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manbet手机版Erwin Neher和Bert Sakmann

manbet手机版因他们在“细胞内单离子通道的功能”方面的发现。

manbet手机版总结

manbet手机版每个活的细胞都被一层膜所包围，它将细胞内的世界与细胞外的世界隔开。manbet手机版细胞膜上有通道，细胞通过这些通道与周围环境进行交流。manbet手机版这些通道由单分子或分子复合体组成，并具有允许带电原子(即离子)通过的能力。manbet手机版离子通道的调控影响着细胞的寿命及其在正常和病理条件下的功能。manbet手机版狗万世界杯1991年的诺贝尔生理学或医学奖颁发给对离子通道功能的发现。manbet手机版两位德国细胞生理学家manbet手机版Erwin内尔manbet手机版而且manbet手机版伯特Sakmannmanbet手机版他们共同开发了一种技术，可以记录非常小的电流(相当于一皮安培- 10^{manbet手机版-12年}manbet手机版A)通过单一离子通道。manbet手机版这项技术的独特之处在于，它记录了单个通道分子如何改变其形状，并以这种方式在百万分之一秒的时间范围内控制电流的流动。

manbet手机版Neher和Sakmann用他们的技术确定了离子通道确实存在以及它们是如何工作的。manbet手机版他们演示了直径与单个钠离子或氯离子相对应的离子通道的打开或关闭过程。manbet手机版几个离子通道是由通道分子上的一个受体调节的，该受体在激活时改变其形状。manbet手机版Neher和Sakmann已经展示了分子的哪些部分构成了“传感器”和通道的内壁。manbet手机版他们还展示了通道是如何调节带正电或负电的离子通过的。manbet手机版在过去的十年中，这种新的知识和新的分析工具已经彻底改变了现代生物学，促进了研究，并有助于理解多种疾病的细胞机制，包括糖尿病和囊性纤维化。

manbet手机版细胞内部发生了什么?

manbet手机版细胞膜内部有一个明确的环境，其中发生许多复杂的生化过程。manbet手机版细胞的内部在许多重要方面与外部不同。manbet手机版例如，带正电的钠离子和钾离子与带负电的氯离子的含量就有很大的不同。manbet手机版这导致细胞膜上的电势差异，相当于0.03到0.1伏特。manbet手机版这通常被称为膜电位。

manbet手机版细胞利用膜电位有几种方式。manbet手机版通过快速打开钠离子通道，膜电位在千分之一秒内就会发生根本改变。manbet手机版神经系统中的细胞通过这种大约十分之一伏特的电信号相互交流，这种电信号沿着神经突起快速传播。manbet手机版当它们到达两个细胞之间的接触点-突触-它们诱导释放一种传递物质。manbet手机版这种物质通常通过打开离子通道影响靶细胞上的受体。manbet手机版膜电位因此被改变，从而使细胞受到刺激或抑制。manbet手机版神经系统由一系列网络组成，每个网络由具有不同功能的突触连接的神经细胞组成。manbet手机版例如，大脑中新的记忆痕迹是通过改变给定网络突触中可用离子通道的数量而产生的。

manbet手机版所有细胞的功能都是相似的。manbet手机版事实上，生命本身开始于膜电位的变化。manbet手机版当精子在受精的瞬间与卵细胞结合时，离子通道被激活。manbet手机版由此产生的膜电位变化阻止了其他精子细胞的进入。manbet手机版所有的细胞，例如神经细胞、腺体细胞和血细胞，都有一套特殊的离子通道，使它们能够执行特定的功能。manbet手机版离子通道由单分子或分子复合物组成，形成了穿过细胞膜并连接细胞内外的通道壁(或孔)(图1B和1D)。manbet手机版孔隙的直径非常小，它相当于一个离子的直径(0.5-0.6万分之一毫米)。manbet手机版分子形状的立即改变会导致离子通道的打开或关闭。manbet手机版这可能发生在特定的信号分子激活分子的受体部分(图1D)。manbet手机版或者，分子中感知膜电位变化的特定部分可以打开或关闭离子通道。

manbet手机版图1manbet手机版．manbet手机版使用Neher和Sakmann的记录技术记录通过单一离子通道的电流流动。manbet手机版一个manbet手机版图示玻璃微管是如何与细胞接触的manbet手机版Bmanbet手机版，使用更高的放大倍数，细胞膜的一部分，与离子通道，在密切接触的移液管的尖端。manbet手机版移液管的内部连接着一个电子放大器。manbet手机版Cmanbet手机版放大显示通道，其受体面向细胞及其离子过滤器的外部。manbet手机版Dmanbet手机版显示离子通道打开时通过的电流。

