常见反馈调节问题分析

系统的稳态是通过反馈调节机制而实现的、在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。它包括负反馈调节和正反馈调节．大部分反馈调节是负反馈，而正反馈的例子有：血液凝固、排尿反射、分娩过程等。下面结合教学中遇到的一些例子进行分析：[第一段]     

进化论系列讲座(三十一) 涨落与有序结构形成

<正>前文说到,普利高津的耗散结构理论把远离平衡态作为自组织现象产生的必要条件之一。除此之外,系统产生不稳定现象却又能形成稳定的有序结构的另一个必要条件,是系统的动力学过程中包含的非线性反馈步骤。反馈的概念来自于控制论——系统输出的信息又被输入回系统,调节控制系统的再输出,这一过程称之为反馈。反馈有正反馈和负反馈两种基本类型。一般情况下,负反馈是维持系统稳定的反馈,正反馈则是放大系统偏离的反馈。     

突触前受体对递质释放的调节作用

神经信息传递的速度或效应器细胞反应的强度,取决于神经递质的释放量和突触后膜(或效应器细胞膜)上受体的性质与数量。而神经递质的释放量除取决于刺激的频率与强度外,还受突触前膜上各种受体活动的影响。本文介绍各种突触前受体对递质释放的调节作用,并对其作用机制进行分析。有的递质对自身的释放起正反馈与负反馈调节作用,去甲肾上腺素(NA)属于此类型。NA还可通过作用于突触后膜合成前列腺素,后者对NA的释放起负反馈调节作用。另一些物质通过作用于突触前受体,使递质的释放增强或减弱,例如血管紧张素Ⅱ与腺苷属于这一类。这种突触前受体对递质释放的调节作用,除具有重要的生理学与药理学意义外,还具有重要的临床意义。     

花粉过敏的治疗新方法

美国科学家利用合成生物学方法成功创造出首个遗传时钟,它通过单个大肠杆菌细胞内部的荧光蛋白闪烁来计时。新时钟的本质是大肠杆菌中的一个遗传振荡器。它的核心部分是遗传网络的一个负反馈回路，包括细胞制造出信使RNA和制造出功能蛋白质之间两分钟的时间延迟。除此之外，新系统中还存在一个正反馈回路，让时钟更加有规律和有活力。     

妊娠期的促肾上腺皮质激素释放激素

妊娠中、晚期,胎盘分泌大量促肾上腺皮质激素释放激素（ＣＲＨ）进入母体和胎儿循环。胎盘分泌的ＣＲＨ除参与胎盘、垂体ＰＯＭＣ肽类释放外,还与异常妊娠有关。调节胎盘ＣＲＨ分泌的因子与下丘脑各有异同,糖皮质激素对胎盘ＣＲＨ分泌起正反馈作用,一氧化氮也对胎盘ＣＲＨ分泌具有抑制作用。     

黄土高原中部降水对乔灌木气候响应敏感性的影响

基于黄土高原中部地区降水梯度上(绥德447mm,延安531mm,宜君603mm)的乔灌木年轮材料,通过树木年轮气候学方法分析了不同降水条件下,乔木刺槐(Robinia pseudoacacia)、山杏(Armeniaca sibirica),灌木酸枣(Ziziphus jujuba)、白刺花(Sophora davidii)径向生长的气候敏感性差异。结果表明:(1)绥德、宜君酸枣标准年表的相关统计参量明显偏低,个体生长一致性较差,年轮材料中包含的气候信息较少,这表明绥德和宜君地区的酸枣对本地气候条件已高度适应,径向生长受气候影响较小。(2)刺槐、山杏、酸枣、白刺花均在森林草原过渡带(延安)表现出较高的气候敏感性,气候要素对各物种径向生长的解释率在该地区最高。除绥德、宜君酸枣外,各样点的乔灌木气候--生长关系均存在"时滞效应"。整体上研究区内酸枣气候敏感性最差。在绥德和宜君地区,灌木气候敏感性明显弱于乔木。(3)乡土物种山杏、酸枣、白刺花在三个采样点均对长期干旱胁迫不敏感,对当地环境具有较强的生态适应性。人工物种刺槐在延安地区,从上年生长季末至当年生长季结束持续对干旱胁迫响应敏感,而在绥德和宜君地区则对干旱胁迫不敏感。刺槐、山杏、白刺花在宜君地区与温度的响应特征整体上发生明显趋势转换,温度对刺槐、白刺花的负反馈减弱正反馈增强,而对山杏的正反馈减弱负反馈增强。     

