节痉挛);胃肠壁、膀胱壁、子宫、支气管平滑肌(收缩)
• 血管与括约肌:血管内皮平滑肌(释放 NO 舒张血管);胃肠及膀胱括约肌(舒张)
同 M₁ 偶联 Gq 通路;血管舒张需依赖完整的血管内皮细胞释放 NO(EDRF)
M₄ / M₅ 受体 — — • 生理作用:CNS 中枢神经系统、外分泌腺调节 M₄ 偶联 Gi;M₅ 偶联 Gq
NM 受体
(骨骼肌型/N1)
• 苯三甲铵(PTMA)
• 烟碱
• 蛙毒
• 十羟季铵
• 筒箭毒碱
• 阿库氯铵
• 琥珀胆碱
• 骨骼肌:终板去极化,引起骨骼肌收缩 配体门控离子通道;琥珀胆碱为去极化型肌松药,筒箭毒碱为非去极化型肌松药
NN 受体
(神经节型/N2)
• 二甲基苯哌嗪(DMPP)
• 烟碱
• 六羟季铵
• 美加明
• 樟磺咪芬
• 六甲双铵
• 神经节与髓质:节后神经元去极化(传递神经冲动);肾上腺髓质释放儿茶酚胺(Epi/NE) 配体门控离子通道,阻断剂(如美加明、樟磺咪芬)可用于阻断神经节传导以快速降压
加压素/抗利尿激素受体 V₁₠ 受体
(V₁)
• 精氨酸升压素(AVP)
• 加压素
• 特利加压素
• 赖氨酸加压素
• 考伐普坦(非选择性 V₁₠/V₂)
• 普伐普坦(Relcovaptan)
• 血管/血压:血管平滑肌收缩(内脏血管及出球小动脉收缩显著,BP↑)
• 器官与平滑肌:肾髓质降支直小血管(DVR)收缩、子宫平滑肌收缩
• 代谢/其他:促进肝糖原分解、促血小板聚集
偶联 Gq 蛋白,激活 PLC → IP₃/DAG → Ca²⁺↑,介导收缩血管与平滑肌效应
V₁b 受体
(V₃)
• 精氨酸升压素(AVP)
• 去氨加压素(低亲和力)
• 奈拉普坦(Nelivaptan) • 神经内分泌:促进垂体前叶释放促肾上腺皮质激素(ACTH)及 β-内啡肽 主要偶联 Gq 蛋白,分布于垂体前叶及中枢神经系统,参与应激反应调节
V₂ 受体 • 去氨加压素(DDAVP)
• 精氨酸升压素(AVP)
• 托伐普坦
• 考伐普坦
• 莫伐普坦
• 肾脏/水代谢:远曲小管迟段及集合管主细胞水通道蛋白-2(AQP2)易位插入管腔膜,促进自由水重吸收(尿量减少,尿液浓缩)
• 血液系统:促进血管内皮细胞释放凝血因子 VIII 及 vWF
偶联 Gs 蛋白,激活 AC → cAMP↑ → PKA 激活,促使含有 AQP2 的囊泡靶向易位至管腔膜;托伐普坦等普坦类药物临床用于治疗水肿及低钠血症
心房钠尿肽系统
(NP System)
NPR-A 受体
(GC-A)
• 心房钠尿肽(ANP)
• 脑钠肽(BNP)
• 奈立肽(Nesiritide)
• 卡培立肽(Carperitide)
• HS-142-1
• Anantin
• 肾脏:舒张入球小动脉、收缩出球小动脉(增加 GFR),抑制近球小管及集合管 Na⁺ 重吸收(强效排钠利尿)
• 血管/血压:舒张血管平滑肌(总外周阻力↓、BP↓)
• 内分泌调节:抑制肾素、醛固酮及 ADH 释放
偶联膜型鸟苷酸环化酶(pGC)→ cGMP↑ → PKG 激活;脑钠肽(BNP)临床常用于心力衰竭的诊断与诊疗评估
NPR-C 受体
(清除受体)
• ANP / BNP / CNP
• C-ANP(4-23)
• AP-811 • 体内清除:结合并内吞降解循环中的钠尿肽,调节血浆钠尿肽浓度与半衰期 缺乏鸟苷酸环化酶结构域;部分可通过 Gi/PLC 途径发挥辅助生理调节作用
肾素-血管紧张素系统
(RAS)
