生理學(xué)第02章細(xì)胞基本功能2017版護(hù)理本科人衛(wèi)第3版

1、生理學(xué)第02章細(xì)胞基本功能2017版護(hù)理本科人衛(wèi)第3版細(xì)胞的基本功能細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能（自學(xué)）：細(xì)胞膜受體；配體生物電活動(dòng)（神經(jīng)細(xì)胞）靜息電位動(dòng)作電位肌細(xì)胞的收縮（骨骼肌）2第一節(jié) 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能3病例遺傳性球形紅細(xì)胞增多癥患者女性，22歲。臨床表現(xiàn)為貧血、黃疸，有十多年的貧血病史。該患者有明顯的脾大。實(shí)驗(yàn)室檢查表明該患者的紅細(xì)胞大部分是小的球形紅細(xì)胞，而且這種紅細(xì)胞的滲透脆性較高。將患者的紅細(xì)胞體外孵育時(shí)， 溶血較正常人嚴(yán)重。 如果加入糖和ATP可明顯抑制溶血的發(fā)生。 查該患者紅細(xì)胞內(nèi)鈉和鉀濃度正常， 但細(xì)胞膜對(duì)鈉和鉀的通透性是正常的3倍，并且細(xì)胞膜上的鈉-鉀泵水平也是正常

2、的3倍。4案例問(wèn)題紅細(xì)胞為什么會(huì)破裂（溶血）？水的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)鈉和鉀是如何通過(guò)細(xì)胞膜的？離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)為什么加入糖和ATP能夠抑制溶血？鈉-鉀泵的生理作用、意義5學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉單純擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)、動(dòng)力掌握易化擴(kuò)散的概念、方式、轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)、動(dòng)力；熟悉載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散和通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散的特點(diǎn)掌握主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的概念、方式、轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)、動(dòng)力掌握鈉-鉀泵作用、生理意義了解出胞和入胞6化學(xué)組成：脂質(zhì)；蛋白質(zhì)；糖液態(tài)鑲嵌模型一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)概述7二 、細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力（決定轉(zhuǎn)運(yùn)方向）勢(shì)能（電-化學(xué)驅(qū)動(dòng)力）：濃度勢(shì)能；電荷勢(shì)能化學(xué)能：ATP跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式細(xì)胞膜的通透性決定物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜的難易程

3、度8二 、細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能脂溶性物質(zhì)；氣體；水單純擴(kuò)散（simple diffusion）動(dòng)力：勢(shì)能非脂溶性的小分子物質(zhì)或帶電離子細(xì)胞膜蛋白質(zhì)輔助易化擴(kuò)散（facilitated diffusion）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（active transport）大分子和顆粒物質(zhì)膜泡運(yùn)輸：出胞/入胞（吞噬；吞飲）9易化擴(kuò)散（facilitated diffussion）一些不溶于脂質(zhì)或在脂質(zhì)中溶解度很小的物質(zhì)，在細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中特殊蛋白質(zhì)的協(xié)助下，從膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散的過(guò)程動(dòng)力：勢(shì)能膜蛋白載體（carrier）介導(dǎo)的易化擴(kuò)散通道（channel）介導(dǎo)的易化擴(kuò)散10載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)：水溶性小分

4、子物質(zhì)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特異性飽和現(xiàn)象競(jìng)爭(zhēng)性抑制11通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì): 離子基本特征離子選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)速度快門(mén)控性電壓門(mén)控通道化學(xué)門(mén)控通道機(jī)械門(mén)控通道12細(xì)胞通過(guò)本身的某種耗能過(guò)程，將某種物質(zhì)的分子或離子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過(guò)程動(dòng)力：化學(xué)能（ATP）膜蛋白直接利用（原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)）：ATP酶（泵）間接利用（繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)）：載體主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)13同向轉(zhuǎn)運(yùn)體反向轉(zhuǎn)運(yùn)體繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)舉例14鈉-鉀泵（鈉-鉀依賴(lài)式ATP酶）每分解一分子ATP，將3個(gè)Na+移出胞外，將2個(gè)K+移入胞內(nèi)維持鈉和鉀的跨膜梯度細(xì)胞內(nèi)高鉀維持代謝反應(yīng)維持細(xì)胞內(nèi)滲透壓和細(xì)胞容積細(xì)胞發(fā)生電活動(dòng)的基礎(chǔ)生電效應(yīng)細(xì)胞外高鈉提供勢(shì)能儲(chǔ)

