激素本身是第一信使,cAMP是某些激素作用的第二信使。现已证实,cAMP是肾上腺素、胰高血糖素等15种激素的第二信使,这些激素通过cAMP使其生理效应得到表达和放大。当一个胞外配体结合受体后,每个受体可以激活多个G蛋白,每个G蛋白活化一个腺苷酸环化酶,每个环化酶可以催化形成大量的cAMP,至此信号大概已经放大了约1000倍。随后,每个胞内信使通过激活蛋白激酶以及随后的级联反应,转化大量酶底物,还可以进一步放大数千倍。
这样用少量的胞外信使形成大量的胞内效应分子,完成明显的细胞生理反应过程。因此,。AMP一蛋白激酶系统是一个效率很高的放大机制,微量的cAMP即可发挥很大的生理效应。
1、对糖原代谢的调控
糖原的代谢主要由肾上腺素和胰高血糖素调控。当激素作用于其靶细胞膜而使腺昔酸环化酶活化后.使细胞内CAMP浓度升高,从而激活了蛋白激酶。活化的蛋白激酶,一方面使有活性的糖原合成酶I磷酸化、转变成无活性的糖原合成酶D,抑制糖原的合成;另一方面促进无活性的磷酸化酶b激酶磷酸化,转变成活性的磷酸化酶b激酶,活性的磷酸化酶b激酶使活性很小的磷酸化酶b磷酸化为活性很高的磷酸化酶a,促进了糖原的分解。因此,cAMP通过激活蛋白激酶使激素对糖原代谢的调控巧妙地得到表达。
2、对脂肪代谢的调控:激素与脂肪细胞膜上的特异受体结合后,通过cAMP一蛋白激酶系统,使无活性的甘油三酷脂酶磷酸化为活性的脂酶,促进甘油三醋的分解,提高了脂肪酸由脂肪组织的动员。
3、对蛋白质合成的调控:cAMP通过激活蛋白激酶,使胞浆中核蛋白体的某些蛋白质磷酸化,从而加速翻译过程和促进蛋白质的合成。如促肾上腺皮质激素促进肾上腺皮质合成皮质激素,可能和某个关键酶在核蛋白体上合成的加速有关。
4、cAMP提高免疫
①免疫功能低或缺乏:调节免疫因子通过T细胞和B细胞双重提高免疫。 ②免疫功能亢进:调节免疫因子选择性拟制T细胞、B细胞、NK细胞,改
善过敏、荨麻疹等。
③免疫功能自我异常:调节免疫因子有效修复NAA自身免疫抗体,改善白癜风,牛皮癣,风湿类风湿。
④免疫监视功能失调:调节免疫因子激发体干扰素、白介素清除体内变异细胞,预防癌症。
5、cAMP提高动物的采食量。动物的采食量是动物生产中最重要的指标之一,营养学家一直在努力研究以便提高动物的采食量,从而提高动物的生产性能。Gillard等(1998)对鼠的下丘脑微量注射AC激活剂30nmol,吃饱的小鼠在2h内提高采食量15.73g,而无其它伴随行为;在另一实验中,注射PDE抑制剂,则提高采食量50%,表明提高大脑中cAMP的水平,会影响其采食行为。
6、cAMP促进动物的睡眠。动物在安静或睡眠的状态下,维持需要最低,而将日粮营养最大程度的应用于动物生产,从而提高动物生产力。朱国庆等(1999)研究杏仁核中5-羟色胺(5-HT)和环磷酸腺苷(cAMP)对大鼠睡眠的影响。结果表明:cAMP可引起慢波睡眠和总睡眠时间延长,入睡潜伏期缩短,即cAMP有明显的促睡眠效应。通过杏仁核注射cAMP可引起慢波睡眠增加、入睡潜伏期缩短。
7、现有的实验资料表明cAMP对家畜的生长有明显的促进作用。对肥育猪的试验结果表明,cAMP可使肥育猪增重提高19.40%,瘦肉率提高8.73%,肉中脂肪降低25.80%;血中蛋白含量增加12.43%,脂肪酶活性提高34.73%;肝脏DNA含量提高,8l.48%,RNA含量提高112.46%,说明cAMP可改变猪肥育期脂肪和蛋白质的沉淀,促进基因转录,增加蛋白质的合成。cAMP对幼龄家畜也有明显的促生长作用。使断乳仔猪增重提高43.0%
所有这些试验结果证明,cAMP作为一种新型生物增重剂可显著促进家畜的生长发育,改善畜产品的质量,CAMP应用于幼畜可调节其基础代谢,增强体质,提高幼畜的抗病、抗寒能力,尤其在高原地区更具有重要的应用价值,可御防和减少
幼畜的越冬死亡率,对畜牧业生产具有重要的经济和社会效益;应用于成年家畜,尤其是屠宰前的家畜,可达到快速肥育的目的,提高畜产品的质量.为畜牧业生产带来显著的经济效益。目前,cAMP的生物效应已引起国内学者的重视,已将其列入生物增重剂的行列。CAMP生物合成及大量制备的成功,及在畜牧业生产应用的显著生理效应和经济效益,为我们提供了一种成本低、效益好的新型生物增重剂。因此.加深对cAMP的研究及其在畜牧业生产的应用具有良好的前景,与营养调控剂和营养性饲料添加剂相比,应用cAMP的经济效益是显著的,有广泛在畜牧业生产推广应用的价值。
cAMP与癌症
通过临床医学的观察,在癌症患者当中体内cAMP浓度明显降低。我们通过在中国医学科学院肿瘤医院临床试验得到患者在补充cAMP后,使体内cAMP浓度升高→激活体内抗肿瘤因子→启动癌细胞的死亡程序→使癌细胞逐渐调亡→抑制癌细胞的生长→把现有癌细胞的状态调整后使其向好的方向转变。
cAMP与血液病
①再生障碍性贫血:原发性骨髓造血功能衰竭综合症。主要表现为骨髓造血功能低下、全血细胞减少和贫血、出血、感染。通过中国医学科学院血液病医院临床试验发现cAMP对造血干细胞有促进代谢作用,通过补充cAMP能刺激骨髓干细胞的造血功能进而使再障得到有效地改善和治疗。
②白血病:是造血干细胞的恶性克隆性疾病。其克隆中的白血病细胞增殖失控,分化障碍,凋亡受阻,而停止在细胞发育的不同阶段。通过中国医学科学院血液病医院临床试验发现cAMP能激活人体免疫系统中的一些抵抗成分(吞噬细胞、细胞干扰素、肿瘤坏血因子)能有效灭亡一些白细胞、白血病细胞,起到治疗的效果。
③血栓:是血流在心血管系统血管内面剥落或修补处的表面形成小块。通过中国医学科学院血液病医院临床试验发现补充cAMP能调节血液的静脉压力→改善血液的流通速度→同时激活纤维蛋白酶(溶解酶)→溶解纤维蛋白→纤维蛋白浓度降低→降低血液的粘稠度→减少血栓的形成。
目前,国外的环磷酸腺苷(cAMP)产品主要是从动物的内脏中提取,其成本较高,产量也较少,作为原料药各制药企业又急需,因而造成了其价格的长期持高。另外,目前国内仅有少数几家化工企业进行少量的合成,国内制药企业使用的环磷酸腺苷原料主要依赖从国外进口。
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