Invertebrate Ion Channels (Special Issue Neurosignals 2003, 3) (No. 3) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:S Karger Pub

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页数:0

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出版时间:2003-08

价格:USD 25.25

装帧:Paperback

isbn号码:9783805576383

丛书系列:

图书标签:

• Invertebrate
• Ion Channels
• Neurosignals
• 2003
• Neuroscience
• Electrophysiology
• Animal Physiology
• Membrane Proteins
• Ion Transport
• Neuromuscular Junction
• Synaptic Transmission

神经信号传递的分子机制：离子通道的结构、功能与调控 内容提要： 本书汇集了神经科学领域前沿研究成果，深入探讨了离子通道在神经信号传递过程中的核心作用。全书围绕电压门控离子通道、配体门控离子通道以及各种重要的调节机制展开，详细阐述了这些分子机器如何精确地控制神经元的兴奋性、可塑性及信息整合。通过对离子通道分子结构、高分辨率的晶体学数据、电生理记录技术以及基因工程学方法的应用，本书为读者提供了理解神经回路功能障碍与疾病发病机制的分子基础。重点关注了钠通道、钾通道、钙通道以及氯离子通道家族的最新发现，特别是它们在动作电位产生、突触传递以及感觉信息编码中的具体功能定位。 第一章 离子通道：神经兴奋性的基石 本章系统回顾了离子通道的基本生物学功能及其在维持细胞静息膜电位和产生动作电位中的不可替代性。我们首先从膜电位和能斯特方程入手，为理解离子跨膜运动的驱动力奠定基础。随后，详细解析了第一代发现的电压门控离子通道——钠通道（$ ext{Na}_{ ext{v}}$）的结构域组成和亚基功能。特别关注了通道的激活、失活（快速失活门和慢失活门）机制，以及它们如何决定神经元的绝对不应期和相对不应期。对不同亚型钠通道（如$ ext{Na}_{ ext{v}}1.1$至$ ext{Na}_{ ext{v}}1.9$）在特定神经元（如疼痛神经元、皮层锥体细胞）中的分布和功能差异进行了深入探讨。 第二章 钾通道家族的多样性与信号整合 钾通道是调控神经元兴奋性和兴奋性适应性的关键分子。本章将钾通道划分为数个主要家族进行阐述： $ ext{K}_{ ext{v}}$（电压门控钾通道）： 重点介绍了$ ext{K}_{ ext{v}}1$到$ ext{K}_{ ext{v}}13$的结构特征和生理功能。例如，$ ext{K}_{ ext{v}}3$通道对高频放电的维持作用，以及$ ext{K}_{ ext{v}}4$通道在树突兴奋性调节中的角色。通过对比不同亚基（$alpha$亚基和$eta$亚基）的组合，揭示了钾通道如何产生极其多样化的电导特性，以适应不同信息处理的需求。 $ ext{K}_{ ext{ir}}$（内向整流钾通道）： 阐述了这些通道如何通过维持稳定的内向整流特性，在突触后抑制和背景电流（Background Current）的产生中发挥作用，对于设定神经元的兴奋性阈值至关重要。 $ ext{K}_{ ext{Ca}}$（钙激活钾通道）： 详细分析了快（$ ext{BK}$，大电导）和慢（$ ext{SK}$，小电导）钙激活钾通道，它们通过感知细胞内钙信号的瞬时变化，实现对动作电位后超极化和兴奋性适应的负反馈调控。 第三章 钙通道：信号输入与可塑性的枢纽 钙离子是细胞内第二信使的典范，而电压门控钙通道（$ ext{Ca}_{ ext{v}}$）则是钙信号进入细胞的门户。