5、備抑制劑: 哇巴因15案例問(wèn)題紅細(xì)胞為什么會(huì)破裂（溶血）？水的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)鈉和鉀是如何通過(guò)細(xì)胞膜的？離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)為什么加入糖和ATP能夠抑制溶血？鈉-鉀泵的生理作用、意義16小結(jié)知識(shí)點(diǎn)1：物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)記憶：易化擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的概念；通道、載體的特點(diǎn)理解：物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的影響因素（動(dòng)力、通透性）應(yīng)用：各轉(zhuǎn)運(yùn)方式轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)知識(shí)點(diǎn)2：鈉-鉀泵記憶：鈉鉀泵的生理作用理解：鈉鉀泵的生理意義應(yīng)用：鈉鉀泵異常對(duì)機(jī)體的影響17第三節(jié) 細(xì)胞的生物電現(xiàn)象我不欲人之加諸我也，吾亦欲無(wú)加諸人。論語(yǔ)公冶長(zhǎng)18病例原發(fā)性高血鉀周期性麻痹患者男性，10歲?；加屑∪饴楸园Y，肌肉周期性攣縮并伴有疼痛，隨后反應(yīng)遲緩，肌肉發(fā)生癱瘓。

6、體格檢查：血鉀 6.8 mmol/L（正常4.5 mmol/L），細(xì)胞內(nèi)鉀離子明顯降低，癥狀發(fā)生時(shí)，骨骼肌細(xì)胞膜靜息電位幅度降低。同時(shí)使用胰島素和沙丁胺醇（2受體激動(dòng)劑），癥狀得到明顯緩解。19案例問(wèn)題患者為什么會(huì)癱瘓？興奮和興奮性患者靜息電位為什么會(huì)降低？靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制細(xì)胞內(nèi)外鉀離子濃度異常與癱瘓有什么關(guān)系？生物電現(xiàn)象：靜息電位和動(dòng)作電位動(dòng)作電位的產(chǎn)生條件為什么肌肉先出現(xiàn)攣縮再出現(xiàn)癱瘓？動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制20一、靜息電位（resting potential）與其產(chǎn)生機(jī)制細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)，膜兩側(cè)存在的外正內(nèi)負(fù)的電位差以神經(jīng)細(xì)胞為例：-70 mV21靜息電位極化（polarization）

7、超極化（hyperpolarization）去極化（depolarization）超射（overshoot）復(fù)極化（repolarization）22靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)/流動(dòng)電-化學(xué)驅(qū)動(dòng)力（electrochemical driving force）濃度差鈉-鉀泵細(xì)胞膜的選擇通透性離子通道23平衡電位驅(qū)動(dòng)力：濃度差；電荷差平衡電位：電驅(qū)動(dòng)力 = -化學(xué)驅(qū)動(dòng)力Nernst公式Ex = ln = 60 log （mV）EK = -102 mVENa = +56 mVECl = -76 mVEca = +123 mVRTZFXoXiXoXi24影響靜息電位的因素K+平衡電位細(xì)胞內(nèi)外K+

8、濃度差K+外流細(xì)胞膜對(duì)Na+的通透性Na+內(nèi)流去極化鈉泵活動(dòng)水平超極化25二、動(dòng)作電位與其產(chǎn)生機(jī)制細(xì)胞的動(dòng)作電位（action potential）細(xì)胞受刺激時(shí)在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的可擴(kuò)布的電位變化峰電位（spike potential）去極相復(fù)極相后電位（after-potential）負(fù)后電位正后電位26動(dòng)作電位產(chǎn)生機(jī)制動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制：離子的跨膜流動(dòng)電-化學(xué)驅(qū)動(dòng)力與其變化細(xì)胞膜通透性的變化27動(dòng)作電位產(chǎn)生機(jī)制28動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制離子跨膜流動(dòng)電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力離子通道去極相Na+內(nèi)流（ Na+平衡電位）鈉通道河豚毒復(fù)極相K+外流鉀通道四乙胺29動(dòng)作電位的產(chǎn)生條件與閾電位閾電位（thresho

