細胞的基本功能（生理學(xué)課件）

細胞膜的受體功能學(xué)習(xí)目標：熟悉跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念。了解離子通道蛋白、G蛋白偶聯(lián)受體、

氨酸激酶受體介導(dǎo)的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

細胞跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號含有信息內(nèi)容的一種物質(zhì)或刺激。存在于細胞外液中含有信息。內(nèi)容的化學(xué)物質(zhì),或機械的、電的、電磁波等刺激。機體內(nèi)的信號受體膜受體細胞內(nèi)受體是指能與信號分子作特異結(jié)合而發(fā)揮信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的蛋白質(zhì)。胞質(zhì)受體胞核受體功能：識別、結(jié)合、轉(zhuǎn)發(fā)信息。各種能量形式的外界信號作用于靶細胞時，并不需要進入細胞內(nèi)直接影響細胞內(nèi)的過程。而是作用于細胞膜表面，通過引起膜結(jié)構(gòu)中的一種或數(shù)種特殊蛋白質(zhì)分子的變構(gòu)作用，將外界環(huán)境變化的信息以新的信號形式傳遞到膜內(nèi)，再引發(fā)被作用細胞相應(yīng)的功能改變，這一過程稱為跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。細胞跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能學(xué)習(xí)目標：掌握易化擴散和主動轉(zhuǎn)運。熟悉單純擴散。了解細胞膜的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，入胞和出胞8一、膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)流體鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其間鑲嵌著不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)。脂類蛋白質(zhì)糖類鑲嵌蛋白脂質(zhì)雙分子層糖鏈9物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運方式單純擴散易化擴散主動轉(zhuǎn)運膜泡運輸物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運方式10C一、單純擴散（simplediffusion）1、概念：脂溶性物質(zhì)由膜高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)的轉(zhuǎn)運。如：O2、CO2、NO、CO、N2等氣體，還有乙醇、類固醇類激素、尿素等。2.決定因素膜兩側(cè)的物質(zhì)濃度差通透性12C一、易化擴散（facilitateddiffusion）1、概念：非脂溶性物質(zhì)在膜蛋白的協(xié)助下，由膜高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)的擴散。2.類型經(jīng)載體經(jīng)通道13C一、易化擴散（facilitateddiffusion）1、概念：非脂溶性物質(zhì)在膜蛋白質(zhì)的協(xié)助下，由膜高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)的擴散。2.類型經(jīng)載體經(jīng)通道（一）載體易化擴散小分子親水性物質(zhì)經(jīng)載體蛋白的介導(dǎo)，順濃度梯度的跨膜轉(zhuǎn)運。（一）載體易化擴散載體易化擴散KeyPoint1Copyright2011,SunshineCompanySPEECHPOWERFULMANAGEMENT轉(zhuǎn)運代謝物質(zhì):葡萄糖、氨基酸載體易化擴散特點特異性飽和現(xiàn)象競爭性抑制SellOut結(jié)合臨床丙磺舒和青霉素，在腎小管處的分泌表現(xiàn)為競爭性抑制，用青霉素抗感染治療的同時使用丙磺舒，可延長青霉素的作用時間。(二)通道易化擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì):各種帶電離子如Na+、K+、Ca2+等。通道易化擴散特點1.轉(zhuǎn)運速度快2.離子選擇性3.門控特性離子通道在未激活時是關(guān)閉的，在一定條件下“閘門”被打開，才允許離子通過，這一過程稱為門控過程，時間一般都很短，為數(shù)個或數(shù)十個毫秒。激活：開放，離子轉(zhuǎn)運失活：關(guān)閉靜息：關(guān)閉通道的功能狀態(tài)電壓門控通道化學(xué)門控通道機械門控通道通道類型其開、關(guān)受膜電位影響和控制的通道稱為電壓門控通道?；瘜W(xué)物質(zhì)影響和控制其開、關(guān)的通道，稱為化學(xué)門控通道。膜的局部受牽拉變形時該類通道被激活。24三.主動轉(zhuǎn)運(activetransport)概念在泵蛋白的參與下，細胞通過本身的耗能過程，將物質(zhì)分子或離子逆濃度梯度或電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運過程。特點逆濃度和電位梯度轉(zhuǎn)運消耗能量。泵3Na+2K+ATP細胞內(nèi)ADP1.原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運鈉—鉀泵（鈉泵）本質(zhì)：Na+-K+-依賴式ATP酶作用:

