細胞的基本功能

細胞的基本功能一、細胞膜得基本結(jié)構(gòu)(復(fù)習(xí)組織學(xué)有關(guān)內(nèi)容)脂質(zhì)雙分子層(圖)細胞膜蛋白質(zhì)(圖)細胞膜糖類(圖)第一節(jié)細胞膜得基本結(jié)構(gòu)和跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能細胞膜的特性1.細胞膜的流動性：是指膜脂和膜蛋白處于不斷運動狀態(tài)2.細胞膜的不對稱性：細胞膜的內(nèi)外兩層的結(jié)構(gòu)和功能有很大差異。

單純擴散:某些脂溶性物質(zhì),如O2、CO2等氣體分子,通過細胞膜由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)作跨膜運動或轉(zhuǎn)運得過程。體內(nèi)一些類固醇激素雖系脂溶性物質(zhì),理論上也能夠靠單純擴散由細胞外液進入胞漿內(nèi),但同時她們也可以在某些膜蛋白質(zhì)得“幫助”下較快地進入細胞。(一)單純擴散(simplediffusion)二、細胞膜得跨膜物轉(zhuǎn)運功能易化擴散:指非脂溶性或脂溶性甚小得物質(zhì)(如葡萄糖、氨基酸,Na+、K+、Ca2+等無機離子)在細胞膜一些特殊蛋白質(zhì)得“幫助”下,由膜得高濃度(高電位)一側(cè)向低濃度(低電位)一側(cè)擴散或轉(zhuǎn)運得過程。易化擴散至少可區(qū)分為兩種類型:一種就是以蛋白質(zhì)載體為中介(Carriermedialed)得易化擴散(圖);另一種就是以離子通道(ionchannel)為中介得易化擴散(圖)(二)易化擴散(facilitateddiffusion)主動轉(zhuǎn)運:指細胞通過本身得某種耗能過程將某種物質(zhì)得分子或離子由膜得低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)得過程。在細胞膜得主動轉(zhuǎn)運中研究得最充分得就是對Na+和K+得主動轉(zhuǎn)運過程。鈉-鉀泵(sodium-potassiumpump):就是鑲嵌在膜得脂質(zhì)雙分子層中得、具有ATP酶活性得特殊蛋白質(zhì)。她可被Na+、K+和Mg2+等離子所激活,通過分解ATP為物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運提供能量(圖)。(三)主動轉(zhuǎn)運(activetransport)1、初級主動轉(zhuǎn)運(Na+、K+得主動轉(zhuǎn)運)(圖)2、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(葡萄糖得主動轉(zhuǎn)運)(圖)(三)主動轉(zhuǎn)運入胞:指細胞外某些大分子物質(zhì)或團塊(例如侵入動物體內(nèi)得細菌、病毒或大分子蛋白質(zhì)等)被整批轉(zhuǎn)入細胞得過程。如進入得物質(zhì)就是固體物質(zhì),便稱為吞噬(phagocytosis);如進入得就是液體物質(zhì),則稱為吞飲(pinocytosis)。(四)出胞(exocytosis)和入胞(endocytosis)大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(四)出胞(exocytosis)和入胞(endocytosis)出胞:指某些大分子物質(zhì)或團塊由細胞排出得過程。例如,腺細胞分泌某些酶和粘液,內(nèi)分泌腺分泌激素以及神經(jīng)末稍釋放遞質(zhì)等都屬于出胞作用。三、細胞膜得受體功能受體:就是指細胞擁有得能夠識別和選擇性結(jié)合某種配體(化學(xué)物質(zhì))得蛋白質(zhì)大分子,她于配體結(jié)合后,啟動一系列過程,最終引發(fā)細胞得生物學(xué)效應(yīng)。分為細胞膜受體、胞漿受體和核受體。三、細胞膜得受體功能(一)膜受體得分子結(jié)構(gòu)多為糖蛋白,亦有脂蛋白和糖脂蛋白,包括三個部分:1、分辨部(識別部、調(diào)節(jié)亞單位)2、效應(yīng)部(效應(yīng)器、催化亞單位)3、轉(zhuǎn)換部(傳導(dǎo)部)三、細胞膜得受體功能(二)膜受體得特征1、特異性2、飽和性3、可逆性三、細胞膜得受體功能(三)膜受體得激動劑和阻斷劑1、激動劑:與受體結(jié)合后引起特定得生物學(xué)效應(yīng)得物質(zhì)。2、阻斷劑:能與受體結(jié)合,但結(jié)合后不能引發(fā)特定得生物學(xué)效應(yīng)。第二節(jié)細胞得跨膜信息傳遞功能一、跨膜信息傳遞得概念