9、ld potential）能觸發(fā)動(dòng)作電位（鈉通道大量開(kāi)放）的膜電位臨界值能觸發(fā)膜去極化與鈉通道開(kāi)放形成正反饋的膜電位水平30動(dòng)作電位的特點(diǎn)“全或無(wú)”現(xiàn)象要么不產(chǎn)生，要產(chǎn)生就是最大幅度不衰減性傳導(dǎo)幅度不會(huì)因?yàn)閭鲗?dǎo)距離的增加而減小脈沖式動(dòng)作電位之間總有一定的間隔（絕對(duì)不應(yīng)期）31動(dòng)作電位的傳導(dǎo)細(xì)胞膜依次產(chǎn)生動(dòng)作電位機(jī)制：局部電流32跳躍式傳導(dǎo)（saltatory conduction）有髓神經(jīng)纖維只能在郎飛結(jié)處產(chǎn)生動(dòng)作電位33興奮性刺激與反應(yīng)刺激的條件強(qiáng)度閾強(qiáng)度（threshhold）：當(dāng)一個(gè)刺激的其它參數(shù)不變時(shí)，剛好引起組織產(chǎn)生反應(yīng)的刺激強(qiáng)度閾刺激；閾上刺激；閾下刺激持續(xù)時(shí)間強(qiáng)度-時(shí)間變化率反應(yīng)

10、興奮；抑制34興奮性興奮性（excitability）對(duì)刺激產(chǎn)生興奮的能力或特性可興奮組織（共同反應(yīng)：動(dòng)作電位）神經(jīng)組織神經(jīng)沖動(dòng)肌組織收縮腺組織分泌衡量指標(biāo)：閾強(qiáng)度（與興奮性成負(fù)相關(guān)）35興奮性的周期性變化絕對(duì)不應(yīng)期相對(duì)不應(yīng)期超常期低常期36三、局部電位與其特性閾下刺激使少量鈉通道開(kāi)放特點(diǎn)隨刺激強(qiáng)度增大而增大衰減性傳導(dǎo)總和反應(yīng)空間總和時(shí)間總和37案例問(wèn)題患者為什么會(huì)癱瘓？興奮和興奮性患者靜息電位為什么會(huì)降低？靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制細(xì)胞內(nèi)外鉀離子濃度異常與癱瘓有什么關(guān)系？生物電現(xiàn)象：靜息電位和動(dòng)作電位動(dòng)作電位的產(chǎn)生條件為什么肌肉先出現(xiàn)攣縮再出現(xiàn)癱瘓？動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制38小結(jié)知識(shí)點(diǎn)3：靜息電位記憶：

11、靜息電位的概念、產(chǎn)生機(jī)制；與膜電位變化有關(guān)的名詞理解：離子跨膜流動(dòng)的影響因素應(yīng)用：血鉀異常對(duì)靜息電位的影響知識(shí)點(diǎn)4：動(dòng)作電位記憶：動(dòng)作電位的概念、組成、特點(diǎn)、產(chǎn)生機(jī)制、傳播機(jī)制；鈉通道的特點(diǎn)；閾強(qiáng)度、閾刺激、閾電位理解：動(dòng)作電位幅度的影響因素；鈉通道再生性循環(huán)；跳躍式傳導(dǎo)的意義應(yīng)用：鈉通道阻斷劑的臨床應(yīng)用39小結(jié)知識(shí)點(diǎn)5：興奮性與其變化記憶：興奮性的概念、衡量指標(biāo)；可興奮組織；神經(jīng)細(xì)胞興奮性的周期性變化理解：細(xì)胞膜電位和鈉通道對(duì)興奮性的影響應(yīng)用：電解質(zhì)異常對(duì)細(xì)胞興奮性的影響知識(shí)點(diǎn)6：局部電位記憶：局部電位的概念、特點(diǎn)理解：局部電位與動(dòng)作電位的區(qū)別以與關(guān)系應(yīng)用：人體中的局部電位40第四節(jié) 肌細(xì)胞

