唾液的分泌：蛋白质的分泌和调节(口腔医学 唾液腺生物学)

分泌终端细胞合成并分泌绝大多数唾液蛋白质，虽然导管系统也分泌蛋白质，但其量与分泌终端细胞相比则较小。在三组大唾液腺中，腮腺和舌下腺所分泌的蛋白质比较均匀一致，腮腺分泌酶类和延展性多肽（elongate polypeptide）。酶类包括淀粉酶、核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、过氧化物酶等，而延展性多肽包括富脯蛋白、富组蛋白等。舌下腺主要分泌黏蛋白。下颌下腺分泌的蛋白质种类则介于腮腺和舌下腺之间，主要为黏蛋白、酶类、延展性多肽、特异性生长因子、蛋白酶及其他内分泌蛋白质等。有的蛋白质在各种唾液腺中均有分泌，有的则只在某种唾液腺中分泌。迄今为止，关于唾液腺蛋白质分泌过程的知识远远少于对水和电解质分泌过程的了解。

蛋白质的合成与修饰

蛋白质的合成与修饰涉及许多复杂的生物学过程，概括起来可分为四个阶段，即氨基酸的摄取、多肽的合成和修饰、蛋白质的分选（sorting）和密集储存。

氨基酸的摄取

上皮细胞氨基酸转运的研究近年来取得了很大的进展。现已明了，至少几十种氨基酸转运机制存在于不同细胞膜上，其中主要的有：A系统，ASC系统，B、B⁰和B⁰⁺系统，b⁰⁺系统，N系统，GLY系统，β系统，亚氨基系统，L系统X^-_AG相关系统，y⁺系统，x^-_C系统。唾液腺细胞可能有6种转运系统，即A、ASC、L、β、y⁺X^-_AG系统。

一、A系统

A系统主要转运小脂族氨基酸，它是与Na⁺配对转运的，对pH值改变敏感。它可选择性转运N-甲基氨基酸；N-甲氨基-α-异丁酸（MeAIB）是它的特征性基质。A系统存在于很多哺乳动物细胞内，包括肌肉和肝细胞等。小肠黏膜细胞的A系统存在于基侧膜，是从血液中摄取氨基酸到细胞内。A系统的转运蛋白质尚不清楚。某些激素、生长因子及高渗透压可激活A系统。胰高血糖素和胰岛素调节其表达并刺激其在组织内的活力。

唾液腺细胞有A系统，但不一定存在于所有的常用动物种类。大鼠腮腺主动转运α-氨基异丁酸（AIB），后者也是A系统的特征性基质。用¹⁴C标记的AIB测定，发现AIB转运呈现饱和动力学方式，K_m 为4. 89mmol/L。这种转运依赖Na⁺。用Na⁺离子载体莫能菌素（monensin）破坏细胞内外的Na⁺梯度，使AIB转运明显减低。用Na⁺/K⁺泵抑制剂乌本苷处理也可使AIB转运减低。Takuma和Baum（1985）用梯度离心法分离大鼠腮腺细胞的基侧膜，制成囊泡，用其测定AIB转运，发现K_m为1. 28mmol/L，V_max为780pmol/（min•mg）蛋白。莫能菌素可明显抑制AIB转运。

大鼠下颌下腺也含有A系统。Anderson和Mixson（1989）发现，在分离的大鼠下颌下腺细胞，AIB转运的V_max为2900pmol/（min•mg）蛋白，Km为1. 4mmol/L；而另一种特异性基质MeAIB的转运V_max为2010pmol/（min•mg）蛋白，Km为0. 93mmol/L。大鼠下颌下腺细胞株RSMTx也有A系统。

然而，猫下颌下腺中未能测出AIB和MeAIB的转运。

二、ASC系统

ASC是英文丙氨酸、丝氨酸和半胱氨酸的缩写，指的是该系统可以转运这些氨基酸。ASC系统是依赖Na⁺的转运机制，主要转运小脂族氨基酸如必需氨基酸丙氨酸、苏氨酸和非必需氨基酸丝氨酸和半胱氨酸。ASC系统与A系统不同，不能转运MeAIB，而且对pH值改变不敏感。但是，当细胞外pH减低时，ASC系统也可转运酸性氨基酸。ASC系统存在于绝大多数细胞中，其转运蛋白是ASCT1和 ASCT2。

唾液腺细胞有ASC系统。Mann和Yudilevich（1987）用同位素标记的氨基酸加入到猫的下颌下腺血管中进行灌流，测定了在非刺激状态下基侧膜对氨基酸的摄取。结果发现，丙氨酸和丝氨酸可以大量转运，但AIB不被摄取。