分解ATP供能

逆濃度差轉(zhuǎn)運Na+、K+直接利用ATP獲能鈉泵生理意義造成細胞內(nèi)外離子分布不均是細胞生物電活動的前提。細胞內(nèi)的Ｎa+轉(zhuǎn)運出細胞外可維持細胞質(zhì)滲透壓和細胞容積的相對穩(wěn)定。鈉泵的活動為繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運提供能量。

2.繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運概念指某些物質(zhì)間接利用分解ATP釋放的能量而實現(xiàn)的主動轉(zhuǎn)運。EmpoweringenterprisemobilityPeople-centricapproachUnifyyourenvironmentEnableyourusersProtectyourdataDevicesAppsData類型同向轉(zhuǎn)運逆向轉(zhuǎn)運溶質(zhì)與Na+向同一方向轉(zhuǎn)運。例如：小腸葡萄糖的吸收。

溶質(zhì)與Na+向相反方向的轉(zhuǎn)運。例如：Na+-H+交換。泵Na+K+ATPADP轉(zhuǎn)運體Na+ＧＧNa+Ｇ細胞GH+H+同向轉(zhuǎn)運逆向轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運特點間接耗能（鈉泵）膜轉(zhuǎn)運體（特殊蛋白質(zhì)）膜泡運輸四、入胞出胞膜泡運輸Diagram入胞吞噬吞飲指大分子和顆粒物質(zhì)進入細胞的過程。概念出胞的形式神經(jīng)遞質(zhì)釋放腺體分泌激素釋放概念大分子或團塊物質(zhì)排出細胞的過程。動作電位《生理學(xué)》掌握細胞動作電位的產(chǎn)生原理。MORE學(xué)習(xí)目標熟悉動作電位的特點。（一）動作電位概念、波形及組成PART1膜電位（一）動作電位概念、波形及組成1概念細胞受刺激時在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的快速可擴布性的電位變化。鋒電位后電位動作電位去極化（-700mV）反極化（0+30mV）負后電位正后電位上升支下降支復(fù)極化（+30-70mV）（一）動作電位概念、波形及組成動作電位產(chǎn)生的機制（二）動作電位產(chǎn)生的機制及特征PART2（二）動作電位產(chǎn)生的機制上升支：去極相（Na+的平衡電位）細胞受有效刺激→部分Na+通道開放→少量Na+內(nèi)流→膜去極化→閾電位→大量Na+通道開放→大量Na+內(nèi)流→去極化、反極化下降支：復(fù)極相:K+外流形成（Na+通道關(guān)閉）Na+通道失活→K+通透性升高→Na+內(nèi)流停止，K+外流→膜內(nèi)電位由正向負值變化→靜息電位靜息期（復(fù)極后）鈉泵活動↑,Na+、K+交換泵出Na+泵入K+胸膜腔內(nèi)壓（二）動作電位的特征“全或無”特性（同一細胞上的動作電位的大小不隨刺激強度改變的現(xiàn)象）不衰減式傳導(dǎo)（同一細胞上動作電位的大小與傳導(dǎo)距離無關(guān)）脈沖式動作電位的意義AP的產(chǎn)生是細胞興奮的標志。（三）動作電位的產(chǎn)生條件PART31.閾電位（三）動作電位的產(chǎn)生條件能誘發(fā)動作電位（鈉通道大量激活）的臨界膜電位值。數(shù)值比靜息電位值小10-20mV意義是動作電位產(chǎn)生的條件2.局部興奮（三）動作電位的產(chǎn)生條件閾下刺激引起局部膜電位的較小去極化。產(chǎn)生機制少量Na+內(nèi)流形成2.局部興奮（三）動作電位的產(chǎn)生條件局部反應(yīng)的特點不是“全或無”衰減性擴布可發(fā)生時間性總和、空間性總和。123局部反應(yīng)與動作電位的區(qū)別

區(qū)別

局部反應(yīng)

動作電位

刺激強度閾下刺激閾或閾上刺激鈉通道開放數(shù)少多膜電位變化幅度小大全或無特點無有總和現(xiàn)象有無傳播特點電緊張擴布不衰減擴布3.組織的興奮性及其周期性變化ab.鋒電位絕對不應(yīng)期bc.負后電位的前部分

相對不應(yīng)期；cd.負后電位的后部分超常期；de.正后電位低常期動作電位與興奮性變化的時間關(guān)系（四）動作電位的傳導(dǎo)PART41.傳導(dǎo)機制四）動作電位的傳導(dǎo)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+--+神經(jīng)纖維局部電流學(xué)說：無髓纖維，依次傳導(dǎo)，速度慢（四）動作電位的傳導(dǎo)無髓鞘神經(jīng)纖維局部電流（四）動作電位的傳導(dǎo)有髓神經(jīng)纖維——跳躍式傳導(dǎo)，速度快1完整性2絕緣性3雙向性4相對不疲勞性興奮傳導(dǎo)的特征電生理學(xué)名詞（四）動作電位的傳導(dǎo)+神經(jīng)纖維+++++++++