睾酮对日本鳗鲡离体下丘脑-脑垂体复合物GtH合成与分泌的影响

用离体孵育的方法研究了睾酮（T）对日本鳗鲡（Anguilla japonica)完整的正丘脑-脑垂体复合物（hypothalamus-pituiary complex,HPC)、分离的下丘脑（hypothalamus,H)加脑垂体（pituitary,P)以及单独的脑垂体（pituitary,P)促性腺激素（GtH)合成与释放的影响,在不加T的孵育液中孵育,HPC组的孵育液及其脑垂体中的GtH含量最高,H P组次之,而P组最低,表明下丘脑通过GnRH直接刺激脑垂体GtH的合成与释放,在加入T的孵育液中孵育,P组的孵育液及脑垂体中的GtH含量显著增加,并且和孵育液中的T呈剂量依存的正反馈作用,当T和H与P一起孵育时,低浓度的T（0.1和1μmol/L)刺激HPC组和H P组的GtH释放,呈现正反馈作用,而高浓度的T（10μmol/L)则抑制HPC组和H P组的GtH释放,表现负反馈作用。这些结果直接证明日本鳗鲡下丘脑对脑垂体GtH分泌的调控以及性类固醇激素（如雄鳗的睾酮）对脑垂体GtH分泌的反馈作用。     

黄雀发声核团与部分听觉中枢内P物质的分布和性双态比较

用免疫组织化学方法研究P物质在雌雄黄雀发声控制核团和听觉中枢内的分布,结合计算机图像分析仪检测SP免疫阳性细胞和末梢的灰度值,并作雌雄比较。结果如下：1．在发声学习中枢嗅叶X区有大量的SP阳性神经末梢和一些神经细胞。2．在发声控制核团前脑高级发声中枢(HVc)、古纹状体栎核、发声学习中枢新纹状体巨细胞核和丘脑背内侧核外侧部内有许多的SP免疫阳性细胞。3．在发声控制中枢中脑背内侧核和延髓舌下神经核气管鸣管部、听觉中枢丘脑卵圆核的壳区、中脑背外侧核壳区及中脑丘间核等有密集的SP免疫阳性神经末梢和纤维分布;雄性发声中枢内SP的分布比雌性丰富,两者有显著的差异。结果表明：SP的分布在雌雄发声中枢之间存在显著的性双态;SP广泛分布于黄雀发声控制核团和部分听觉中枢内,提示SP可能在发声控制及听觉中枢内具有重要的生理功能。     

黄雀发声核团与部分听觉中枢内P物质的分布和性双态比较

用免疫组织化学方法研究P物质在雌雄黄雀发声控制核团和听觉中枢内的分布,结合计算机图像分析仪检测SP免疫阳性细胞和末梢的灰度值,并作雌雄比较。结果如下:1.在发声学习中枢嗅叶X区有大量的SP阳性神经末梢和一些神经细胞。2.在发声控制核团前脑高级发声中枢(HVc)、古纹状体栎核、发声学习中枢新纹状体巨细胞核和丘脑背内侧核外侧部内有许多的SP免疫阳性细胞。3.在发声控制中枢中脑背内侧核和延髓舌下神经核气管呜管部、听觉中枢丘脑卵圆核的壳区、中脑背外侧核壳区及中脑丘间核等有密集的SP免疫阳性神经末梢和纤维分布;雄性发声中枢内SP的分布比雌性丰富,两者有显著的差异。结果表明:SP的分布在雌雄发声中枢之间存在显著的性双态;SP广泛分布于黄雀发声控制核团和部分听觉中枢内,提示SP可能在发声控制及听觉中枢内具有重要的生理功能。     

躯体传入冲动对心血管功能的调整作用

躯体传入冲动对心血管活动的影响,因刺激部位、参数与兴奋纤维的类别而不同。实验表明,在急性实验性高血压与心律失常时,针刺或刺激躯体神经能促进中枢内啡肽的释放,抑制激活系统而起降压作用;在急性实验性低血压时,同样的刺激可促进中枢胆碱能系统的激活,抑制去激活系统而起升压作用。     