三、B、B⁰和B⁰⁺系统

这三个系统的性质非常类似，因此归类在一起。它们主要转运脂族氨基酸、支链氨基酸和芳香族氨基酸。其中B⁰⁺系统也可转运二碱基氨基酸。B系统和B⁰系统所转运的中性氨基酸比A系统和ASC系统种类更多。B⁰⁺系统是Na⁺和Cl^-离子的配对转运系统，也可以是β丙氨酸的转运载体。这些系统均存在于小肠和肾刷状缘膜上皮细胞。B⁰⁺系统也存在于小鼠囊胚细胞、蛙类的卵细胞、成纤维细胞、猪内皮细胞和肝肿瘤细胞。这些系统的转运蛋白仍不清楚。

四、b⁰⁺系统

b⁰⁺系统主要转运中性和二碱基氨基酸，不需要Na⁺的参与。已发现含有b⁰⁺系统的组织有小鼠囊胚、肾和小肠上皮，其相关转运蛋白是D2/rBAT/NBAT。

五、N系统

N系统主要转运中性氨基酸，需要Na⁺。在肝中它主要转运谷氨酰胺、天冬酰胺和组氨酸。N系统主要分布在肝和肌肉系统，其主要蛋白质的结构尚未确定。

六、GLY系统

GLY系统主要转运甘氨酸和肌氨酸（N-甲基甘氨酸）。已知GLY系统与神经系统信号传递有关，这是因为甘氨酸是脑中的一种抑制性神经介质。GLY系统表达于红细胞、肝和脑组织中。脑中的位置在神经胶质细胞。GLY系统转运蛋白质是GLYT-1a、1b和GLYT-2。

七、β系统

此系统特异性转运β-氨基酸和牛磺酸。它在脑组织中大量存在，可能与神经递质有关。它也存在于肾中，可能与渗透压调节有关。脑组织中β系统的转运蛋白质为TAUT-R、M和D。

猫下颌下腺有β系统。给猫下颌下腺动脉中一次注入放射性标记的牛磺酸，转运量达27%。

八、亚氨基系统

此系统主要转运亚氨基酸和N-甲氨基-α-异丁酸，是脯氨酸的主要转运机制，其他中性氨基酸不能由此系统转运。亚氨基系统的转运需要Na⁺。此系统主要存在于小肠的刷状缘膜，其转运蛋白结构不明。

唾液腺可能没有亚氨基系统；猫下颌下腺对一次注入到血液中的甘氨酸和脯氨酸没有任何吸收。

九、L系统

L系统主要转运支链氨基酸，转运过程不需要Na⁺。此系统也大量转运双环氨基酸。L系统广泛存在于各种组织。在脑组织中构成血-脑屏障和神经胶细胞的主要转运系统。其转运蛋白尚未分离鉴定，结构不明。

唾液腺含有L系统。猫下颌下腺可以转运缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、谷氨酰胺。例如，用含有³H标记的氨基酸溶液灌流猫下颌下腺，苯丙氨酸转运的V_max为1719nmol/（min•g）蛋白，K_m为6. 4nmol/L。用放射自显影技术证明，摄入到下颌下腺的氨基酸分布在分泌终端细胞、新月细胞和导管细胞中；而摄入到舌下腺的氨基酸分布在分泌终端的中央及导管细胞中。

Leskinend等（1997）用正电子发射计算机断层扫描（PET）技术测定经静脉输入的¹¹C稳定性同位素标记的甲硫氨酸，发现腮腺有明显的吸收。Park等（2008）报道，人下颌下腺表皮样癌HTB-41细胞吸收¹⁴C-亮氨酸，其特点是不依赖Na⁺，可被特异性L系统抑制剂［2-氨基丙环（2，2，1） -庚烷-2-羧酸，BCH］完全抑制。竞争抑制试验中，¹⁴C亮氨酸的转运不受ASC基质丙氨酸、丝氨酸的抑制，也不受碱性或酸性氨基酸转运系统基质如赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸的抑制，也不受亚氨基系统基质如脯氨酸和甘氨酸的影响。相反，L系统基质，如甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸，则可抑制¹⁴C亮氨酸的转运90%以上。

十、X^-_AG及相关的酸性氨基酸转运系统

该系统主要转运酸性氨基酸，是依赖Na⁺的产电性转运。对上皮细胞、神经细胞和神经胶细胞的谷氨酸转运进行研究发现，存在有几种依赖Na⁺和K⁺的酸性氨基酸转运机制。而且，高亲和力和低亲和力谷氨酸转运机制也在肾、小肠和脑中发现。X^-_AG系统的转运蛋白为EAAC1，而有关的谷氨酸转运机制存在于脑、肝、肺、骨骼肌和胎盘组织，其转运蛋白质为GLAST、GLT-1、EAAT4。