AT₁ 受体 • 血管紧张素 II(Ang II)
• 血管紧张素 III
• 氯沙坦
• 缬沙坦
• 坎地沙坦
• 厄贝沙坦
• 血管/血压:强效收缩全身微动脉(出球小动脉收缩显著 > 入球小动脉,维持 GFR,全身 BP↑)
• 肾上腺/水盐:促进肾上腺皮质球状带合成与释放醛固酮(促水钠潴留)
• 心血管重构成:促交感神经末梢释放 NE,促进心肌及血管平滑肌增生重构
偶联 Gq 蛋白,激活 PLC → IP₃/DAG → Ca²⁺↑;沙坦类(ARB)通过阻断 AT₁ 受体实现降压、保护心肾及抗重构效应
AT₂ 受体 • 血管紧张素 II(Ang II)
• CGP42112A
• PD123319 • 生理对抗:舒张血管、抗细胞增殖、促细胞凋亡、抗心血管重构(对抗 AT₁ 引起的增生与收缩) 主要偶联 Gi 或蛋白磷酸酶通路;在胚胎组织及损伤修复组织中高表达,介导组织再生与舒张对抗平衡
盐皮质激素受体
(MR)
MR 受体
(NR3C2)
• 醛固酮(Aldosterone)
• 氟氢可的松
• 11-脱氧皮质酮
• 螺内酯
• 依普利酮
• 非奈利酮(Finerenone)
• 肾脏水盐调节:作用于远曲小管迟段及集合管主细胞,促使上皮钠通道(ENaC)和 Na⁺-K⁺ 泵表达增加(“保钠保水排钾排氢”)
• 心血管重构:促进心肌及血管壁内间质纤维化
胞内/核受体家族;拮抗剂螺内酯为留钾利尿药,非奈利酮为新型非甾体类 MR 拮抗剂,用于糖尿病肾病及心衰治疗
糖皮质激素受体
(GR)
GR 受体
(NR3C1)
• 皮质醇(Cortisol)
• 地塞米松
• 泼尼松
• 倍他米松
• 米非司酮(RU-486) • 代谢调节:促进糖异生(血糖↑)、促进蛋白质及脂肪分解、促脂肪向面颈部重新分布
• 药理四大作用:强效抗炎、免疫抑制、抗毒素、抗休克
• 血管允许作用:增强血管平滑肌对儿茶酚胺收缩血管作用的敏感性(Permissive Effect)
胞内/核受体家族;配体结合后结合转录因子(抑制 NF-κB、AP-1 等转录因子)或结合 GRE 元素调控基因转录
一氧化氮系统
(NO/sGC)
可溶性鸟苷酸环化酶
(sGC / NO靶点)
• 硝酸甘油(NO供体)
• 硝普钠(NO供体)
• 利奥西呱(Riociguat,sGC刺激剂)
• L-NAME(NOS抑制剂)
• ODQ(sGC抑制剂)
• 血管舒张:强效舒张全身静脉与小动脉平滑肌(降低心脏前/后负荷)、舒张冠状动脉及肺血管
• 血液与细胞:抑制血小板聚集与黏附、抑制血管平滑肌细胞增殖
NO 激活胞浆内 sGC 促使 GTP 转化为 cGMP → 激活 PKG → 促使平滑肌舒张;与 PDE5 抑制剂(如西地那非)协同延缓 cGMP 降解
胰岛素受体系统 胰岛素受体
(IR-A / IR-B)
• 普通胰岛素
• 甘精胰岛素
• 门冬胰岛素
• 赖脯胰岛素
• S961(肽类拮抗剂)
• 抗胰岛素受体抗体
• 血糖调节:促进骨骼肌、脂肪等外周组织对葡萄糖的摄取(促 GLUT4 转位)、促进糖原合成、抑制糖异生与糖原分解(降血糖)
• 合成代谢:促进脂肪及蛋白质合成,抑制分解
受体酪氨酸激酶(RTK)家族;结合配体后受体发生自我磷酸化,激活 IRS-1 / PI3K / Akt 及 MAPK 信号通路
胰高血糖素受体 GCGR 受体 • 胰高血糖素(Glucagon) • Volagidemab(抗受体单抗)
• L-168,049
