炎症反应通常会引起局部组织疼痛。科研人员对枸杞多糖(LBP)相关药效开展了研究。
(1)机体局部组织损伤可激活____系统引发炎症反应。某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产生____,并传至______ 产生痛觉。
(2)福尔马林(FM)是常用致痛剂,致痛表现集中在时相I(注射后0~5分钟,直接刺激局部神经末梢引起)和时相II(注射后15~25分钟,引起炎症因子释放而增加对疼痛的敏感性).将若干小鼠随机分为三组,处理如下表。记录各组小鼠因疼痛发生的缩足行为,结果如图1。
比较__________ 两组结果可知FM能引起疼痛。与乙组实验结果相比,甲组_______________,由此推测LBP对FM致痛存在________作用,且该作用可能只通过影响FM所致的炎症反应来实现。
(3)炎症因子IL-6使Ca2+通道(TRPVI)通透性增强,引起痛觉,其分子机制如图2所示。
据图概括IL-6通过PI3K发挥 ___________作用的两个途径。细胞膜上的TRPV1通透性增强后,Ca2+内流增加,可_____神经元的兴奋性。
(4)为验证LBP通过抑制IL-6的释放发挥药效,将离体神经元和能释放IL-6的胶质细胞共同培养。对照组和LBP组均用辣椒素(TRPV1的激活剂)处理,检测神经元内Ca2+信号变化,结果如图3。该实验不足以验证假设,请阐述理由并加以完善,预期结果:_________________。
(5)基于上述系列研究,请为镇痛药物的开发提供两种思路:____。
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当病原体侵入人体后,能激活免疫细胞释放炎症因子,引起炎症反应继而引起局部组织疼痛,科研人员对枸杞多糖(LBP)相关药效进行了研究。神经细胞内K+浓度为细胞外的28倍,而细胞外Ca2+浓度为细胞内的15000倍。炎症因子IL-6使神经细胞Ca2+通道(TRPV1)通透性增强,其分子机制如图所示。请据图分析回答以下问题:
(1)某些细胞释放的炎症因子IL-6与gp130________(填“载体蛋白”或“受体蛋白”)结合后,通过系列代谢过程,激活PI3K促进含有TRPVI蛋白的囊泡与细胞膜融合,使神经细胞Ca2+通道(TRPV1)通透性增强。Ca2+通过________方式进入神经细胞,使相关神经细胞更易产生________,并传至大脑皮层产生痛觉。该过程中处于内环境的物质是________。该过程调节方式________(是/不是)属于反射。
(2)为验证LBP通过抑制IL-6的释放发挥药效,将离体神经元和能释放IL-6的胶质细胞共同培养。对照组和LBP组均用辣椒素(TRPVI的激活剂)处理,检测IL-6含量及神经元内Ca2+信号变化。经验证假设成立,请补充表格中的实验结果。
对照组 | LBP组 | |
辣椒素 | + | + |
IL-6含量 | ① | ② |
细胞内Ca2+信号相对强度 | ③ | ④ |
__________
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炎症反应通常会引起局部组织疼痛。科研人员对枸杞多糖(LBP)相关药效开展了研究。
(1)机体局部组织损伤可激活____系统引发炎症反应。某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产生____,并传至______ 产生痛觉。
(2)福尔马林(FM)是常用致痛剂,致痛表现集中在时相I(注射后0~5分钟,直接刺激局部神经末梢引起)和时相II(注射后15~25分钟,引起炎症因子释放而增加对疼痛的敏感性).将若干小鼠随机分为三组,处理如下表。记录各组小鼠因疼痛发生的缩足行为,结果如图1。
比较__________ 两组结果可知FM能引起疼痛。与乙组实验结果相比,甲组_______________,由此推测LBP对FM致痛存在________作用,且该作用可能只通过影响FM所致的炎症反应来实现。
(3)炎症因子IL-6使Ca2+通道(TRPVI)通透性增强,引起痛觉,其分子机制如图2所示。
据图概括IL-6通过PI3K发挥 ___________作用的两个途径。细胞膜上的TRPV1通透性增强后,Ca2+内流增加,可_____神经元的兴奋性。
(4)为验证LBP通过抑制IL-6的释放发挥药效,将离体神经元和能释放IL-6的胶质细胞共同培养。对照组和LBP组均用辣椒素(TRPV1的激活剂)处理,检测神经元内Ca2+信号变化,结果如图3。该实验不足以验证假设,请阐述理由并加以完善,预期结果:_________________。
(5)基于上述系列研究,请为镇痛药物的开发提供两种思路:____。
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炎症发生时,疼痛是一种防御性的保护反应。研究发现,炎症因子ILs能够促进痛觉的形成,其作用机制如图所示。但过量的炎症因子会造成免疫过强,自身器官受到损伤。2019年底出现的由新冠状病毒引起的肺炎,部分重症患者体内细胞产生了过量的炎症因子,在治疗方法上可酌情使用糖皮质激素来对抗强大的炎症反应。请回答下列相关问题:
(1)某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产生兴奋,传到______________从而产生痛觉。兴奋传导过程中,突触后膜发生的变化有_____________、____________。
(2)在研究过程中发现,炎症因子ILs能通过系列信号通路促使Ca2+内流增加,据图分析炎症因子使Ca2+内流增加的原因是_____________。
(3)若使用Ca2+阻滞剂抑制神经细胞膜Ca2+通道的开放,则能减缓炎症因子引起的疼痛,为探究Ca2+的作用机制,进行了如下实验:
对照组:对突触前神经纤维施加适宜电刺激,检测神经递质的释放量。实验组:向突触小体施加适量的Ca2+通道阻滯剂,对突触前神经纤维施加适宜电刺激,检测神经递质的释放量。
结果是实验组神经递质的释放量小于对照组。由实验结果能得出的结论是_____________。
为进一步验证上述结论,请再补充一个实验组:____________________________________。
(4)糖皮质激素属于类固醇物质,其靶细胞广泛分布于肝、肺、脑、淋巴组织等处,能有效抑制炎症因子ILs的合成。糖皮质激素与胞内受体结合后,“激素一受体复合物”能够进入细胞核,请推测糖皮质激素产生抗炎作用的途径是_________________________。
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神经病理性疼痛是躯体感觉神经系统的损伤或疾病而直接造成的疼痛,是由于脊髓的SG区发生功能障碍所致,科研人员对其发病机理进行了研究。
(1)图1中____________(填图中字母)是感受器,其受到刺激后,兴奋沿传入神经传导,传至位于SG区的神经纤维末梢,引起储存在____________内的谷氨酸(一种兴奋性递质)释放。谷氨酸引起突触后神经元的细胞膜内电位发生的改变是________________________突触后神经元受到刺激后,经一系列神经传递过程,最终在____________产生痛觉。
(2)SG区神经纤维末梢上分布有离子通道N(如图1))该通道与神经病理性疼痛密切相关。科研人员利用通道N抑制剂处理SG区神经元,给予突触前神经元一定的电刺激,测定突触后膜的电信号变化,得到图2所示结果。
①据图2可知,抑制剂处理导致突触后膜的电信号频率降低,推测通道N开放,会引起____________,导致SG区对伤害性刺激的反应增强,出现痛觉敏感。
②依据本研究,开发减缓神经病理性疼痛药物的思路是________________________。
(3)SG区的神经元包括兴奋性神经元与抑制性神经元两大类。为进一步研究该突触前膜释放的谷氨酸所作用的神经元类型,科研人员用绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元,用通道N激活剂处理小鼠的SG区神经元,在突触前神经元施加刺激,分别检测有绿色荧光和无荧光的神经元细胞膜的电信号频率的变化。若____________,则可判断谷氨酸作用对象为兴奋性神经元。
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神经病理性疼痛是躯体感觉神经系统的损伤或疾病而直接造成的疼痛,是由于脊髓的SG区发生功能障碍所致,科研人员对其发病机理进行了研究。
(1)图1中______________是感受器(填图中字母),其受到刺激后,兴奋沿传入神经传导,传至位于SG区的神经纤维末梢,引起储存在______________内的谷氨酸(一种兴奋性递质)释放。谷氨酸引起突触后神经元的细胞膜外电位发生的改变是______________。突触后神经元受到刺激后,经一系列神经传递过程,最终在______________产生痛觉。
(2)SG区神经纤维末梢上分布有离子通道N(见图1),该通道与神经病理性疼痛密切相关科研人员利用通道N抑制剂处理SG区神经元,给予突触前神经元一定的电刺激,测定突触后膜的电信号变化,得到图2所示结果。据图2可知,抑制剂处理导致突触后神经元的电信号幅度______________,突触后膜的电信号频率______________,推测通道N开放,会引起突触前神经元谷氨酸释放量增加,导致SG区对伤害性刺激的反应增强,出现痛觉敏感。
(3)SG区的神经元包括兴奋性神经元与抑制性神经元两大类。为进一步研究谷氨酸所作用的神经元类型,科研人员用绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元,用通道N激活剂处理小鼠的SG区神经元,在突触前神经元施加刺激,分别检测有绿色荧光和无荧光的神经元细胞膜的电信号变化。若带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度均无明显变化,不带绿色荧光的神经元电信号频率显著增加,则可判断谷氨酸作用对象为______________神经元。
(4)依据本研究,开发减缓神经病理性疼痛药物的思路是______________。
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抵御病原体的攻击,人体有三道防线。请回答下列问题。
(1)人体皮肤表面出现伤口时,会引发炎症反应通常表现为疼痛、发红、肿胀和发热。试分析其原因:
①皮肤破损后,被破坏的毛细血管和细胞释放血管舒缓激肽,作用于感觉神经元引起神经冲动,传至大脑皮层产生痛觉,此过程____________(填“不是”、“是条件”或“是非条件”)反射;
②组织细胞释放组织胺,组织胺和血管舒缓激肽作用于毛细血管等部位,使血管舒张、血流缓慢,从而导致伤口处局部发红;
③伤口处肿胀(水肿),其原因是________________________________;
④局部体温升高,可以____________(填“加强”或“减弱”)白细胞的吞噬作用,有利于对入侵病原体的清除。
(2)人体的第二道防线由____________构成。免疫器官是免疫细胞____________的场所。
(3)侵入人体的病毒,会激活特异性免疫中的____________免疫,并最终被____________细胞清除。
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炎症风暴是指机体在感染病原体等情况下,免疫系统被过度激活,引起体液中多种炎症因子迅速大量产生,造成对机体自身损害的现象。回答下列问题:
(1)甲病毒感染人体后,B细胞受到抗原刺激,并在淋巴因子的作用下增殖、分化形成__________,参与体液免疫。当免疫系统释放的炎症因子未能将病原体清除时,机体会持续大量地释放更多的炎症因子,这个过程__________(填“属于”或“不属于”)反馈调节,最终引起发热、水肿,甚至多器官衰竭。
(2)对于被甲病毒感染的重症患者,有专家提出:在缺乏疫苗和特效药的情形下,经病毒灭活等处理后的康复者康复期血浆是重要的治疗资源。使用康复者血浆能达到治疗目的,其原理是_________。
(3)研究发现合理地使用免疫抑制剂能缓解炎症风暴,其原因是__________。
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(9分)某科研小组开展了人白细胞介素18(IL- 18)对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用的研究。 实验原理:机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。 实验步骤:
①选取若干实验小鼠,随机均分成甲、乙、丙三组;
②甲组无辐射损伤;乙组辐射损伤(Co照射,下同);丙组先辐射损伤,1天后注射1L - 18。
③14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了 0h、12h、24h、48h后,检测并计算细胞凋亡相对值。
(1)脾属于机体免疫系统的 _________,1L - 18是一种淋巴因子,由_________细胞分泌;淋巴因子与_________都属于免疫活性物质。
(2)细胞凋亡是由遗传决定的__________死亡,与细胞凋亡直接相关的细胞器是_________。
(3)设置甲、乙两组的目的是探究有无核辐射对细胞凋亡的影响。设置乙、丙两组的目的是________________________________。请设计实验结果记录表。
(4)科研小组还设置了丁组实验,方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组,与丙组相比,设置丁组的目的是________________________________。
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(13分)某科研小组开展了人白细胞介素18(IL - 18)对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用的研究。
实验原理:机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。
实验步骤:
①选取若干实验小鼠,随机均分成甲、乙、丙三组;
②甲组无辐射损伤;乙组辐射损伤(60Co照射,下同);丙组先辐射损伤,1天后注射1L - 18。
③14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了 0h、12h、24h、48h后,检测并计算细胞凋亡相对值。
(1)脾属于机体免疫系统的 ________,1L - 18是一种淋巴因子,由_________细胞分泌;淋巴因子与 _________都属于免疫活性物质。
(2)细胞凋亡是由遗传决定的______________死亡,与细胞凋亡直接相关的细胞器是______。
(3)设置甲、乙两组的目的是探究有无核辐射对细胞凋亡的影响。设置乙、丙两组的目的是____________________________________。请设计实验结果记录表。
(4)科研小组还设置了丁组实验,方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组,与丙组相比,设置丁组的目的是________________________________。
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(9分)某科研小组开展了人白细胞介素18(IL- 18)对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用的研究。 实验原理:机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。 实验步骤:
①选取若干实验小鼠,随机均分成甲、乙、丙三组;
②甲组无辐射损伤;乙组辐射损伤(Co照射,下同);丙组先辐射损伤,1天后注射1L - 18。
③14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了 0h、12h、24h、48h后,检测并计算细胞凋亡相对值。
(1)脾属于机体免疫系统的 _________,1L - 18是一种淋巴因子,由_________细胞分泌;淋巴因子与_________都属于免疫活性物质。
(2)细胞凋亡是由遗传决定的__________死亡,与细胞凋亡直接相关的细胞器是_________。
(3)设置甲、乙两组的目的是探究有无核辐射对细胞凋亡的影响。设置乙、丙两组的目的是________________________________。
(4)科研小组还设置了丁组实验,方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组,与丙组相比,设置丁组的目的是________________________________。
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