丛枝菌根真菌多样性对植物群落构建和稀有种维持的研究进展

丛枝菌根(AM)是植物与微生物联系中最为古老的共生体,全球范围内约80%的陆生植物与AM真菌共生形成丛枝菌根。这一共生关系在气候稳定和土壤磷贫瘠的热带、亚热带森林中更为普遍。以往的研究表明AM真菌通过提高植物对磷的吸收促进植物生长和定植,即产生植物-土壤正反馈。植物-土壤正反馈可降低由土壤病原菌引起的植物-土壤负反馈,进而降低植物-土壤负反馈维持植物多样性的能力,这与热带、亚热带森林中极高的植物多样性以及占比惊人的稀有种相悖。随着对热带、亚热带森林中AM真菌多样性研究的不断深入,越来越多的研究发现AM真菌多样性在不同的生境条件下以及不同的宿主植物间存在较大差异,这些差异可引起植物适合度的不同,进而影响植物群落构建。该文整合了AM真菌在宿主植物群落构建、宿主植物共存及稀有种维持等方面的研究进展,以期为验证“稀有种优势”假说提出新的研究思路,进而更有效地保护稀有植物。     

病原菌负反馈作用促进物种共存的研究进展

植物病原菌包括真菌、细菌、病毒等,广泛存在于自然界中,可以引起各种植物病害。病原菌对植物的负反馈作用,即植物个体附近的土壤病原菌,可能反过来侵害其自身或同种个体,致死或影响生长植物的现象。植物病原菌对群落中优势种的更新有强烈的抑制作用,从而促进物种的共存。植物病原菌的负反馈作用在植物种群动态和群落演替中起着重要的调控作用。     

呼吸的调节

肺的通气是吸气运动和呼气运动的结果。吸气总是主动的,而呼气在安静状态下是被动的;但当呼吸受到刺激时,它就变成主动的。呼吸运动由几组肌肉收缩的协调而成。这种协调现象是在中枢神经系统的控制之下发生的。呼吸运动的中枢位于第四脑室的底部(Lorry,Legallois和Flourens)。Flou-rens把这个中枢部位称为“Noeud vital”。其他学者在观察冷和热的局部影响时,以及在生前表现有呼吸障碍的脊髓灰白质炎病人的尸检观察中,肯定了这个部位。从这个区域向呼吸肌发出有规律的节律性冲动,间有抑制期。     

中枢白细胞介素-1在应激反应中的作用

白细胞介素-1（interleukin-1,IL-1）系统分子广泛分布于中枢神经系统。中枢IL-1具有极其丰富的生物学功能,作为经典炎性细胞因子,在多种生理、病理生理过程中起重要作用。近几年来,中枢IL-1的应激介质作用备受关注。本文综述了中枢IL-1在应激反应中作用的最新进展,包括应激对中枢IL-1系统的影响,中枢IL-1对应激反应的启动和介导作用;参与中枢IL-1-应激介导作用的神经环路和细胞信号转导通路,以及中枢IL-1对应激时脑高级功能和行为反应的影响。     

促肾上腺皮质激素释放激素及去甲肾上腺素对高原鼠兔体液免疫的抑制作用

采用第三脑室注入CRF 及N E 的方法观察对高原鼠兔(Ochotona curzoniae) 体液免疫的影响。结果表明: 第三脑室注入CRF 1 Lg 可抑制抗体生成, 比对照下降29.2%(P<0.01) , 而在第三脑室注入CRF 受体阻断剂α-helical CRF2 (9-41) 50 Lg 后再注入CRF 1 Lg 则可取消CRF 对抗体生成的抑制作用; 第三脑室注入5 nM NE, 与对照相比, 抗体水平下降38.85%(P < 0.01) , 而使用62OHDA 损毁脑内交感神经系统则使抗体水平升高24.31% (P <0.01)。这些结果表明, 高原鼠兔中枢CRF 升高对体液免疫有抑制作用, 中枢交感神经系统对体液免疫也具有紧张性抑制作用。     