• 血糖调节:促进肝糖原分解及糖异生(显著升高血糖)
• 代谢与心脏:促进脂肪分解与酮体生成;高剂量兴奋心脏(正性变力变时,不受 β 阻断剂影响)
偶联 Gs 蛋白,激活 AC → cAMP↑ → PKA 激活;临床用于严重低血糖救治及 β 阻断剂过量中毒解毒
甲状腺激素受体 TR 受体
(TRα / TRβ)
• 左甲状腺素(L-T4)
• 碘塞罗宁(T3)
• Resmetirom(TRβ选择性)
• NH-3(实验性) • 代谢与产热:提高基础代谢率(BMR↑)、增加 Na⁺-K⁺ ATPase 表达促产热
• 生长发育:促进骨骼发育与中枢神经系统髓鞘化
• 心血管:增加心肌 β₁ 受体表达,增强心脏对儿茶酚胺敏感性(心率↑、心缩力↑)
核受体超家族;与类维生素A X受体(RXR)形成异二聚体结合 TRE 调控转录;Resmetirom 临床用于代谢相关脂肪性肝炎(MASH)
钙调节激素受体 降钙素受体
(CTR)
• 鲑降钙素
• 依降钙素
• 降钙素(CT)
• Salmon Calcitonin (8-32) • 骨与血钙:直接抑制破骨细胞活性(降血钙、降血磷)
• 肾脏:抑制肾小管对钙、磷、钠的重吸收
偶联 Gs/Gq 蛋白;临床用于骨质疏松症、高钙血症及骨痛的治疗
PTH1R 受体
(PTH / PTHrP受体)
• 特立帕肽(PTH1-34)
• 阿巴帕肽
• 甲状旁腺激素(PTH)
• PTH (7-34) • 骨与血钙:小剂量间歇给药促进成骨;持续高浓度激活破骨细胞(升高血钙、降低血磷)
• 肾脏:促进肾小管重吸收钙,抑制重吸收磷;激活肾脏 1α-羟化酶(促活性 VitD₃ 合成)
偶联 Gs/Gq 蛋白,激活 AC/cAMP 及 PLC 通路;特立帕肽小剂量间歇注射可用于促成骨、治疗严重骨质疏松
促胃液素/CCK系统 CCK₂ 受体
(CCKB受体)
• 促胃液素(Gastrin-17)
• 五肽促胃液素
• 丙谷胺(Proglumide)
• CI-988
• 胃酸分泌:直接作用于胃壁细胞或促使 ECL 细胞释放组胺(强效刺激胃酸分泌)
• 营养与动力:促进胃黏膜上皮细胞生长(营养作用)、促进胃肠道平滑肌收缩运动
偶联 Gq 蛋白,激活 PLC → IP₃/DAG → Ca²⁺↑;丙谷胺为非选择性 CCK/促胃液素受体拮抗剂,用于消化性溃疡
组胺受体系统 H₁ 受体 • 组胺
• 倍他司汀
• 苯海拉明
• 氯苯那敏
• 氯雷他定
• 西替利嗪
• 血管与过敏:毛细血管通透性增加(水肿)、毛细血管舒张(血压↓)
• 平滑肌与神经:支气管及胃肠平滑肌收缩;刺激感觉神经末梢(瘙痒/疼痛)
• 中枢:维持中枢清醒状态(一代拮抗剂可透过 BBB 引起镇静嗜睡)
偶联 Gq 蛋白,促使 IP₃/DAG ↑ → Ca²⁺↑;二代 H₁ 拮抗剂不易通过血脑屏障,无中枢镇静副作用
H₂ 受体 • 组胺 • 西咪替丁
• 雷尼替丁
• 法莫替丁
• 胃酸分泌:刺激胃壁细胞 AC 激活,促使质子泵(H⁺-K⁺-ATPase)向壁细胞顶膜易位,强效促进胃酸分泌
• 心血管:正性变力、正性变时及血管舒张作用
偶联 Gs 蛋白,激活 AC → cAMP↑;H₂ 受体拮抗剂临床用于抑制胃酸、治疗消化性溃疡和反流性食管炎
H₃ / H₄ 受体 • 组胺
• 氟泼尼定
• 替匹利生(Pitolisant,H₃拮抗)
• JNJ-7777120(H₄拮抗)
• H₃(中枢):突触前膜负反馈调节组胺、Ach、NE 等神经递质释放