12、的收縮知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者。論語(yǔ)雍也41病例重癥肌無(wú)力患者女性，30歲，近三個(gè)月來(lái)感覺(jué)渾身乏力和易疲勞。近一周，上述癥狀明顯加重，梳頭困難并伴有眼瞼下垂，上樓梯時(shí)幾次摔倒在地，休息后可緩解。體格檢查：血清中膽堿能受體抗體增多，重復(fù)刺激運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元時(shí)骨骼肌的反應(yīng)下降。使用新斯的明治療后癥狀減輕。42案例問(wèn)題患者為什么會(huì)出現(xiàn)肌無(wú)力的表現(xiàn)？神經(jīng)-肌接頭的興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)骨骼肌收縮機(jī)制患者的癥狀為什么休息后緩解，而反復(fù)刺激運(yùn)動(dòng)神經(jīng)骨骼肌的反應(yīng)性下降？膽堿能受體抗體與患者癥狀有什么關(guān)系？如何進(jìn)行治療？新斯的明為什么有效？神經(jīng)-肌接頭的興奮傳遞43學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握神經(jīng)-肌接頭興奮傳遞的過(guò)程熟

13、悉興奮-收縮耦聯(lián)的過(guò)程、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、關(guān)鍵離子熟悉骨骼肌收縮的機(jī)制、肌絲的分子組成與其作用了解肌肉收縮的形式、影響因素44骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處的結(jié)構(gòu)45骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處的結(jié)構(gòu)接頭前膜突觸小泡（乙酰膽堿）接頭間隙接頭后膜（終板膜）N2型乙酰膽堿受體乙酰膽堿酯酶46骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞過(guò)程電-化學(xué)-電神經(jīng)末梢動(dòng)作電位（電）乙酰膽堿釋放（化學(xué)）鈣通道開(kāi)放（去極化）細(xì)胞內(nèi)Ca2+突觸囊泡釋放乙酰膽堿：出泡（量子式釋放）乙酰膽堿（化學(xué)）骨骼肌細(xì)胞動(dòng)作電位（電）乙酰膽堿受體開(kāi)放Na+內(nèi)流終板膜去極化終板電位（局部電位）骨骼肌細(xì)胞動(dòng)作電位微終板電位：?jiǎn)蝹€(gè)囊泡釋放的乙酰

14、膽堿引起的終板膜電位微小的去極化乙酰膽堿酯酶分解乙酰膽堿47骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)肌管系統(tǒng)三聯(lián)管48骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)三聯(lián)管T管肌質(zhì)網(wǎng)L型鈣通道Ca2+釋放通道鈣泵（鈣回收）49橫紋肌細(xì)胞的興奮-收縮耦聯(lián)50骨骼肌的收縮機(jī)制肌絲滑行理論（myofilament sliding theory）51肌絲的分子組成粗肌絲肌球蛋白（myosin）橫橋（cross-bridge）與細(xì)肌絲結(jié)合向M線方向扭動(dòng)ATP酶活性52肌絲的分子組成細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白（actin）構(gòu)成細(xì)肌絲主干橫橋結(jié)合位點(diǎn)原肌球蛋白（tropomyosin）掩蓋橫橋結(jié)合位點(diǎn)肌鈣蛋白（troponin）T亞單位：與原肌球蛋白相連I亞單位

15、：與肌動(dòng)蛋白相連C亞單位：能夠與Ca2+結(jié)合53肌絲滑行的基本過(guò)程化學(xué)能機(jī)械能橫橋周期（cross bridge cycling）結(jié)合擺動(dòng)解離復(fù)位54骨骼肌的收縮形式等長(zhǎng)收縮和等張收縮單收縮和強(qiáng)直收縮55影響骨骼肌收縮的主要因素前負(fù)荷（preload）初長(zhǎng)度（initial length）最適初長(zhǎng)度（optimal initial length）56影響骨骼肌收縮的主要因素后負(fù)荷（afterload）與產(chǎn)生張力呈正相關(guān)與收縮速度呈負(fù)相關(guān)肌肉收縮能力（contractility）細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度ATP酶活性57案例問(wèn)題患者為什么會(huì)出現(xiàn)肌無(wú)力的表現(xiàn)？神經(jīng)-肌接頭的興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)骨骼肌收縮機(jī)制患者的癥狀為什么休息后緩解，而反復(fù)刺激運(yùn)動(dòng)神經(jīng)骨骼肌的反應(yīng)性下降？膽堿能受體抗體與患者癥狀有什么關(guān)系？如何進(jìn)行治療？新斯的明為什么有效？神經(jīng)-肌接頭