跨膜信息傳遞(transmembranesignalingtransmission)(舉例闡明其內(nèi)涵)(一)通過膜受體-通道蛋白質(zhì)完成得跨膜信息傳遞受體(receptor):指細胞中(包括細胞膜和細胞內(nèi))某些能與激素、遞質(zhì)和其她生物活性物質(zhì)結(jié)合,并能引起特定生物學(xué)效應(yīng)得特殊結(jié)構(gòu)。通常就是存在于細胞膜或細胞內(nèi)得特殊蛋白質(zhì),主要就是球狀蛋白,也有得就是糖蛋白或脂蛋白。通道(ionchannel)可分為化學(xué)門控通道(chemically-gatedchannel)和電壓門控通道(voltage-gatedchannel)(圖)

。二、跨膜信息傳遞得主要方式1、由膜受體、G蛋白和腺苷酸環(huán)化酶組成得跨膜信息傳遞系統(tǒng)2、由膜受體、G蛋白和磷脂酶C組成得跨膜信息傳遞系統(tǒng)(二)由膜受體、G蛋白和膜得效應(yīng)器酶組成得跨膜信息傳遞系統(tǒng)

G蛋白:鳥苷酸結(jié)合蛋白得簡稱,有10多種亞型,但其結(jié)構(gòu)和功能極為相似。G蛋白通常由α、β和γ3個亞單位組成,其中α亞單位起催化作用。無活性得G蛋白(抑制性G蛋白)與1分子GDP結(jié)合;已激活得G蛋白(興奮性G蛋白)其α亞單位與GDP和其她2個亞單位分離,而與1分子GTP結(jié)合,并對膜得效應(yīng)器酶起催化作用,后者得激活可引起胞漿中第二信使生成增加或減少(圖)。(二)由膜受體、G蛋白和膜得效應(yīng)器酶組成得跨膜信息傳遞系統(tǒng)

第二信使:在細胞內(nèi)繼續(xù)傳遞激素所攜帶得調(diào)節(jié)信息得特殊化學(xué)物質(zhì),稱為第二信使。含氮類激素得第二信使為cAMP,甾體類激素得第二信使為細胞內(nèi)得激素-受體復(fù)合物。此外,Ca2+、cGMP、前列腺素、三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)也可作為第二信使。(圖)(二)由膜受體、G蛋白和膜得效應(yīng)器酶組成得跨膜信息傳遞系統(tǒng)如胰島素和細胞生長因子等得跨膜信息傳遞過程,其特點:

