細(xì)胞的基本功能生理學(xué)

關(guān)于細(xì)胞的基本功能生理學(xué)第1頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三細(xì)胞生理是器官、系統(tǒng)生理學(xué)的基礎(chǔ)細(xì)胞的基本功能——跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞生物電現(xiàn)象肌細(xì)胞的收縮活動(dòng)第2頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)

和跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

第3頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三一、細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)第4頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三二、細(xì)胞膜化學(xué)組成及意義脂質(zhì)雙分子層：屏障作用保持細(xì)胞內(nèi)容物的相對(duì)穩(wěn)定細(xì)胞膜蛋白質(zhì)：膜通道蛋白，載體蛋白，酶細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)、能量、信息交換。細(xì)胞膜糖類：糖蛋白，糖脂作為膜蛋白受體識(shí)別部分

參與免疫反應(yīng)第5頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三三、細(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)第6頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三Na+Cl-H2OH2OABNa+Cl-第7頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（一）單純擴(kuò)散(simplediffusion)

擴(kuò)散：溶質(zhì)分子從高濃度向低濃度的凈移動(dòng)（順化學(xué)梯度）單純擴(kuò)散：脂溶性物質(zhì)從膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。第8頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三1.單純擴(kuò)散的特點(diǎn)順化學(xué)梯度不耗能（分子熱運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)散）第9頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2.單純擴(kuò)散的條件

(1)濃度梯度（電-化學(xué)梯度）(2)膜通透性(3)脂溶性物質(zhì)O2CO2N2(4)

酒精第10頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（二）易化擴(kuò)散（facilitateddiffusion)1.

定義：體內(nèi)不溶或難溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，在細(xì)胞膜上某些特殊蛋白質(zhì)的幫助下，從膜高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。第11頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2.特點(diǎn)(1)順電化學(xué)梯度，不耗能(2)膜蛋白對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)具有選擇性（膜蛋白分子本身有結(jié)構(gòu)特異性）(3)膜通透性可變第12頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三3.類型(1)通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散(2)載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散第13頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散

離子通道(ionchannel)——一類與離子易化擴(kuò)散有關(guān)的膜蛋白質(zhì)分子第14頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三離子通道的特性

(1)選擇性

Na+通道，K+通道，Cl-通道,Ca+2通道(2)門控性化學(xué)門控：膜外側(cè)化學(xué)信號(hào)控制電壓門控：膜兩側(cè)電位差控制(3)開放和關(guān)閉的快速性(4)離子流的快速性第15頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第16頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第17頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散載體（carrier)——

與葡萄糖和某些氨基酸等物質(zhì)易化擴(kuò)散有關(guān)的膜蛋白質(zhì)，不具有離子通道那樣的結(jié)構(gòu)。第18頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三葡萄糖的易化擴(kuò)散第19頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(三)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)

1.定義：細(xì)胞通過本身的某種耗能過程，將物質(zhì)的分子或離子從膜的低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)移動(dòng)的過程2.特征

逆電化學(xué)梯度耗能第20頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三3.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的區(qū)別

轉(zhuǎn)運(yùn)的方向轉(zhuǎn)運(yùn)的能量轉(zhuǎn)運(yùn)的后果第21頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三4.Na+-K+泵第22頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三4.Na+-K+泵

(1)結(jié)構(gòu)：膜蛋白質(zhì)，具有ATP酶活性(2)功能：分解ATP，釋放出能量，利用這一能量，不斷地將Na+從胞內(nèi)泵出胞外，將K+從胞外泵入胞內(nèi)(3)特性：

3個(gè)Na+移出膜外2個(gè)K+移入膜內(nèi)第23頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(5)生理意義：

①建立一種勢(shì)能貯備，供細(xì)胞其他耗能過程利用②產(chǎn)生和維持細(xì)胞內(nèi)高K+

、細(xì)胞外高Na+的狀態(tài)，是細(xì)胞產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ)③是人體最重要的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)形式第24頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（四）繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

（secondaryactivetransport)第25頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（四）繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

（secondaryactivetransport)1.定義：是指某些物質(zhì)逆濃度梯度的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程，所需能量間接來自ATP的分解，也稱聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)。第26頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2.特點(diǎn)：

Na+從胞外被動(dòng)擴(kuò)散至胞內(nèi)釋放的能量用于另一種物質(zhì)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)3.條件：