• H₄(免疫):介导肥大细胞、嗜酸性粒细胞及 T 细胞的趋化与免疫炎症反应
偶联 Gi 蛋白 → cAMP↓;替匹利生(Pitolisant)临床用于治疗发作性睡病
垂体前叶生长与
催乳激素系统
GHR 受体
(生长激素受体)
• 重组人生长激素(rhGH) • 培维索孟(Pegvisomant) • 促生长:刺激肝脏表达及分泌胰岛素样生长因子-1(IGF-1),促进骨骼、软骨及全身组织生长
• 代谢:促进蛋白质合成、促进脂肪分解、抗胰岛素作用(升高血糖)
I 型细胞因子受体超家族;结合配体后二聚化,激活 JAK2/STAT5 信号通路;培维索孟用于治疗肢端肥大症
PRLR 受体
(催乳素受体)
• 催乳素(PRL) • 多巴胺 D₂ 激动剂(如溴隐亭、卡麦角林,间接拮抗) • 乳腺与泌乳:促进乳腺发育成熟,启动并维持乳汁合成与分泌
• 生殖调节:高浓度 PRL 抑制下丘脑 GnRH 释放,导致促性腺激素减少(引起闭经、无排卵与不育)
I 型细胞因子受体超家族,偶联 JAK2/STAT 信号通路;溴隐亭临床用于治疗高催乳素血症及溢乳闭经综合征
缩宫素受体系统 OTR 受体
(OXTR)
• 缩宫素(Oxytocin)
• 卡贝缩宫素
• 阿托西班(Atosiban) • 子宫收缩:选择性兴奋妊娠子宫平滑肌,小剂量诱发节律性收缩(催产/引产),大剂量引起强直性收缩(产后止血)
• 排乳:收缩乳腺腺泡周围的肌上皮细胞,促进排乳
偶联 Gq 蛋白,激活 PLC → IP₃/DAG → Ca²⁺↑;阿托西班为选择性 OTR 拮抗剂,临床用于抑制早产(保胎)
促红细胞生成素系统 EPOR 受体 • 重组人促红素(EPO)
• 达贝泊汀α
• 罗沙司他(HIF-PHI)
• EMP1(实验性靶向肽) • 红细胞生成:结合骨髓红系祖细胞(CFU-E),抑制其凋亡、促进其增殖分化为成熟红细胞
• 血液指标:显著增加外周血红细胞计数及血红蛋白含量
I 型细胞因子受体,结合后激活受体偶联的 JAK2/STAT5 及 PI3K/Akt 通路;临床用于肾性贫血及化疗引起的贫血
生长因子受体系统 EGFR 受体
(HER1 / ErbB1)
• 表皮生长因子(EGF)
• 转化生长因子-α
• 吉非替尼
• 厄洛替尼
• 西妥昔单抗
• 细胞增殖与修复:促进上皮细胞、成纤维细胞的增殖、迁移及组织创伤修复
• 肿瘤发生:过度激活驱动肿瘤血管生成、细胞侵袭与抗凋亡
受体酪氨酸激酶(RTK)家族;激活 Ras-Raf-MEK-ERK 及 PI3K/Akt 通路;小分子 TKI 及单抗广泛用于非小细胞肺癌等肿瘤靶向治疗
VEGFR 受体
(VEGFR1~3)
• 血管内皮生长因子(VEGF-A/C) • 贝伐珠单抗
• 阿昔替尼
• 索拉非尼
• 血管生成:强效刺激血管内皮细胞增殖、迁移、管腔形成及新生血管生成
• 血管通透性:显著增加微血管通透性(促渗出)
受体酪氨酸激酶(RTK)家族;贝伐珠单抗与多靶点 TKI 广泛用于抑制肿瘤血管生成及湿性年龄相关性黄斑变性(nAMD)
IGF-1R 受体 • 胰岛素样生长因子-1(IGF-1) • 替妥木单抗(Teprotumumab) • 细胞生长与生存:介导 GH 的促生长效应,促进细胞肥大、增殖,抑制细胞凋亡
• 眼眶组织重构:介导眼眶成纤维细胞增殖及脂肪堆积
受体酪氨酸激酶(RTK)家族;替妥木单抗(IGF-1R 阻断性单抗)临床用于治疗活动期甲状腺眼病(TED / Graves眼病)