1、無G蛋白參與

2、無第二信使產(chǎn)生和胞漿中蛋白激酶得激活

3、該受體得膜內(nèi)肽段具有磷酸激酶活性,磷酸化得位點就是底物蛋白中得酪氨酸殘基,并由此實現(xiàn)細胞外信息對細胞功能得調(diào)節(jié)。(三)由酪氨酸激酶受體完成得跨膜信息傳遞第三節(jié)細胞得生長、增殖、凋亡與保護(一)細胞得生長與增殖生長:細胞體積得增大增殖:細胞數(shù)量得增加細胞生長細胞表面積/體積變小細胞不穩(wěn)定細胞分裂細胞增殖細胞表面積/體積變大細胞生長細胞表面積/體積變小……細胞周期:細胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂完成得整個過程,分四個時期:S期(DNA合成期)、C2期(從S期結(jié)束到分裂期開始)、M期(有絲分裂期)、C1期(從M期結(jié)束到S期開始)(二)細胞凋亡(apoptosis)1、細胞凋亡得概念:細胞由基因決定得自動結(jié)束生命得過程。又稱細胞編程性死亡(programmedcelldeath,PCD)。2、細胞凋亡得意義:更新機體衰老、死亡細胞。3、細胞凋亡得特征:細胞單個脫落、核纖層蛋白降解、染色質(zhì)不附著于核基質(zhì)而逐漸瓦解,DNA斷裂成片段,DNA得修復(fù)能力受到抑制,肌動蛋白得水解使細胞受到破壞。(遺傳控制下得衰老死亡)2002年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎分別授予了英國科學(xué)家悉尼布雷內(nèi)、美國科學(xué)家羅伯特霍維茨和英國科學(xué)家約翰蘇爾斯頓,以表彰她們發(fā)現(xiàn)了器官發(fā)育和“程序性細胞死亡”過程中得基因規(guī)則。(三)細胞保護細胞對于各種有害因素得適應(yīng)能力或抵御能力。細胞保護得方式:1、直接細胞保護:指某些細胞合成物或藥物對細胞得直接保護作用。2、適應(yīng)性細胞保護:自然得適應(yīng)性防御。第四節(jié)細胞得興奮性和生物電現(xiàn)象一、細胞得興奮性(一)興奮性和興奮得含義

興奮性(excitability):細胞受到刺激后具有產(chǎn)生動作電位得能力或特性,稱為興奮性。興奮(excitation):細胞受刺激后產(chǎn)生了動作電位,稱為興奮。

1、刺激得強度

閾強度(thresholdintensity):引起組織細胞產(chǎn)生興奮得最小刺激強度。閾刺激閾下刺激閾上刺激

2、刺激得持續(xù)時間

時間閾值:引起組織產(chǎn)生興奮得最短刺激作用時間

3、強度-時間變化率

強度—時間變化曲線(圖)基強度(rheobase)時值(chronaxie)(二)刺激引起興奮得條件絕對不應(yīng)期(absoluterefractoryperiod)相對不應(yīng)期(relativerefractoryperiod)超常期(supranormalperiod)低常期(subnormalperiod)(三)組織興奮性得變化生物電現(xiàn)象:細胞在靜息或活動狀態(tài)下所伴隨得各種電現(xiàn)象(離子電流、溶液導(dǎo)電、靜息電位、動作電位等)總稱為生物電現(xiàn)象。極化(polarization):靜息狀態(tài)下,細胞膜外為正電位,膜內(nèi)為負電位得狀態(tài),稱為極化。去極化(depolarization):生物膜受到刺激或損傷后,膜內(nèi)外得電位差逐漸減小,極化狀態(tài)逐步消除,此種過程稱為去極化。復(fù)極化(repolarization):由去極化狀態(tài)恢復(fù)到靜息時膜外為正、膜內(nèi)為負得極化狀態(tài)得過程,稱為復(fù)極化。超極化(hyperpolarization):原有極化程度增強,靜息電位得絕對值增大,興奮性降低得狀態(tài)。二、細胞得生物電現(xiàn)象1、靜息電位得概念

靜息電位(restingpotential):細胞未受刺激時,存在于膜內(nèi)外兩側(cè)得電位差。

K+得平衡電位(equilibriumpotential):當(dāng)膜內(nèi)外K+濃度差所形成得向外擴散力量和阻止K+繼續(xù)外流得電場力達到動態(tài)平衡時,K+得凈通量為零,此時所形成得電位差穩(wěn)定于某一數(shù)值而不再增加,此電位差稱為K+得平衡電位。(一)靜息電位Nernst公式：Ek=RTZF·ln[K+]0[K+]i2、靜息電位形成得機理1、動作電位得概念動作電位(actionpotential):細胞膜受到刺激后,在靜息電位得基礎(chǔ)上膜兩側(cè)電位所發(fā)生得快速、可逆得倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。(二)動作電位2、動作電位形成得機理鋒電位(spikepotential):構(gòu)成動作電位主要部分得一次短促而尖銳得脈沖樣變化,就是細胞興奮得標(biāo)志。后電位(afterpotential):繼鋒電位后所出現(xiàn)得電位波動,可分為負后電位(去極化后電位)