本章聚焦于$ ext{Ca}_{ ext{v}}$通道的分子结构（$alpha_{1}$亚基的四个重复结构域）及其分类（$ ext{L}$-型、$ ext{N}$-型、$ ext{P/Q}$-型、$ ext{R}$-型和$ ext{T}$-型）。 $ ext{L}$-型钙通道（$ ext{Ca}_{ ext{v}}1$）： 探讨其在兴奋-收缩耦联（在神经肌肉接头处）以及突触后膜处的慢速、持久的钙内流对基因表达和长期突触可塑性的影响。 $ ext{N/P/Q}$-型钙通道（$ ext{Ca}_{ ext{v}}2$）： 重点剖析它们在突触前末梢对神经递质释放的精确控制作用。通过电生理记录，展示了这些通道如何通过与突触前释放机制的耦合，实现对突触传递效率的“近距离”调节。 钙通道的电流-电压关系（I-V Curve）分析：如何利用药理学手段分离不同亚型的钙电流，并结合生物物理学方法研究其电压依赖性。 第四章 配体门控离子通道：快速突触传递的实现者 本章转向由神经递质或调节分子直接控制的离子通道，即配体门控离子通道（$ ext{LGICs}$）。 谷氨酸受体家族： 详细解析$ ext{AMPA}$、$ ext{NMDA}$和$ ext{Kainate}$受体的结构异构性及其亚基组成。特别强调了$ ext{NMDA}$受体对钙离子的独特通透性，以及它作为突触长期增强（$ ext{LTP}$）和长期抑制（$ ext{LTD}$）关键触发器的地位。对不同亚基（如$ ext{GluA1/GluA2}$的通透性对钙离子影响）的替换机制进行了深入讨论。 $ ext{GABA}_{ ext{A}}$和烟碱型乙酰胆碱受体（$ ext{nAChR}$）： 阐述了这些快速抑制性/兴奋性受体通过五聚体或五亚基结构实现快速的离子快速流入。针对$ ext{GABA}_{ ext{A}}$受体，分析了其与苯二氮䓬类药物的结合位点，以及其在焦虑、镇静等行为中的生理意义。 P2X嘌呤能受体： 探讨了这些独特的三聚体离子通道受体在细胞外$ ext{ATP}$信号通路中的作用，特别是在炎症和疼痛信号传导中的新兴角色。 第五章 离子通道的调控机制：动态平衡的艺术 离子通道的功能并非静态不变，它们受到细胞内外的多种信号精密调控，以实现神经系统的动态适应性。本章探讨了主要的调控路径： 磷酸化调控： 分析了依赖于$ ext{PKA}$、$ ext{PKC}$和$ ext{CaMKII}$等激酶对通道亚基进行磷酸化修饰的机制。以$ ext{NMDA}$受体和电压门控钙通道为例，展示磷酸化如何改变通道的激活阈值、峰值电流密度和失活动力学。 通道的内吞与再循环： 讨论了突触后受体（如$ ext{AMPA}$受体）通过内吞作用被移除或通过囊泡融合被快速插入细胞膜的过程，这是短期可塑性的分子基础。 通道的亚基组装与细胞定位： 涉及$ ext{ER}$和高尔基体中的质量控制机制，以及特定的支架蛋白（Scaffolding Proteins，如$ ext{PSD-95}$）如何将特定离子通道固定在突触结构域，确保信号传递的精确性。 第六章 离子通道病理生理学与治疗靶点 本章将基础研究成果延伸至临床应用，探讨离子通道功能异常导致的疾病谱——“离子通道病”（Channelopathies）。 遗传性疾病： 详述了与钠通道基因突变相关的遗传性癫痫（如$ ext{SCN1A}$突变导致$ ext{Dravet}$综合征）和周期性麻痹。对钾通道的异常（如$ ext{KCNQ2/3}$突变导致$ ext{BNEI}$良性新生儿癫痫）进行了分子层面的解析。 神经退行性疾病： 讨论了阿尔茨海默病和帕金森病中钙稳态失衡与离子通道功能紊乱的关联。例如，海马体中$ ext{NMDA}$受体过度激活对神经元的毒性作用。 药物开发前沿： 总结了基于特定离子通道亚型的新型药物开发策略，包括选择性钠通道阻滞剂用于慢性疼痛管理，以及新型$ ext{GABA}$受体调节剂在焦虑症治疗中的潜力。 本书内容全面、结构严谨，旨在为神经生理学、生物物理学以及神经药理学的研究人员和高年级学生提供一本深入且权威的参考资料。