猫下颌下腺有X^-_AG系统，但活性可能不高。Mann和Yudilevich（1987）发现，一次性注入同位素标记的天冬氨酸和谷氨酸，9%～10%被摄取。

十一、y⁺系统

y⁺系统主要转运阳离子型氨基酸。在Na⁺存在时，亦可转运中性氨基酸，但转运过程是产电的。赖氨酸、组氨酸和精氨酸主要是由y⁺系统转运的。y⁺系统广泛存在于各种组织中，其转运蛋白为CAT-1、CAT-2A、CAT-2B。

唾液腺细胞有y⁺系统。猫下颌下腺在非刺激状态下即可吸收25%的灌流液中的³H-组氨酸。另一个研究中，给猫下颌下腺动脉中一次性注入同位素标记的赖氨酸，吸收率达33%。

（12）X^-_C系统：X^-_C系统的功能比较特别，它主要进行胱氨酸/谷氨酰胺交换。这个过程需要Cl^-，但不需要Na⁺。这个系统在细胞抗氧化性应激的过程中起重要作用。半胱氨酸是合成细胞内谷胱甘肽的重要原料，但其转运却很缓慢。其他氨基酸转运系统如ASC系统也可转运半胱氨酸，但在氧化性应激时，细胞外半胱氨酸很快转化为胱氨酸，ACS系统不能转运胱氨酸。在这种状况下，只有X^-_C系统可转运胱氨酸进入细胞，在细胞内转化为半胱氨酸。X^-_C系统存在于神经胶质、成纤维细胞、巨噬细胞、内皮细胞和肝细胞中，其转运蛋白的结构尚不清楚。

氨基酸转运的调节

唾液腺从血液中吸收氨基酸的过程明显受自主神经和激素的调节。

（1）交感神经的调节：用异丙肾上腺素处理大鼠数日后，下颌下腺摄取¹⁴C标记的AIB明显增加。这种作用是通过增加细胞内cAMP浓度。用丙酰cAMP处理大鼠也可引起¹⁴C-AIB吸收的增高，说明A系统受交感神经的调节。

（2）副交感神经的调节：Mann和Yudilevich给猫下颌下腺动脉一次性注入同位素标记的氨基酸，并用8Hz的电流刺激副交感神经，使丙氨酸和苯丙氨酸的摄取大大增加，表明ASC系统和L系统受副交感神经的调节。

（3）甲状腺素的作用：Eng和Lo（1987）切除大鼠甲状腺，10天后分离下颌下腺细胞，测定³H-AIB的摄取；结果发现，给切除甲状腺的大鼠注射T₃后24和48小时，下颌下腺细胞的AIB摄取比不注射T₃的动物增加49%和65%。

（4）胰岛素的作用：Anderson和Mixson（1989）测定了胰岛素对分离的大鼠下颌下腺细胞氨基酸吸收的影响。胰岛素使AIB的最大转运即V_max明显增高；胰岛素处理的细胞V_max为5220pmol/（min•mg）蛋白，而没有胰岛素处理的细胞V_max为2900pmol/（min•mg）蛋白，但K_m并不受胰岛素的影响（1. 78mmol/L 和1. 40mmol/L）。

Leskinen等（1997）用正离子发射计算机断层扫描测定了胰岛素对人腮腺¹¹C-甲硫氨酸摄取的影响。给健康受试者静脉输入¹¹C-甲硫氨酸，同时输入7. 2pmol/（kg•min）胰岛素，用“胰岛素固定技术”维持血糖在正常范围。输入胰岛素使腮腺摄取¹¹C-甲硫氨酸增加30%。

从上述研究可以看出，对唾液腺氨基酸转运的调节的了解仍很少，还缺乏系统的、设计良好的实验研究。由于氨基酸的功能并不仅仅是作为蛋白质合成的原料，它在激素代谢、催化功能、神经信号传递、细胞生长调节、代谢能量产生、嘌呤和嘧啶类物质的合成、氮代谢、尿素合成、抗氧化性应激、酸碱平衡、离子转运等很多方面均有重要作用。

多肽的合成后修饰

唾液腺细胞的多肽合成过程与其他细胞类似，因而不再叙述。本文仅简单介绍唾液腺蛋白质合成后的修饰。这些过程包括多肽链的糖基化和硫酸化，空间结构的改变如肽链的进一步折叠，以及肽链的聚合。