基因调控系统中反馈压制的噪声:慢转录情形

对于基因调控系统,噪声与反馈之间的关系一直是令人关注的话题.本文以基本的正负反馈环路为模型,同时考虑了一个重要但被以往研究忽视的因素:非平衡基因状态波动或慢转录过程(如在真核细胞中),研究了反馈对噪声的效果,导出了修正的波动-耗散关系,显示出慢转录过程的速率对噪声与反馈之间的关系有重要影响.主要的定性影响包括:在无反馈情形,慢转录总是扩大内部噪声,但这种扩大效果随着慢转录过程速率的不断变大而逐渐消失,然而慢转录对外部噪声没有影响;相反地,负反馈在慢转录情形总是减低内部噪声,但减低的程度依赖于慢转录过程的速率,而正反馈在慢转录情形总是同时扩大内部噪声和减低外部噪声,但扩大或减低的程度依赖于慢转录过程的速率.此外,用Gillespie算法验证了理论预测.本研究为从生物物理学的角度理解噪声信号在自然网络中是如何传播的奠定了基础,也对理解细胞内部过程有指导意义.     

槲皮素对大鼠肝酪蛋白激酶II的抑制作用

槲皮素（Ｑｕｅ）为天然的黄酮类化合物,具有广泛的药理作用。酪蛋白激酶Ⅱ（ＣＫⅡ）在细胞的增殖和分化及血小板的活化过程中起重要作用。依次采用ＤＥＡＥ－纤维素和肝素－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ层析法部分纯化了大鼠肝ＣＫⅡ;发现槲皮素对ＣＫⅡ活性有强烈的抑制作用,其ＩＣ５０为１２．２μｍｏｌ／Ｌ;Ｌｉｎｅｗｅａｖｅｒ－Ｂｕｒｋ双倒数作图表明：Ｑｕｅ对ＣＫⅡ的抑制作用与酪蛋白呈竞争性,而与ＡＴＰ呈非竞争性抑制     

蛋白激酶C在细胞生长与恶变过程中的调控作用

蛋白激酶C(PKC)在细胞信息传递及生长控制中起重要作用。在正常细胞,PKC既诱导生长旺盛的细胞出现分化,也在多个环节上使静止期细胞进入增殖状态;又反过来通过其负反馈调节机制及时终止细胞的增殖过程。PKC可能与细胞中其它信息传导系统构成代谢网络,协同完成对各种复杂生理功能的调控。当某些致癌因素破坏了细胞正常调控机制,而使其成为始动细胞后,PKC则促使其过度增殖而癌变,从而在细胞癌变过程中起到“促进”作用。PKC还与促进肿瘤细胞的生长和转移有关。     

β-内啡肽在雌激素负反馈调节中的作用机理

本文在大鼠的整体实验中,测定了下丘脑和中脑中央灰质的β-内啡肽(β-endorphin,β-EP)和促黄体素释放激素(luteinizing hormone-releasing hormone,LHRH)含量,以研究在雌激素负反馈调节中β-EP和LHRH释放之间的关系。结果表明,体内雌激素水平升高而产生负反馈调节时,下丘脑和中脑中央灰质的β-EP含量明显升高,而下丘脑LHRH的释放受到明显的抑制;纳洛酮阻断β-EP的作用后,下丘脑LHRH释放增加。结果提示,下丘脑和中脑中央灰质β-EP可能同时参与了雌激素对下丘脑LHRH释放的负反馈调节作用。     

乙酰胆碱在刺激SⅡ区影响C类纤维传入诱发的SI区电反应中的作用

电刺激猫大脑皮层体感Ⅱ区(SⅡ)对隐神经C类纤维传入引起的体感Ⅰ区(SⅠ)诱发电位(C—CEP)有抑制和易化作用。在SⅠ区局部用阿托品能部分地阻断电刺激SⅡ区对C—CEP的抑制作用,但对易化作用的影响不明显;而用六烃季铵(C_6)能阻断易化作用,但对抑制作用的影响却不明显。在SⅠ区局部应用0.01％乙酰胆碱(ACh)对C—CEP有易化作用,用0.1％ACh则有抑制作用。结果提示,ACh可能参与SⅡ区对SⅠ区C—CEP的影响,通过SⅠ区的胆碱能M受体起抑制作用,通过N受体起易化作用。