細(xì)胞的基本功能（生理學(xué)課件）

細(xì)胞膜的受體功能學(xué)習(xí)目標(biāo)：熟悉跨膜信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)含有信息內(nèi)容的一種物質(zhì)或刺激。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。機(jī)體內(nèi)的信號(hào)受體膜受體細(xì)胞內(nèi)受體是指能與信號(hào)分子作特異結(jié)合而發(fā)揮信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的蛋白質(zhì)。胞質(zhì)受體胞核受體功能：識(shí)別、結(jié)合、轉(zhuǎn)發(fā)信息。各種能量形式的外界信號(hào)作用于靶細(xì)胞時(shí)，并不需要進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)直接影響細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程。而是作用于細(xì)胞膜表面，通過(guò)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(hào)形式傳遞到膜內(nèi)，再引發(fā)被作用細(xì)胞相應(yīng)的功能改變，這一過(guò)程稱為跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握易化擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。熟悉單純擴(kuò)散。了解細(xì)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(yùn)方式單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)輸物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式10C一、單純擴(kuò)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(yùn)。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(kuò)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(kuò)散。2.類型經(jīng)載體經(jīng)通道13C一、易化擴(kuò)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(kuò)散。2.類型經(jīng)載體經(jīng)通道（一）載體易化擴(kuò)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(yùn)。（一）載體易化擴(kuò)散載體易化擴(kuò)散KeyPoint1Copyright2011,SunshineCompanySPEECHPOWERFULMANAGEMENT轉(zhuǎn)運(yùn)代謝物質(zhì):葡萄糖、氨基酸載體易化擴(kuò)散特點(diǎn)特異性飽和現(xiàn)象競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)性抑制，用青霉素抗感染治療的同時(shí)使用丙磺舒，可延長(zhǎng)青霉素的作用時(shí)間。(二)通道易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì):各種帶電離子如Na+、K+、Ca2+等。通道易化擴(kuò)散特點(diǎn)1.轉(zhuǎn)運(yùn)速度快2.離子選擇性3.門控特性離子通道在未激活時(shí)是關(guān)閉的，在一定條件下“閘門”被打開(kāi)，才允許離子通過(guò)，這一過(guò)程稱為門控過(guò)程，時(shí)間一般都很短，為數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)毫秒。激活：開(kāi)放，離子轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)械門控通道通道類型其開(kāi)、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(kāi)、關(guān)的通道，稱為化學(xué)門控通道。膜的局部受牽拉變形時(shí)該類通道被激活。24三.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)概念在泵蛋白的參與下，細(xì)胞通過(guò)本身的耗能過(guò)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(yùn)過(guò)程。特點(diǎn)逆濃度和電位梯度轉(zhuǎn)運(yùn)消耗能量。泵3Na+2K+ATP細(xì)胞內(nèi)ADP1.原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)Na+、K+直接利用ATP獲能鈉泵生理意義造成細(xì)胞內(nèi)外離子分布不均是細(xì)胞生物電活動(dòng)的前提。細(xì)胞內(nèi)的Ｎa+轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞外可維持細(xì)胞質(zhì)滲透壓和細(xì)胞容積的相對(duì)穩(wěn)定。鈉泵的活動(dòng)為繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)提供能量。