胞膜上存在轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白第27頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（五）出胞與入胞1.入胞：一些大分子物質(zhì)或團(tuán)塊物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程2.出胞：大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)排出的過程第28頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三

小結(jié)第29頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)

細(xì)胞膜的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

第30頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三一、細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念1.信號(hào):含有信息內(nèi)容的一種物質(zhì)或刺激2.人體內(nèi)的信號(hào):存在于細(xì)胞外液中含有信息內(nèi)容的化學(xué)物質(zhì),或機(jī)械的、電的、電磁波等刺激第31頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三3.信號(hào)的類型

化學(xué)信號(hào)激素,遞質(zhì),細(xì)胞因子機(jī)械信號(hào)聲音電磁信號(hào)光電信號(hào)電流第32頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三4.跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

(transmembranetranduction)外界信號(hào)細(xì)胞膜表面一種或幾種膜蛋白分子構(gòu)象改變新的信號(hào)進(jìn)入胞內(nèi)膜電位或其他功能變化

第33頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三二、細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的方式膜通道蛋白完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體—G蛋白—第二信使跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

第34頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（一）膜通道蛋白完成的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)胞膜上的通道蛋白離子通道打開或關(guān)閉離子跨膜流動(dòng)膜電位變化（去極化、超極化）新的信號(hào)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)

第35頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三1.化學(xué)信號(hào)—化學(xué)門控離子通道

神經(jīng)突觸谷氨酸，門冬氨酸，甘氨酸神經(jīng)肌肉接頭乙酰膽鹼第36頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢AchAch門控通道蛋白（a亞單位）通道開放大量Na+流入胞內(nèi)胞膜去極化產(chǎn)生終板電位完成化學(xué)信號(hào)向生物電信號(hào)的轉(zhuǎn)換

第37頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(1)特點(diǎn)：

化學(xué)門控通道具有受體功能，可稱為通道型受體，它們被激活時(shí)能引起跨膜離子流動(dòng)，也稱為促離子型受體(2)分布：神經(jīng)肌接頭信息傳遞神經(jīng)細(xì)胞之間的突觸傳遞第38頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2.電信號(hào)—電壓門控離子通道

刺激細(xì)胞膜電位的變化電壓門控離子通道開放或關(guān)閉離子內(nèi)流或外流新信號(hào)形成

第39頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第40頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(1)Na+通道電信號(hào)膜內(nèi)負(fù)電荷消失Na+通道突然開放胞外Na+涌入胞內(nèi)膜電位變化第41頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(2)K+通道膜內(nèi)形成正電荷

K+通道開放胞內(nèi)K+流出胞外

膜電位變化第42頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三3.機(jī)械信號(hào)-機(jī)械門控離子通道前庭和耳蝸的毛細(xì)胞的靜纖毛上機(jī)械信號(hào)（聲）靜纖毛偏曲機(jī)械門控離子通道開放離子內(nèi)流膜電位變化第43頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（二）作用于膜受體蛋白、G蛋白和效應(yīng)器酶系統(tǒng)

光刺激（視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞）多數(shù)的肽類激素多數(shù)的神經(jīng)遞質(zhì)（神經(jīng)突觸后膜）第44頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三受體—G蛋白—第二信使跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第45頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三1.G蛋白耦聯(lián)受體（促代謝型受體）第46頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2.膜內(nèi)側(cè)G-蛋白被激活第47頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三3.膜內(nèi)側(cè)的腺苷酸環(huán)化酶被激活胞漿中第二信使增多第48頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第二信使定義

外來刺激通過膜受體蛋白、G蛋白和效應(yīng)器酶系統(tǒng)使胞漿內(nèi)一種含有第一信使信息內(nèi)容的一種化學(xué)物質(zhì)增多或減少種類

環(huán)磷酸腺苷(cAMP)、環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)三磷酸肌醇（IP3）二酰甘油(DG)第49頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（三）酪氨酸激酶受體完成的

跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)生長(zhǎng)因子，胰島素為信號(hào)第50頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三信號(hào)

接合膜酪氨酸激酶外側(cè)端

激活內(nèi)側(cè)酪氨酸蛋白激酶活性

受體本身酪氨酸殘基磷酸化和胞內(nèi)其它蛋白殘基磷酸化

細(xì)胞功能的變化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程第51頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)細(xì)胞的跨膜電變化第52頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三1.興奮性(Excitability)—

活組織或細(xì)胞對(duì)外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力2.興奮(Excitation)—

組織或細(xì)胞對(duì)外界刺激發(fā)生反應(yīng)3.可興奮細(xì)胞—

神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞、腺細(xì)胞第53頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第54頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三一、單一細(xì)胞的跨膜靜息電位（一）靜息電位(restingpotential)—在靜息狀態(tài)下，存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差（膜內(nèi)為負(fù)，膜外為正）。

第55頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三1.