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当我翻开这本汇集了2003年神经信号领域最新进展的特刊时，我立刻感受到了一种跨越时间壁垒的学术活力。那些围绕信号传导机制展开的论述，犹如一场场精密的外科手术报告，将复杂的生物学过程层层剥离，暴露其核心的调控逻辑。这本书的编排极具逻辑性，从基础的膜电位变化动力学，到复杂的跨膜运输机制，再到这些机制如何被病理状态所干扰，构建了一个完整的知识光谱。其中有几篇文章对某些新型离子通道亚型的发现及其与特定神经功能障碍的关联进行了开创性的论述，其论证过程严谨到令人叹服，每一个图表、每一组数据似乎都在无声地宣告着“我们发现了什么”。阅读这些文字，就好像被邀请参加了一场最高级别的科学研讨会，那些顶尖研究者的声音在字里行间回荡，充满了对真理的不懈追问。这本书的价值不在于提供现成的答案，而在于它精准地定位了当时科学研究的“前线”，为后来的研究者指明了方向，那种站在巨人肩膀上眺望的视野感，是任何通俗读物都无法给予的。

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这本书最大的魅力在于其“特刊”的性质，它像一个时间胶囊，封存了2003年特定时刻神经生物学领域最热门、最受关注的焦点。那些对膜蛋白稳定性和其动态行为进行深入探讨的文章，展现了一种对生命“工程学”的深深敬畏。我特别关注了其中关于信号转导级联反应如何被特定离子通道快速激活或失活的部分，那种对速度和效率的追求，是生命系统区别于人造系统的精妙之处。书中对不同信号通路交叉点上的关键分子进行聚焦，揭示了细胞内部信息处理的复杂网络结构。读完后，你会对神经元之间的“对话”产生一种全新的、更加立体的理解，不再仅仅是简单的“开”与“关”，而是无数个精细调节的旋钮在同时作用。这本特刊，以其专业性和深度，无疑是为那些真正热爱并致力于理解神经科学奥秘的同道者准备的一份厚礼。

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坦白说，这本书的排版和字体选择，散发着一种典型的“早期数字时代”的学术期刊气息，朴实无华，但内容的力量足以穿透一切外在的装饰。我特别注意到其中几篇关于离子通道结构解析和功能模拟的报道，它们所采用的计算生物学方法在当时无疑是走在时代前沿的。书中详细描述了如何利用高分辨率的成像技术来观察这些微小结构在不同生理状态下的构象变化，这种将物理学、化学与生物学完美融合的叙事方式，令人耳目一新。它迫使你必须以一种多学科交叉的视角来审视生命现象，放弃单一学科的局限性。书中对某些离子流失或过度激活所导致的细胞失调的分析，那种对精细平衡被打破后所产生连锁反应的描绘，充满了令人不安的真实感，让人不禁思考，我们自身的生命活动，在多大程度上依赖于这些纳米级别的精确控制。

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这是一部需要反复研读的文献集，而非一目十行的休闲读物。我发现自己经常需要停下来，对照着自己的笔记和早期文献，来消化其中某些关于离子通道调控回路的复杂性。不同作者的写作风格差异很大，有的行文如流水般顺畅，对复杂的生物学概念进行了极为清晰的梳理和归纳；而有的则显得更为晦涩，充满了专业术语和特定的实验语境，需要读者具备极强的上下文理解能力。这种风格上的多样性，反而模拟了真实科学界的面貌——思想的交锋与观点的碰撞。书中的某些模型，虽然在随后的研究中可能被进一步修正或推翻，但它们在当时提出的假设和验证路径，为我们提供了一个认识该领域的历史坐标。阅读它，就像是在翻阅一份充满智慧和激情的历史记录，见证了科学家们如何一步步揭开生命机理的神秘面纱。

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这本汇集了神经信号研究前沿洞见的特刊，尽管我手中拿到的这本实体书卷帙浩繁，其封面设计采用了那种极具学术气息的冷峻风格，但真正让我沉浸其中的，是它对信息如何在生物体内流动这一宏大命题的细致解构。书中对那些微小却至关重要的分子机器——那些负责调节细胞兴奋性、神经递质释放乃至感觉信息编码的蛋白质复合物——的探讨，展现了一种近乎诗意的精确性。我尤其欣赏那些详细阐述实验方法论的章节，它们不仅仅是罗列步骤，更像是在带领读者亲身走进那些铺满电生理记录设备和复杂分子生物学模型的实验室。例如，对于某些特定离子通道在不同组织类型中功能差异的深入剖析，那种将细胞水平的观察提升到系统功能层面的论述方式，让人不得不为科学家们精妙的思维而折服。它不是那种轻松的读物，需要一定的生物化学和神经科学背景才能完全领会其精髓，但对于任何希望在这一领域深耕的人来说，它无疑提供了一个坚实的知识基石，指引着我们去思考那些尚未被完全解答的生物学谜团，那种被前沿知识簇拥的感觉，是阅读一本优秀学术著作最过瘾的时刻。

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