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

溶質(zhì)與Na+向相反方向的轉(zhuǎn)運(yùn)。例如：Na+-H+交換。泵Na+K+ATPADP轉(zhuǎn)運(yùn)體Na+ＧＧNa+Ｇ細(xì)胞GH+H+同向轉(zhuǎn)運(yùn)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)間接耗能（鈉泵）膜轉(zhuǎn)運(yùn)體（特殊蛋白質(zhì)）膜泡運(yùn)輸四、入胞出胞膜泡運(yùn)輸Diagram入胞吞噬吞飲指大分子和顆粒物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)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(tuán)塊物質(zhì)排出細(xì)胞的過(guò)程。動(dòng)作電位《生理學(xué)》掌握細(xì)胞動(dòng)作電位的產(chǎn)生原理。MORE學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉動(dòng)作電位的特點(diǎn)。（一）動(dòng)作電位概念、波形及組成PART1膜電位（一）動(dòng)作電位概念、波形及組成1概念細(xì)胞受刺激時(shí)在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的快速可擴(kuò)布性的電位變化。鋒電位后電位動(dòng)作電位去極化（-700mV）反極化（0+30mV）負(fù)后電位正后電位上升支下降支復(fù)極化（+30-70mV）（一）動(dòng)作電位概念、波形及組成動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制（二）動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制及特征PART2（二）動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制上升支：去極相（Na+的平衡電位）細(xì)胞受有效刺激→部分Na+通道開(kāi)放→少量Na+內(nèi)流→膜去極化→閾電位→大量Na+通道開(kāi)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(fù)值變化→靜息電位靜息期（復(fù)極后）鈉泵活動(dòng)↑,Na+、K+交換泵出Na+泵入K+胸膜腔內(nèi)壓（二）動(dòng)作電位的特征“全或無(wú)”特性（同一細(xì)胞上的動(dòng)作電位的大小不隨刺激強(qiáng)度改變的現(xiàn)象）不衰減式傳導(dǎo)（同一細(xì)胞上動(dòng)作電位的大小與傳導(dǎo)距離無(wú)關(guān)）脈沖式動(dòng)作電位的意義AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。（三）動(dòng)作電位的產(chǎn)生條件PART31.閾電位（三）動(dòng)作電位的產(chǎn)生條件能誘發(fā)動(dòng)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(dòng)作電位產(chǎn)生的條件2.局部興奮（三）動(dòng)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(jī)制少量Na+內(nèi)流形成2.局部興奮（三）動(dòng)作電位的產(chǎn)生條件局部反應(yīng)的特點(diǎn)不是“全或無(wú)”衰減性擴(kuò)布可發(fā)生時(shí)間性總和、空間性總和。123局部反應(yīng)與動(dòng)作電位的區(qū)別

區(qū)別

局部反應(yīng)

動(dòng)作電位

刺激強(qiáng)度閾下刺激閾或閾上刺激鈉通道開(kāi)放數(shù)少多膜電位變化幅度小大全或無(wú)特點(diǎn)無(wú)有總和現(xiàn)象有無(wú)傳播特點(diǎn)電緊張擴(kuò)布不衰減擴(kuò)布3.組織的興奮性及其周期性變化ab.鋒電位絕對(duì)不應(yīng)期bc.負(fù)后電位的前部分

相對(duì)不應(yīng)期；cd.負(fù)后電位的后部分超常期；de.正后電位低常期動(dòng)作電位與興奮性變化的時(shí)間關(guān)系（四）動(dòng)作電位的傳導(dǎo)PART41.傳導(dǎo)機(jī)制四）動(dòng)作電位的傳導(dǎo)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+--+神經(jīng)纖維局部電流學(xué)說(shuō)：無(wú)髓纖維，依次傳導(dǎo)，速度慢（四）動(dòng)作電位的傳導(dǎo)無(wú)髓鞘神經(jīng)纖維局部電流（四）動(dòng)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(duì)不疲勞性興奮傳導(dǎo)的特征電生理學(xué)名詞（四）動(dòng)作電位的傳導(dǎo)+神經(jīng)纖維+++++++++

RP:-70mV-50mV1極化靜息電位時(shí)，膜兩側(cè)保持的內(nèi)負(fù)外正狀態(tài)2去極化以靜息電位為標(biāo)準(zhǔn)，電位差減小。電生理學(xué)名詞（四）動(dòng)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(guò)程。4超極化膜內(nèi)外電位差向負(fù)值增大的方向變化。

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

原肌球蛋白肌動(dòng)蛋白肌鈣蛋白橫橋具有ATP酶活性，供能與細(xì)肌絲可逆結(jié)合、向Ｍ線擺動(dòng)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(dòng)蛋白。調(diào)節(jié)蛋白：原肌球蛋白和肌鈣蛋白。