RP:-70mV-50mV1極化靜息電位時，膜兩側(cè)保持的內(nèi)負外正狀態(tài)2去極化以靜息電位為標準，電位差減小。電生理學(xué)名詞（四）動作電位的傳導(dǎo)+神經(jīng)纖維+++++++++3復(fù)極化膜去極后，向靜息電位方向恢復(fù)的過程。4超極化膜內(nèi)外電位差向負值增大的方向變化。

RP:-70mV-100mV-50mV動作電位的傳導(dǎo)與局部電流膜上任何一個部位產(chǎn)生的動作電位，都可沿著細胞膜向周圍傳播，稱為傳導(dǎo)。傳導(dǎo)（四）動作電位的傳導(dǎo)動作電位在兩個細胞之間進行傳播傳遞在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的動作電位，稱為神經(jīng)沖動神經(jīng)沖動靜息電位學(xué)習(xí)目標：掌握工作心肌細胞的靜息電位、動作電位及其形成機理。熟悉自律性心肌動作電位及形成機理。概述恩格斯在100多年前就指出：“地球上幾乎沒有一種變化發(fā)生而不同時顯示出電的變化”。人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象（bioelectricity）。靜息電位-10-100mV。如:神經(jīng)細胞-70mV,肌細胞-90mV細胞處于生理靜息狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在的電位差。BackgroundAnalysisSolution靜息電位的數(shù)值特點膜內(nèi)較膜外為負為穩(wěn)定的直流電一、靜息電位與細胞膜內(nèi)外的離子分布和細胞膜的通透性有關(guān)。靜息電位產(chǎn)生機制(二)1.細胞內(nèi)外離子的不均衡分布。2.在不同的情況下細胞膜對不同的離子具有選擇性通透。細胞內(nèi)液離子濃度（mmol/L）細胞外液離子濃度（mmol/L）Na+12.0145.0K+155.04.0Cl－3.8120.0A－155.0哺乳動物骨骼肌細胞內(nèi)、外主要離子的濃度神經(jīng)纖維靜息膜電位值接近K+的平衡電位。靜息電位產(chǎn)生機制濃度差的驅(qū)動，K+外流膜對有機負離子不通透膜外高電位即電場力阻止K+的進一步移動濃度差的擴散力與膜外正電場的排斥力相等時，K+的凈移動為零K+達平衡彌散，此時的跨膜電位即靜息電位膜對K+有通透性膜兩側(cè)存在K+的濃度差骨骼肌的收縮機制《生理學(xué)》骨骼肌的收縮機制掌握骨骼肌結(jié)構(gòu)特點。熟悉骨骼肌收縮機制。MORE學(xué)習(xí)目標肌原纖維和肌小節(jié)肌纖維膜肌細胞核終末池線粒體三聯(lián)管T管肌質(zhì)網(wǎng)細胞液肌原纖維肌細胞肌原纖維和肌小節(jié)肌小節(jié)是肌細胞進行收縮和舒張的基本功能單位。肌小節(jié)肌絲分子結(jié)構(gòu)

細肌絲

原肌球蛋白肌動蛋白肌鈣蛋白橫橋具有ATP酶活性，供能與細肌絲可逆結(jié)合、向Ｍ線擺動粗肌絲肌球蛋白肌絲分子結(jié)構(gòu)收縮蛋白：肌球蛋白和肌動蛋白。調(diào)節(jié)蛋白：原肌球蛋白和肌鈣蛋白。