神經(jīng)纖維細(xì)胞-70mV2.肌細(xì)胞-70mV~-90mV3.紅細(xì)胞-20mV第56頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（二）靜息電位形成的機(jī)制

1.靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外Na+、K+分布不均衡

細(xì)胞膜外細(xì)胞膜內(nèi)Na+142mEq/l14mEq/l10:1K+4mEq/l140mEq/l1:35Na+有從膜外向膜內(nèi)擴(kuò)散的趨勢(shì)

K+有從膜內(nèi)向膜外擴(kuò)散的趨勢(shì)第57頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2、靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)K+的選擇性通透

K

+的通透性大

Na+的通透性極小

第58頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三K+++--第59頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三3.達(dá)到K+

的平衡電位

（Nernst公式）Ek=RT/ZF

ln[K+]o/[K+]i

第60頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(三)靜息電位的變化極化安靜時(shí),膜兩側(cè)電位外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)超極化膜兩側(cè)電位差加大,膜內(nèi)負(fù)值增大去極化膜兩側(cè)電位差減小,膜內(nèi)負(fù)值變小復(fù)極化去極化后，膜內(nèi)電位向逐漸變大，恢復(fù)到靜息電位狀態(tài)反極化膜兩側(cè)電位發(fā)生倒轉(zhuǎn),膜外為負(fù),膜內(nèi)為正第61頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三二、單一細(xì)胞的動(dòng)作電位（一）動(dòng)作電位（activepotential)

膜受一定強(qiáng)度的刺激后,在原有靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生的一次膜兩側(cè)電位的快速倒轉(zhuǎn)和復(fù)原，即膜快速去極化

后又復(fù)極化。第62頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第63頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（二）動(dòng)作電位組成

上升支下降支去極化后電位(負(fù)后電位)超極化后電位(正后電位)鋒電位后電位第64頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第65頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（三）動(dòng)作電位形成機(jī)制

1.鋒電位和Na+平衡電位膜去極化達(dá)到一定數(shù)值膜對(duì)Na+通透性突然增大Na+內(nèi)流至平衡為止鋒電位=Na+平衡電位第66頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2.Na+通道的失活和膜電位的復(fù)極(1)

Na+通道失活:在去極化開始后的幾個(gè)毫秒內(nèi)開放（激活）,隨后就失活。(2)

K+通道的開放:膜去極化時(shí)被激活,在Na+通道失活時(shí)開放，K+外流，膜電位復(fù)極(3)

Na+通道的失活和膜電位的復(fù)極構(gòu)成鋒電位的下降支第67頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三3.Na+通道特性(1)Na+通道的開放是電壓門控性的靜息電位關(guān)閉膜超極化關(guān)閉膜去極化開放(膜去極化達(dá)閾電位大量開放)(2)Na+通道的開放(激活)與關(guān)閉(失活)快速性(3)Na+通道的三種狀態(tài)：備用、激活、失活第68頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三動(dòng)作電位產(chǎn)生機(jī)制上升支：Na+內(nèi)流（Na+的平衡電位）下降支：K+外流負(fù)后電位:K+外流暫時(shí)性減弱正后電位：Na+-K+泵的活動(dòng)第69頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（四）動(dòng)作電位的特點(diǎn)

1、不衰減性傳導(dǎo)2、“全或無”現(xiàn)象3、存在不應(yīng)期（絕對(duì)不應(yīng)期和相對(duì)不應(yīng)期）第70頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三二、動(dòng)作電位的引起和傳導(dǎo)（一）閾電位和鋒電位的引起閾電位（thresholdmembranepotential)

膜去極化到達(dá)爆發(fā)動(dòng)作電位的臨界膜電位。閾電位的特性：引起膜上電壓門控性Na+通道大量開放。引起鋒電位的條件：膜去極化達(dá)到閾電位。第71頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三膜上電壓門控Na+通道快速大量開放的原因Na+