一、内质网内的修饰

新合成的多肽要依次在内质网和高尔基复合体中进行修饰。多肽链在生物合成的过程中被转运到粗面内质网内。在此，多肽链要经历首次分选。这是根据肽链所含的氨基酸的信号序列（signal sequence）进行的。信号序列一般为20个氨基酸残基，其序列与主序列不同，只存在于分泌蛋白质的前体，如原淀粉酶、原富脯蛋白等。信号序列在合成后很快就被切割，不能带到下一个阶段。

内质网中进行的修饰之一是把低聚糖加到肽链的天冬酰胺-X-丝氨酸/苏氨酸序列上。这种修饰发生在大多数但不是全部唾液腺蛋白质。多肽的折叠和初步聚合也在内质网中进行。这个过程一般需要内质网催化二硫键形成的酶参与，使蛋白质靠二硫键折叠或聚合。因而，凡含有二硫键的蛋白质均在内质网就开始了折叠和聚合过程。

近年的研究也表明，转运出内质网的蛋白质要受到“质量检验”，这是分选的一个过程。这个过程使完成一定折叠和聚合的蛋白质被转运出内质网，而使未达到这种程度或错误折叠或聚合的蛋白质保留在内质网内。

多肽转运出内质网是一种耗能过程，是由穿梭囊泡（vesicular shuttle）进行的。内质网上的出口位于距离高尔基复合体很近的地方。已经证明，多肽转运出内质网是一个对温度变化敏感的过程。温度改变到15℃时可完全抑制这个过程。

二、高尔基复合体内的修饰

唾液腺细胞高尔基复合体是一种多层结构，内有许多分隔的空间。它们对合成的蛋白质进行不同的修饰。首先，不同的蛋白质，如分泌性蛋白质、溶酶体蛋白质、膜蛋白质可能在不同的隔室内进行修饰。其次，一种蛋白质要经过一系列隔室的修饰，例如，糖基化过程是沿着高尔基体轴从一间隔室进入另一间隔室。室间转运是由非网格蛋白包绕的囊泡进行的。其过程是由一个隔室突出到下一个隔室，然后膜发生融合而使之释入下个隔室。这个过程以极高的效率进行。此外，所有的分泌蛋白质都必须顺序通过一系列隔室，不管其是否已经修饰过了。

分选

分选是将修饰过的蛋白质按其类别分别转运到不同的颗粒或囊泡的过程。唾液腺蛋白质的去向主要有两种，一为分泌颗粒，进入分泌颗粒的蛋白质一般要经过调节性分泌而排出细胞外。一为非调节性分泌囊泡，其排出过程不需要特异信号。大约85%的新合成的蛋白质被分选到分泌颗粒中，仅15%被分选到非特异性分泌囊泡中。从这种角度来看，分选过程可能是决定蛋白质以何种方式分泌的关键步骤。遗憾的是我们对分选过程了解甚少。

（1）分选的位置：一般认为分选过程主要在高尔基复合体外囊中进行，但亦有可能在早期的步骤就已开始。

（2）分选的信号：分选信号可能就存在于蛋白质本身的结构中。显然，它是一种“显性”信号，很多实验研究证明了这一点。首先，将一种外分泌蛋白质表达在内分泌细胞中，或将一种内分泌蛋白质表达在外分泌细胞中，其分选结果是相同的，即二者均被分类为内源性分泌性产物。第二，如上所述，有些蛋白质被分选到分泌颗粒内，有些则被选到非调节性分泌囊泡内。如果在内分泌细胞内表达含有上述两种蛋白质片段的嵌合体，它将被分选到分泌颗粒内。第三，如果表达一种免疫球蛋白，其抗原已被分选到分泌颗粒内，这种免疫球蛋白亦会被分选到分泌颗粒内。显性分选机制提示在分泌颗粒前体颗粒中可能存在一种分选受体，它能识别分泌蛋白质，从而使之进入分泌颗粒。

密集储存

分泌颗粒形成的一个重要特征是它密集储存分泌性蛋白质。以腮腺分泌颗粒为例，其颗粒内储存的蛋白质浓度为300～500mg/ml，比内质网内高出1～2个数量级。这种密集储存主要是由两个因素决定的，一是分泌颗粒有选择性地聚集某些蛋白质，二是这些分泌蛋白质是在低渗透压状态下密集的，因而凡影响渗透压的因素可能都会不同程度的影响密集过程。在分泌颗粒形成和成熟过程中至少有三种因素会影响渗透压。

