第二章1細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運

生理學

生理學考試研究小組Physiology

第二章細胞的基本功能

Functionofcell細胞----人體最基本的功能單位。細胞種類繁多，功能各異，但具有一些共同的功能：細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運。細胞膜的電生理現(xiàn)象。細胞的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)。

第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能本節(jié)重點：細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能單純擴散易化擴散主動（繼發(fā)）轉(zhuǎn)運出胞和入胞本節(jié)難點：主動（繼發(fā)）轉(zhuǎn)運第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能細胞膜（cellmembrane）又稱質(zhì)膜細胞內(nèi)：K+、磷酸鹽離子細胞外：Na+、CL-、Ca+原因：胞膜對各種物質(zhì)的選擇性通透和主動轉(zhuǎn)運形成

一、膜的化學組成與分子結(jié)構(gòu)1.脂質(zhì)雙分子層為基架：膜具有流動性2.鑲嵌蛋白質(zhì)：α-螺旋蛋白或球形蛋白

結(jié)構(gòu)不同、功能不同3.糖類在表面：與脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖脂、糖蛋白、成為抗原二、膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能

跨膜轉(zhuǎn)運transmembranetransport:體內(nèi)各種物質(zhì)經(jīng)過細胞膜進出細胞的過程。轉(zhuǎn)運方式:單純擴散①被動轉(zhuǎn)運passivetransport易化擴散原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運②主動轉(zhuǎn)運activetransport繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運③出胞和入胞作用膜蛋白介導(dǎo)(一)單純擴散

Simplediffusion

脂溶性

物質(zhì)由高→低濃度側(cè)的凈移動。通量(flux):摩爾/cm2.秒擴散濃度差膜通透性(脂溶性,分子量,帶電狀況)單純擴散物質(zhì)：O2、CO2、乙醇、尿素、少量激素、甘油水(還可通過水通道waterchannel

即水孔蛋白aquaprin來跨膜轉(zhuǎn)運)(二)易化擴散

Facilitateddiffusion

非脂溶性物質(zhì)借助細胞膜蛋白質(zhì)(通道、載體)幫助順電化學梯度的跨膜轉(zhuǎn)運。

特點:①由高到低順濃度差擴散(離子擴散還與電位差有關(guān))②轉(zhuǎn)運蛋白與轉(zhuǎn)運物質(zhì)間有選擇性③轉(zhuǎn)運蛋白的功能受環(huán)境因素的影響

1.經(jīng)通道的易化擴散

Facilitateddiffusion

viachannel轉(zhuǎn)運物質(zhì):帶電離子

離子通道：

是一類貫穿脂質(zhì)雙層的、中央帶有親水性孔道的膜蛋白。通道的分類：

化學門控通道

Chemically-gatedchannel

電壓門控通道

Voltage-gatedchannel機械門控通道

Mechanical-gatedchannel電壓門控通道化學門控通道化學化學通道的特征：①離子選擇性②門控性通道轉(zhuǎn)運的功能特點：①轉(zhuǎn)運速率比載體快②無飽和現(xiàn)象，無競爭性抑制③通道有不同的功能狀態(tài)通道蛋白狀態(tài)：靜息、激活、失活2.經(jīng)載體的易化擴散

Facilitateddiffusion

viacarrier轉(zhuǎn)運物質(zhì):小分子物質(zhì),如GS、AA、核苷酸載體：是貫穿脂質(zhì)雙層的整合蛋白經(jīng)載體的易化擴散的特點：①順濃度差轉(zhuǎn)運,速度比通道轉(zhuǎn)運慢;②飽和現(xiàn)象saturation;③結(jié)構(gòu)特異性:如對GS轉(zhuǎn)運,只轉(zhuǎn)運右旋GS,因為載體是D-GScarrier或稱

glucosetransporter;④競爭抑制competitiveinhibition;(三)主動轉(zhuǎn)運

activetransport

細胞膜通過本身某種耗能過程，借助細胞膜某些蛋白質(zhì)的幫助，將非脂溶性物質(zhì)分子或離子逆電化學梯度差進行的轉(zhuǎn)運。根據(jù)轉(zhuǎn)運能量是否直接來源于ATP的不同分為:原發(fā)和繼發(fā)兩種主動轉(zhuǎn)運形式。1.原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運

Primaryactivetransport指細胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量(ATP)將物質(zhì)(通常是帶電離子)逆濃度梯度或電位梯度進行的跨膜轉(zhuǎn)運過程。介導(dǎo)這一過程的膜蛋白稱為離子泵(ionpump),如：鈉-鉀泵

sodium-potassiumpump簡稱鈉泵

sodiumpump,又稱Na+-K+-ATP酶(Na+-K+-ATPase)PrimaryactivetransportNa+-K+依賴式ATP酶（鈉泵）3Na+(由胞內(nèi)向胞外):

2K+

(由胞外向胞內(nèi))

①Na+-K+依賴式ATP酶由一對α和一對β亞單位構(gòu)成的四聯(lián)體,水解ATP及與陽離子結(jié)合部位均在α亞單位(功能亞單位)。當：

細胞內(nèi)[Na+]↑ATP→鈉泵激活→↓細胞外[K+]↑ADP+Pi+E

3Na+(移出胞外):2K+（移入胞內(nèi)）同時逆向轉(zhuǎn)運。

②鈉泵抑制劑:哇巴因ouabain

Primaryactivetransport鈉泵活動的生理意義：

①細胞內(nèi)高K+—胞內(nèi)代謝反應(yīng)所必需；

②膜內(nèi)外K+、Na+濃度差—RP、AP產(chǎn)生前提；

③維持胞質(zhì)滲透壓和細胞容積的相對穩(wěn)定；

④生電性活動—影響RP數(shù)值；

⑤胞外高Na+勢能儲備：

—GS、AA繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運；

—Na+-H+交換,維持胞內(nèi)pH穩(wěn)定；

—Na+-Ca2+交換,維持胞內(nèi)Ca2+濃度穩(wěn)定