manbet手机版Neher和Sakmann记录了流过单一离子通道的电流

manbet手机版人们早就知道细胞膜上存在快速的离子交换，但Neher和Sakmann是第一个证明特定离子通道确实存在的人。manbet手机版为了阐明离子通道是如何运作的，有必要能够记录通道是如何打开和关闭的。manbet手机版这似乎是难以实现的，因为通过单一离子通道的离子电流非常小。manbet手机版此外，小离子通道分子嵌入细胞膜内。manbet手机版Neher和Sakmann成功地解决了这些困难。manbet手机版他们开发了一种薄的玻璃微管(直径千分之一毫米)作为记录电极。manbet手机版当它与细胞膜接触时，会与移液管孔口的外围形成紧密的密封(图1A, B)。因此，移液管内外离子的交换只能通过膜碎片中的离子通道进行(图1B)。manbet手机版当一个离子通道打开时，离子会以电流的形式通过通道，因为它们是带电的。manbet手机版通过改进电子设备和实验条件，他们在70年代通过费力的方法发展成功地测量了这种“微观”电流(图1C)。

manbet手机版离子通道是如何运作的?

manbet手机版离子通道有不同的类型。manbet手机版有的只允许带正电的钠离子、钾离子或钙离子流动，有的只允许带负电的氯离子流动。manbet手机版Neher和Sakmann发现了这种特异性是如何实现的。manbet手机版原因之一是离子通道的直径，它与特定离子的直径相适应。manbet手机版在一类离子通道中，也有两个带正电或负电的氨基酸环。manbet手机版它们形成了离子过滤器(见图1D)，只允许带相反电荷的离子通过过滤器。manbet手机版特别是萨克曼通过与不同分子生物学家的创造性互动，阐明了离子通道分子的不同部分是如何运作的。manbet手机版Neher和Sakmann的科学成就从根本上改变了我们对细胞功能和细胞生物学教科书内容的看法。manbet手机版他们的方法现在被全世界成千上万的科学家所使用。

manbet手机版分泌过程的研究

manbet手机版神经细胞，以及产生激素的细胞和参与宿主防御的细胞(如肥大细胞)会分泌不同的制剂。manbet手机版它们储存在由膜包裹的囊泡中。manbet手机版当细胞受到刺激时，囊泡移动到细胞表面。manbet手机版细胞和囊泡膜融合，药剂被释放。manbet手机版肥大细胞分泌组胺和其他引起局部炎症反应的物质。manbet手机版肾上腺髓质的细胞释放压力荷尔蒙肾上腺素，胰腺中的β细胞释放胰岛素。manbet手机版Neher通过发展一种记录囊泡与细胞膜融合的新技术，阐明了这些细胞类型的分泌过程。manbet手机版内赫意识到，如果细胞的表面积增加，它的电性质就会改变，从而有可能记录实际的分泌过程。manbet手机版通过精密仪器的进一步发展，他们终于能够记录每一个与细胞膜融合的小泡。

manbet手机版离子通道功能的调节

manbet手机版Neher和Sakmann还使用电极移液管向细胞内注入不同的试剂，从而可以研究细胞内分泌过程的不同步骤(见上文)。manbet手机版通过这种方式，许多细胞分泌机制被阐明，如环AMP的作用manbet手机版1971年诺贝尔奖授予萨瑟兰manbet手机版)或钙离子。manbet手机版例如，我们现在对血液中的激素水平如何维持在一定水平有了更好的了解。

manbet手机版此外，胰岛素分泌的基本机制也已被确定。manbet手机版血糖水平控制胰岛素形成细胞内的血糖水平，进而调节富含能量的物质ATP的水平。manbet手机版ATP直接作用于一种特定类型的离子通道，这种离子通道控制着细胞的电膜电位。manbet手机版膜电位的变化会间接影响其他离子通道，从而使钙离子进入细胞。manbet手机版钙离子随后触发胰岛素分泌。manbet手机版糖尿病患者胰岛素分泌紊乱。manbet手机版某些通常用于刺激糖尿病患者胰岛素分泌的药物直接作用于atp控制的离子通道。

manbet手机版许多其他疾病完全或部分依赖于离子通道的缺陷调节，而许多药物直接作用于离子通道。manbet手机版在80年代，通过离子通道的研究，许多病理机制已经被澄清，例如囊性纤维化(氯离子通道)、癫痫(钠离子和钾离子通道)、几种心血管疾病(钙离子通道)和神经肌肉疾病，如兰伯特-伊顿病(钙离子通道)。manbet手机版在Neher和Sakmann技术的帮助下，现在有可能定制药物，在特定疾病的重要离子通道上达到最佳效果。manbet手机版例如，抗焦虑药物作用于大脑中的某些抑制性离子通道。manbet手机版酒精、尼古丁和其他毒物作用于其他离子通道。

manbet手机版总之，Neher和Sakmann的贡献意味着细胞生物学领域的一场革命，对不同疾病机制的理解，并开辟了开发新的和更具体的药物的途径。

manbet手机版参考文献

manbet手机版阿尔伯特等人:细胞的分子生物学。manbet手机版嘉兰出版社，1990年，第2版，第156页，312-326页，1065-1084页。

manbet手机版格里尔纳，S. I: N.考尔德(编)。manbet手机版欧洲科学。manbet手机版欧洲科学基金会，1990年。

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