（1）单价离子：蛋白质在分泌颗粒中密集的过程需要酸性环境，因而在颗粒膜上有H⁺泵，泵进H⁺。在这个过程中，为了保持颗粒内电荷平衡，分泌颗粒同时也需要失去阳离子，例如Na⁺和K⁺。分泌颗粒也需失去水分子而保持内部的渗透压平衡。实验观察证实，分泌颗粒是酸性的，而且也有H⁺泵存在。但颗粒内亦有高浓度的Na、K和Cl元素，不知这些元素的存在形式。X线显微分析技术证明，在唾液腺分泌终端细胞的分泌过程中，有大量元素分泌到管腔内。由于胞质内Na⁺浓度较低（15～20mmol/L），K⁺浓度很高（135mmol/L），Cl^-也很高（50～70mmol/L），维持分泌颗粒内电荷平衡的途径也可能是Cl^-进入颗粒内，但尚无证据。

（2） Ca²⁺离子：分泌颗粒内蓄积有大量的Ca²⁺，其浓度可达10mmol/L（1×10^-2mol/L）。由于胞质内游离Ca²⁺浓度只有100nmol/L（1×10^-7mol/L），分泌颗粒与胞质之间的Ca²⁺浓度梯度达5个数量级，即10 000倍。Ca²⁺蓄积的机制不明。高浓度的Ca²⁺可能有两种意义，其一是Ca²⁺可能为H⁺进入提供方便，即与H⁺交换而使H⁺进入分泌颗粒内。其二是Ca²⁺可能在带负电荷的多肽链之间形成桥梁，使之易于致密。已知不少分泌性蛋白质可疏松结合Ca²⁺。X线显微分析及荧光探针技术均证明，分泌颗粒内有大量的Ca²⁺，而且在某些特定条件下可释放到胞质中。同时，受到某些刺激时亦可分泌到管腔中，这种分泌既可伴随蛋白质的分泌，亦可不伴随蛋白质的分泌。

（3）蛋白质的共价修饰：共价修饰分泌性蛋白质可改变其带电状态，从而使之易于浓缩密集。这方面的研究较少，但至少硫酸化反应有助于密集。

蛋白质的分泌

唾液腺蛋白质的分泌主要经由胞吐作用。胞吐作用的过程及其调节极为复杂，至今仍不完全清楚。而且，对唾液腺细胞胞吐作用的研究寥寥无几，仍无法形成任何模型和理论。广义而言，胞吐作用分为两种，一种为非调节胞吐作用或固有胞吐作用（constitutive exocytosis），另一种称为调节性胞吐作用（regulated exocytosis）。非调节性胞吐作用指的是分泌囊泡形成之后，立即与质膜融合，释出其内容物，不受外来刺激的调节。调节性胞吐作用与之不同，合成的分泌囊泡蓄积在胞质内，只有受到适当的刺激时才与质膜融合，释放内容物。已知所有真核细胞都有非调节性胞吐作用，但调节性胞吐作用则只存在于某些细胞种类，如内分泌、外分泌、神经细胞。显然，唾液腺细胞的蛋白质分泌是以调节性分泌为主。

非调节性胞吐作用

非调节性胞吐作用所分泌的蛋白质被包裹在一种特异性囊泡中，其特点是体积小，在电镜下呈清亮状态。非调节性胞吐作用不受细胞骨架（cytoskeleton）的阻挡，也不需要Ca²⁺，但可被GTP_γS所控制。唾液腺细胞所合成的蛋白质中，可能有15%是由非调节性胞吐作用分泌的。

调节性胞吐作用

调节性胞吐作用的过程较为复杂。如前所述，首先，新合成的蛋白质要经过分选，有选择性地转运到分泌颗粒中，进行进一步的密集储存。其次，当刺激信号传达到分泌颗粒时，分泌颗粒停泊于质膜附近，进而与质膜接触、融合，释放蛋白质到细胞外。这些过程涉及多种蛋白质和信号传递系统，其确切机制仍需探讨。

（1）胞吐作用的屏障：分泌囊泡在没有刺激分泌的信号时，不能与质膜接触。在质膜附近有密集的细胞骨架网将质膜与囊泡分隔。构成这种细胞骨架网分隔的主要成分可能是肌动蛋白。与此相反，非调节性分泌的囊泡则不受细胞骨架网的阻隔。分泌颗粒不能通过细胞骨架网的原因主要有两种，一是囊泡体积较大，不能通过。非调节性分泌囊泡可以通过，多半是由于其体积小。二是调节性胞吐作用的囊泡表面含有一些可与肌动蛋白结合的蛋白质，它们与肌动蛋白之间的结合使之受到牵拉，从而起到固定的作用。这种屏障在分泌时被去除，其信号可能是Ca²⁺。Ca²⁺可引起细胞骨架结构的改变，但这个过程也需某些调节蛋白参与。已经证明，肌切蛋白（scinderin）可能起这种作用。PKC可能也参与这个过程。