粗肌絲：

細(xì)肌絲肌原纖維頭部(橫橋)桿狀部肌球蛋白肌動(dòng)蛋白原肌球蛋白肌鈣蛋白肌原纖維主要由粗肌絲和細(xì)肌絲組成。肌絲滑行的基本過(guò)程終池膜上的鈣通道開(kāi)放，終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合，肌鈣蛋白的構(gòu)型改變?cè)∧鞍孜灰?，暴露?xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)橫橋與細(xì)肌絲結(jié)合，分解ATP釋放能量橫橋擺動(dòng)牽拉細(xì)肌絲向肌節(jié)中央滑行肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮骨骼肌舒張機(jī)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(xì)肌絲與橫橋分離骨骼肌舒張骨骼肌舒張機(jī)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(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)《生理學(xué)》骨骼肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)掌握神經(jīng)-骨骼肌接頭處的興奮傳遞機(jī)制。掌握興奮-收縮耦聯(lián)。MORE學(xué)習(xí)目標(biāo)神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞形態(tài)結(jié)構(gòu)-運(yùn)動(dòng)終板遞質(zhì)囊泡（Ach）③運(yùn)動(dòng)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(guò)程神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞的過(guò)程0203040506接頭前膜去極化，電壓依從性Ca2+通道開(kāi)放量子釋放Ach，Ach與終板膜N2受體結(jié)合終板膜對(duì)陽(yáng)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(yùn)動(dòng)Na+內(nèi)流，終板膜去極化，產(chǎn)生終板電位07終板電位擴(kuò)布至鄰近肌膜，肌膜去極化達(dá)閾電位水平，產(chǎn)生動(dòng)作電位01動(dòng)作電位到達(dá)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元軸突末梢興奮傳遞特征ACh受體阻斷劑（與ACh競(jìng)爭(zhēng)N受體）筒箭毒、α-銀環(huán)蛇毒抑制膽堿酯酶的活性有機(jī)磷農(nóng)藥、新斯的明N受體減少或功能障礙重癥肌無(wú)力Ca2+通道破壞肌無(wú)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(shí)間延擱易受內(nèi)環(huán)境因素影響20歲女大學(xué)生，近來(lái)感覺(jué)全身乏力且易疲勞。甚至梳頭也感到吃力，不時(shí)有眼瞼下垂，上樓梯時(shí)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(yáng)離子通道）抗體數(shù)量增多，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肌力恢復(fù)。問(wèn)題與思考試述神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞的過(guò)程及影響因素根據(jù)臨床檢查分析患者肌無(wú)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(wú)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(dòng)作電位的傳導(dǎo)與局部電流傳導(dǎo)膜上任何一個(gè)部位產(chǎn)生的動(dòng)作電位，都可沿著細(xì)胞膜向周圍傳播，稱為傳導(dǎo)。傳遞動(dòng)作電位在兩個(gè)細(xì)胞之間進(jìn)行傳播神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的動(dòng)作電位，稱為神經(jīng)沖動(dòng)骨骼肌的興奮－收縮偶聯(lián)概念將骨骼肌細(xì)胞的電興奮和機(jī)械收縮聯(lián)系起來(lái)的中介過(guò)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(xì)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(xì)胞膜內(nèi)凹而成。將肌細(xì)胞膜上電的變化沿橫管傳入細(xì)胞內(nèi)。縱管系統(tǒng)(L管)通過(guò)對(duì)鈣的儲(chǔ)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(lái)自兩側(cè)肌小節(jié)的縱管終末池。把肌細(xì)胞膜上電的變化和細(xì)胞內(nèi)的收縮過(guò)程銜接或耦聯(lián)起來(lái)的關(guān)鍵部位。興奮－收縮耦聯(lián)的過(guò)程基本過(guò)程興奮通過(guò)橫管系統(tǒng)傳向肌細(xì)胞深部三聯(lián)體處的信息傳遞肌質(zhì)網(wǎng)對(duì)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(dòng)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(kāi)放Ca2+大量進(jìn)入肌漿肌漿內(nèi)Ca2+濃度迅速升高肌肉收縮激活肌漿網(wǎng)