再生性循環(huán)(正反饋)

閾強(qiáng)度刺激

膜去極化達(dá)閾電位

一定數(shù)量Na+通道開放

Na+內(nèi)流

膜進(jìn)一步去極化

大量的Na+通道開放（Na+通道的激活）+第72頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三閾強(qiáng)度（thresholdintensity)—

能使膜去極化達(dá)到閾電位的外加刺激的強(qiáng)度閾刺激：具有閾強(qiáng)度的刺激閾下刺激：比閾強(qiáng)度弱的刺激第73頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（二）局部興奮及其特性

1.局部興奮（局部反應(yīng)）：

閾下刺激引起膜上Na+通道少量開放，在受刺激膜的局部出現(xiàn)較小的去極化。第74頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第75頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2.局部興奮的特性

(1)電緊張性擴(kuò)布(2)無“全或無”現(xiàn)象(3)

可疊加第76頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三3.動(dòng)作電位在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)

無髓神經(jīng)有髓神經(jīng)第77頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第78頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第79頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)

肌細(xì)胞的收縮功能第80頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三

1.神經(jīng)沖動(dòng)如何引起肌細(xì)胞的興奮？2.肌細(xì)胞的興奮如何引起肌肉收縮？第81頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三一、神經(jīng)-肌肉接頭處的興奮傳遞

（一）神經(jīng)-肌肉接頭的基本結(jié)構(gòu)

神經(jīng)未梢囊泡接頭間隙細(xì)胞外液終板N-型Ach受體(Ach門控性通道)第82頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第83頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(二）神經(jīng)未梢乙酰膽堿的釋放

動(dòng)作電位

神經(jīng)未梢質(zhì)膜去極化電壓門控Ca2+通道開放Ca2+內(nèi)流

囊泡遷移囊泡膜與軸突膜融合囊泡破裂Ach傾囊釋放(量子式釋放)

Ach進(jìn)入接頭間隙第84頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(三)終板電位和動(dòng)作電位的形成

Ach分子與終板膜Ach門控性通道結(jié)合

終板膜離子通道開放Na+內(nèi)流為主，少量K+外流第85頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三終板膜去極化，產(chǎn)生終板電位終板電位以電緊張性擴(kuò)布肌細(xì)胞膜去極化達(dá)到閾電位肌細(xì)胞膜產(chǎn)生動(dòng)作電位第86頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三(四）乙酰膽堿的滅活

膽堿酯酶(五)神經(jīng)肌接頭處興奮傳遞的特點(diǎn)

化學(xué)傳遞保持1對(duì)1的關(guān)系易受藥物影響

第87頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三二、骨胳肌的收縮機(jī)制

（一）骨骼肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)

1、肌原纖維和肌小節(jié)

2、肌管系統(tǒng)

橫管系統(tǒng)（T管）

縱管系統(tǒng)（L管）終末池

三聯(lián)管結(jié)構(gòu)：橫管+兩側(cè)終末池

第88頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三第89頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（二）骨骼肌細(xì)胞的興奮-收縮耦聯(lián)興奮-收縮耦聯(lián)（excitation-contractioncoupling)）——1.定義

以膜電變化為特征的興奮過程和以肌肉收縮過程通過某種中介性過程把兩者聯(lián)系起來，這一過程稱為興奮-收縮耦聯(lián)第90頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三2.興奮-收縮耦聯(lián)過程橫管系統(tǒng)將動(dòng)作電位傳至肌細(xì)胞的深部終末池（肌漿網(wǎng)）中的Ca2+

釋放入胞漿胞漿[Ca2+]iCa2+和肌鈣蛋白結(jié)合，觸發(fā)肌絲滑行,肌肉收縮第91頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三肌漿網(wǎng)膜上Ca2+

泵,將Ca2+重新攝回胞漿[Ca2+]I，Ca2+和肌鈣蛋白解離，肌肉舒張第92頁，講稿共104頁，2023年5月2日，星期三（三）肌肉收縮的分子機(jī)制

1.滑行學(xué)說：

肌肉收縮時(shí)，在每一肌小節(jié)內(nèi)發(fā)生了細(xì)肌絲向粗肌絲之間滑行，相鄰的Z線互相靠近，肌小節(jié)長(zhǎng)度變短第93頁，講稿共104頁，2023年5月2日