（2）分泌颗粒的停泊（docking）：在与质膜融合之前，分泌颗粒必须先停泊在质膜附近的激活区（active zone），这个过程也需依赖多种蛋白的相互作用。目前，还未见到任何关于唾液蛋白质分泌颗粒停泊的报道。有关停泊机制的研究仍集中在神经突触的递介释放过程。

（3）分泌囊泡的活化（priming）：停泊在激活区的分泌囊泡要经历活化过程，又称成熟过程。这个过程的目的是使囊泡对Ca²⁺有反应，因为膜融合释放内容物的过程是以Ca²⁺为信号的。质膜Ca²⁺通道的α亚单位与突触融合蛋白相结合，处在一种抑制状态。与囊泡相结合的Csp蛋白可与突触融合蛋白/Ca²⁺通道α亚单位复合物结合，使之解离，从而除去对Ca²⁺通道的抑制。然而活化过程是一个连续而又非常短暂的过程，通常认为它也包括了膜融合过程的前半部分，即膜半融合状态。其调节机制及工作过程仍在探讨之中。

（4）膜的融合：活化的囊泡可在极短的时间内融合，只需不到0. 3毫秒的时间。这个过程是由Ca²⁺的突然增高启动的，一般是在动作电位过程中。融合也涉及至少三、四种蛋白的协同作用。通常认为融合过程可用流感病毒释放过程来描述。流感病毒的特异性融合蛋白是血凝素。血凝素以三聚体存在，在酸性条件下结构改变，释出疏水性N-末端融合肽，后者可嵌入磷脂膜中，引起膜的融合。

融合过程所需的能量可能来自核心复合物（core complex），又称融合核心复合物，它是由突触泡蛋白、突触融合蛋白和SNAP-25构成的三聚体。由于核心复合物处于能量最低状态，形成这种复合物是一个释放能量的过程。目前认为，膜融合所需的能量可能来自这个过程。当融合发生之后，核心复合物与SNAP 和NSF结合。NSF有ATP酶活性，可水解ATP而使核心复合物获得能量，从而使复合物解离。解离使这些蛋白质复原，为再次结合成为核心复合物提供了条件。

上述胞吐作用发生在神经突触，与唾液腺细胞的分泌过程可能有重大区别。首先，唾液腺细胞蛋白质的分泌是一个缓慢过程，需要数十分钟来完成。毫无疑问，其胞吐作用过程及调节机制会极为不同。其次，多数唾液腺细胞的蛋白质分泌是不依赖Ca²⁺的，只有小唾液腺和大鼠舌下腺和腮腺例外。加之，唾液腺细胞也不存在电压依赖性Ca²⁺通道。十几年前就已经发现，唾液腺细胞胞吐作用的起始步骤并非分泌颗粒向顶膜移动，而是顶膜首先发生结构变化，形成许多折叠，然后分泌颗粒才移动到这些折叠的膜附近，与膜融合然后释放内容物。这证明顶膜在唾液腺细胞的胞吐作用中起重要作用。

磷酸化-去磷酸化和胞吐作用

许多细胞的胞吐作用是由磷酸化-去磷酸化过程调节的。在神经突触，分泌囊泡上的突触蛋白Ⅰ（synapsinⅠ）的磷酸化使囊泡从细胞骨架的牵扯中脱离出来。进而移动到质膜附近，开始停泊和活化过程。突触蛋白Ⅰ可与分泌囊泡的磷脂和蛋白质相互作用而结合在囊泡表面。它也与细胞骨架元素如肌动蛋白等结合。当突触蛋白Ⅰ磷酸化时，它与细胞骨架蛋白质的亲和力减低5倍，这可能是它的作用机制。神经突触中的突触蛋白Ⅰ的磷酸化是由Ca²⁺控制的。

另一方面，蛋白质去磷酸化可能引起胞吐作用，这在胰腺细胞已经初步证明。例如，给予胰腺腺泡细胞酪氨酸磷酸酶（可引起去磷酸化）可增加Ca²⁺引起的淀粉酶分泌。与之相反，给予这些细胞磷酸酶抑制剂则使分泌减低。已经观察到，Ca²⁺和GTP_γS可刺激胰腺腺泡细胞的蛋白质分泌，同时其分泌颗粒内的一种45kDa蛋白质的磷酸化也增加。用染料木黄酮（一种酪氨酸激酶抑制剂）处理，则引起蛋白质分泌的减少，也引起45kDa蛋白质磷酸化的抑制。已知45kDa蛋白质磷酸化的作用是引起去磷酸化。这些研究表明，磷酸化和去磷酸化在控制胞吐作用中起着举足重轻的作用。