二、 细胞信号传导通路核心机制与流程图

1. G蛋白偶联受体 (GPCR) 级联反应机制

GPCR 通过跨膜信号转导,将胞外化学信号通过三聚体 G 蛋白()偶联至胞内效应蛋白。

[配体 / 激素 binding]
│
▼
[跨膜 GPCR 构象改变]
│
▼
[激活 G 蛋白 (释放 GDP, 结合 GTP)]
│
┌───────────────┼───────────────┐
▼ ▼
▼
【Gs 途径】 【Gi 途径】 【Gq 途径】
│ │ │
▼ ▼ ▼
[激活腺苷酸环化酶 (AC)] [抑制腺苷酸环化酶 (AC)] [激活磷脂酶 C (PLC)]
│ │ │
▼ ▼ ▼
[ATP 转化为 cAMP] [胞内 cAMP 浓度下降] [水解 PIP2 生成 IP3 + DAG]
│ │ ┌─────┴─────┐
▼ ▼ ▼ ▼
[激活 PKA] [PKA 活性被抑制] [IP3 促内质网] [DAG 在 Ca2+ 协助下]
│ │ [释放 Ca2+] [激活 PKC使底物磷酸化]
▼ ▼ ┌─┴─┐ │
[靶蛋白磷酸化 /] [细胞抑制 /
激活 └─────┬─────┘
基因转录 (CREB)] 放缓效应] [CaM-CaMK] ▼
│ [平滑肌收缩 /
▼ 腺体分泌效应]

2. RTK-Ras-MAPK 促增殖通路机制

受体酪氨酸激酶(RTK)主要介导生长因子信号,驱动细胞增殖与代谢调控。

                     [生长因子 (如 EGF/PDGF) 结合]
                                │
                                ▼
                      [受体二聚化并交叉自磷酸化]
                                │
                                ▼
                 [招募衔接蛋白 Grb2 (SH2/SH3 结构域)]
                                │
                                ▼
                  [结合并激活 GEF (如 SOS 因子)]
                                │
                                ▼
             [促使小 G 蛋白 Ras 结合 GTP (Ras-GTP 活化)]
                                │
                                ▼
                  [激活 Raf 激酶 (MAPKKK)]
                                │
                                ▼
                  [磷酸化激活 MEK1/2 (MAPKK)]
                                │
                                ▼
                  [磷酸化激活 ERK1/2 (MAPK)]
                                │
                                ▼
                  [ERK 转位进入细胞核]
                                │
                                ▼
             [磷酸化转录因子 (c-Myc, c-Fos, CREB 等)]
                                │
                                ▼
                  [启动基因转录,驱动细胞增殖/分化]

3. 胰岛素 (PI3K-Akt) 血糖调控通路机制

                      [胰岛素结合 IR-α 亚基]
│
▼
[IR-β 亚基激活,自身酪氨酸残基磷酸化]
│
▼
[招募并磷酸化胰岛素受体底物 (IRS)]
│
▼
[IRS 通过 SH2 域招募并激活 PI3K]
│
▼
[PI3K 催化质膜 PIP2 转化为 PIP3]
│
▼
[PIP3 招募 PDK1/2 与 Akt (PKB)]
│
▼
[PDK1/2 磷酸化激活 Akt]
│
┌───────────────────┴───────────────────┐
▼ ▼
[磷酸化抑制 AS160] [激活糖原合成酶 (GS)]
│ │
▼ ▼
[促使含 GLUT4 囊泡转运至质膜] [促进胞内糖原合成]
│
▼
[葡萄糖大量内流进入细胞 (降血糖)]