粗肌絲：

細肌絲肌原纖維頭部(橫橋)桿狀部肌球蛋白肌動蛋白原肌球蛋白肌鈣蛋白肌原纖維主要由粗肌絲和細肌絲組成。肌絲滑行的基本過程終池膜上的鈣通道開放，終池內(nèi)的Ca2+進入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合，肌鈣蛋白的構(gòu)型改變原肌凝蛋白位移，暴露細肌絲上的結(jié)合位點橫橋與細肌絲結(jié)合，分解ATP釋放能量橫橋擺動牽拉細肌絲向肌節(jié)中央滑行肌節(jié)縮短=肌細胞收縮骨骼肌舒張機制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活肌漿網(wǎng)膜[Ca2+]↓Ca2+與肌鈣蛋白解離細肌絲與橫橋分離骨骼肌舒張骨骼肌舒張機制肌絲滑行示意圖A：肌肉舒張B：肌肉收縮肌絲滑行示意圖骨骼肌細胞的微細結(jié)構(gòu)《生理學(xué)》骨骼肌細胞的微細結(jié)構(gòu)掌握神經(jīng)-骨骼肌接頭處的興奮傳遞機制。掌握興奮-收縮耦聯(lián)。MORE學(xué)習(xí)目標神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞形態(tài)結(jié)構(gòu)-運動終板遞質(zhì)囊泡（Ach）③運動終板膜②接頭間隙①接頭前膜神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞的過程神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞的過程0203040506接頭前膜去極化，電壓依從性Ca2+通道開放量子釋放Ach，Ach與終板膜N2受體結(jié)合終板膜對陽離子、尤其是Na+通透性增加Ca2+內(nèi)流，引起囊泡向前膜方向運動Na+內(nèi)流，終板膜去極化，產(chǎn)生終板電位07終板電位擴布至鄰近肌膜，肌膜去極化達閾電位水平，產(chǎn)生動作電位01動作電位到達運動神經(jīng)元軸突末梢興奮傳遞特征ACh受體阻斷劑（與ACh競爭N受體）筒箭毒、α-銀環(huán)蛇毒抑制膽堿酯酶的活性有機磷農(nóng)藥、新斯的明N受體減少或功能障礙重癥肌無力Ca2+通道破壞肌無力綜合癥毒素抑制接頭前膜Ach釋放肉毒桿菌中毒單向傳遞時間延擱易受內(nèi)環(huán)境因素影響20歲女大學(xué)生，近來感覺全身乏力且易疲勞。甚至梳頭也感到吃力，不時有眼瞼下垂，上樓梯時幾次跌倒在地，這些癥狀休息后可緩解。檢查發(fā)現(xiàn)，血中抗膽堿能受體（N2-型ACh受體陽離子通道）抗體數(shù)量增多，重復(fù)刺激運動神經(jīng)元時骨骼肌的反應(yīng)下降，使用新斯的明治療后肌力恢復(fù)。問題與思考試述神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞的過程及影響因素根據(jù)臨床檢查分析患者肌無力的原因。為什么新斯的明能恢復(fù)肌力？臨床結(jié)合診斷：重癥肌無力膽堿酯酶的作用作用：膽堿酯酶存在于接頭間隙和接頭后膜上ACh乙酸+膽堿2ms膽堿酯酶意義：防止終板膜持續(xù)去極化，維持接頭處的正常功能。動作電位的傳導(dǎo)與局部電流傳導(dǎo)膜上任何一個部位產(chǎn)生的動作電位，都可沿著細胞膜向周圍傳播，稱為傳導(dǎo)。傳遞動作電位在兩個細胞之間進行傳播神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的動作電位，稱為神經(jīng)沖動骨骼肌的興奮－收縮偶聯(lián)概念將骨骼肌細胞的電興奮和機械收縮聯(lián)系起來的中介過程。收縮興奮骨骼肌的興奮－收縮偶聯(lián)肌原纖維肌纖維暗帶Z線Z線M線細肌絲粗肌絲明帶明帶興奮收縮耦聯(lián)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)橫管系統(tǒng)(T管)由肌細胞膜內(nèi)凹而成。將肌細胞膜上電的變化沿橫管傳入細胞內(nèi)。縱管系統(tǒng)(L管)通過對鈣的儲備、釋放和再積聚，觸發(fā)和終止肌小節(jié)的收縮。即肌漿網(wǎng)，兩端膨大，稱終末池。三聯(lián)管結(jié)構(gòu)每一橫管和來自兩側(cè)肌小節(jié)的縱管終末池。把肌細胞膜上電的變化和細胞內(nèi)的收縮過程銜接或耦聯(lián)起來的關(guān)鍵部位。興奮－收縮耦聯(lián)的過程基本過程興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞深部三聯(lián)體處的信息傳遞肌質(zhì)網(wǎng)對Ca2+釋放和再聚積關(guān)鍵的耦聯(lián)因子:Ca2+結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):三聯(lián)體骨骼肌的興奮－收縮偶聯(lián)動作電位傳至橫管激活橫管膜上Ｌ型Ca2+通道終池膜Ca2+釋放通道開放Ca2+大量進入肌漿肌漿內(nèi)Ca2+濃度迅速升高肌肉收縮激活肌漿網(wǎng)