蛋白质分泌的调节

调节蛋白质分泌的受体类型

唾液腺细胞蛋白质分泌主要是由β肾上腺素能受体控制的，只有大鼠舌下腺例外，后者的蛋白质分泌主要是由胆碱能受体中的毒蕈碱受体调节的。此外，某些小唾液腺和大鼠腮腺蛋白质的分泌亦可由Ca²⁺动员引起。激动大鼠下颌下腺β肾上腺素能受体，可引起大量黏蛋白的分泌，但激动胆碱能或α₁肾上腺素能受体则不会引起分泌。有些体外研究发现，刺激α₁肾上腺素能受体可引起蛋白质分泌，但其量甚微，仅稍大于静止分泌量。与此不同，激动大鼠和小鼠的腮腺胆碱能或α₁肾上腺素能受体则可引起小量的淀粉酶分泌，比激动β受体所引起的分泌要小得多。

有趣的是，同时激动胆碱能或α₁肾上腺素能受体及β肾上腺素能受体所诱发的分泌远远大于它们各自的反应。例如，用最大剂量的胆碱能激动剂卡巴胆碱（10μmol/L）刺激大鼠下颌下腺细胞，黏蛋白的分泌量仅为0. 6%；α₁肾上腺素能激动剂苯肾上腺素（5μmol/L）刺激则不引起任何蛋白分泌（0%）。相反，用β肾上腺素能激动剂异丙肾上腺素（10μmol/L）刺激引起的黏蛋白分泌量为15. 2%。用卡巴胆碱（10μmol/L）和异丙肾上腺素（10μmol/L）同时激动胆碱能和β肾上腺素能受体引起的黏蛋白分泌为24. 3%，明显大于二者单独刺激分泌量的总和（0. 6%+15. 2%）。同理，用去甲肾上腺素（10μmol/L）同时刺激α₁肾上腺素能和β肾上腺素能受体引起的分泌量为37. 6%，明显大于二者单独刺激分泌量的总和（0%+15. 2%）。这种作用显然是由于cAMP和Ca²⁺信号系统的协同作用。用A23187处理细胞，引起细胞内游离Ca²⁺浓度增加，并不引起蛋白质分泌（0%）。用可通过细胞膜的cAMP异构体处理细胞则引起蛋白质分泌（8%）。同时给予A23187和细胞膜通透性cAMP异构体，可激发大得多的分泌反应（21. 7%）。这种信号系统之间的协同作用机制仍不完全清楚。

细胞内信号系统

一、cAMP-PKA系统

激活β肾上腺素能受体可导致胞吐作用，这是由cAMP引起的，但其具体机制仍不十分了解。cAMP可激活PKA系统。已经观察到，激动大鼠腮腺和下颌下腺细胞的β受体时，胞吐作用与PKA的激活时间是一致的，但cAMP升高和PKA活化的时间却不完全一致。激动β受体后，细胞内cAMP水平立即明显增高，大约5分钟后开始逐渐减低，而PKA却保持在活化状态。因此，与cAMP比较，PKA活力增高更能反映胞吐作用的状态。

唾液腺PKA有两种类型，即Ⅰ型和Ⅱ型。二者均可为cAMP结合于其调节亚单位而活化。PKA是一种异源四聚体复合物，由两个催化亚单位（α亚单位）和两个调节亚单位（β和γ亚单位）构成。现在所有这些亚单位基因的碱基序列已经清楚。体外结合研究表明，α亚单位和γ亚单位均可与β亚单位直接结合，但α亚单位不与γ亚单位结合，这说明β亚单位是形成三聚体的动力。值得注意的是，许多细胞三种亚单位的表达是全或无反应，即三种亚单位一起表达，很难观察到只表达其中的一种或两种亚单位的情形。迄今为止，已知α亚单位至少有两种亚型，称为α₁和α₂亚单位。β亚单位也有两个亚型，称为β₁和β₂亚单位。而γ亚单位可能有三种，称为γ₁、γ₂和γ₃亚单位。亚单位形式虽多，但它们可以随意结合，而PKA活力并无重大改变。PKA的活化过程很特别，它先由两个催化亚单位和两个调节亚单位构成四聚体，当cAMP结合时，使一个催化亚单位活化而与全酶分离。活化的亚单位可使蛋白质磷酸化。

研究证明，腮腺和下颌下腺中PKA的分布极为类似。这两种细胞的胞质中均含有一种Ⅰ型和Ⅱ型PKA，质膜上也含有一种Ⅰ型PKA。激动β肾上腺素能受体可激活胞质和膜上的Ⅰ型酶，但Ⅱ型酶的激活程度较小。但是由于Ⅱ型酶在胞质中的含量很高，其比活性的稍微增高将可使总活性大大增加。

PKA在唾液腺蛋白质分泌中起主要调控作用，其调节机制可能是蛋白质的磷酸化和去磷酸化。但是，具体机制仍然不清楚。例如，哪种蛋白质参与调节过程并被磷酸化尚不确定。已知激动大鼠腮腺和下颌下腺细胞β受体可引起数种蛋白质磷酸化，其中三种可能有重要作用，其分子量分别为34～36kDa、24～26kDa和22kDa。其中36kDa蛋白质已被鉴定为核糖体蛋白S6。从大鼠腮腺分离出的22kDa蛋白已被纯化鉴定。对其细胞内分布研究证明，这种蛋白存在于内质网内。进而发现，它的磷酸化和去磷酸化过程甚为缓慢。考虑到这些因素，22kDa蛋白不太可能在蛋白质的分泌中起重要作用。

从大鼠腮腺和下颌下腺分离出的26kDa蛋白是一种细胞内膜蛋白，磷酸化位点的氨基酸为丝氨酸，体外研究证明它是PKA的良好基质。26kDa蛋白磷酸化速率与唾液腺胞吐过程相吻合，而且其磷酸化程度也与β受体激动所引起的蛋白质分泌的剂量-反应关系一致。此外，腮腺和下颌下腺的26kDa蛋白质在结构上极为类似。这些性质均提示26kDa蛋白质可能是一种调节唾液腺细胞蛋白质分泌的重要因子。然而，如前所述，由于唾液腺胞吐作用的基本过程尚不明了，阐明其调节机制仍需要大量的研究工作。

二、Ca系统

²⁺虽然唾液腺细胞内Ca²⁺浓度增高并不引起蛋白质的分泌（大鼠舌下腺例外），但它可以加强该过程。1963年，Douglas和Poisner首次报道Ca²⁺在唾液腺蛋白质分泌过程中有重要作用。此后，这种理论被反复证实。例如，用无Ca²⁺的溶液或含有Ca²⁺络合剂EGTA的溶液培养细胞可使唾液腺细胞淀粉酶分泌明显减低。同样处理可使下颌下腺细胞分泌黏蛋白减少。另一方面，激动α₁肾上腺素能、毒蕈碱或P物质受体均可引起细胞内Ca²⁺浓度增高，结果使蛋白质分泌增加。为了排除受体的影响，应用人工Ca²⁺离子载体A23187使细胞内Ca²⁺浓度增高，亦可使蛋白质分泌作用增强。尽管如此，Ca²⁺在唾液腺胞吐作用机制仍不了解。Ca²⁺可与许多蛋白质结合，从而改变它们的活性，例如钙调蛋白、PKC、磷酸二酯酶等。这些蛋白质可能直接或间接地参与蛋白质分泌过程。Ca²⁺的这些作用使其在蛋白质的分泌过程中的意义更为复杂。

已经证实，钙调蛋白以及钙调蛋白结合蛋白在唾液腺细胞蛋白质分泌中有重要作用，但其确切机制尚不清楚。PKC也可增强蛋白质分泌。用PKC的激活剂佛波酯（phorbol ester）处理唾液腺和下颌下腺细胞，可引起淀粉酶和黏蛋白的分泌。这种分泌不依赖Ca²⁺，但如同时应用Ca²⁺人工载体A23187则可使分泌增强。业已证明，大鼠腮腺分泌颗粒含有PKC。由于钙调蛋白和PKC均可使其他蛋白质磷酸化，它们促进蛋白质分泌的作用可能与磷酸化过程有关。

蛋白质分泌入血

如前所述，唾液腺有内分泌功能，但目前仍不了解唾液腺合成的蛋白是如何分泌入血的。当唾液腺受到分泌刺激时，有一部分淀粉酶进入血液中。用脉冲电流刺激大鼠腮腺的副交感神经引起大量液体分泌，其中淀粉酶含量只有轻度增加，但血清淀粉酶水平却在一小时内增高50%。与之相反，刺激交感神经一小时引起大量淀粉酶分泌到唾液中，但血清淀粉酶却不增高，表明蛋白质的分泌入血与分泌到唾液中的调节大不相同。

正常状态下，大鼠血液中含有小量血管舒缓素。用50Hz的脉冲电流刺激交感神经，每10秒刺激1秒以避免腺体损伤。这种刺激引起的液体分泌只有刺激副交感神经所引起的分泌量的10%，但分泌到唾液中的血管舒缓素却比副交感刺激的量高100倍。然而，两种刺激均使血中的血管舒缓素增加50%。