1、第二章 細(xì)胞的基本功能第一節(jié) 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 液態(tài)鑲嵌模型：膜是以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為 基架，其中鑲嵌著具有不同結(jié)構(gòu)和生理功能 的、以-螺旋或球形形式存在的蛋白質(zhì)。 一、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)（一）細(xì)胞膜的脂質(zhì)（雙分子層）：磷脂、膽固醇、糖脂 （二）細(xì)胞膜的蛋白質(zhì) （三）細(xì)胞膜的糖類1、表面蛋白2、整合蛋白 功能：跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)各種物質(zhì) 辨認(rèn)和接受特異性的化學(xué)信號(hào) 催化細(xì)胞內(nèi)外某中特異的化學(xué)反應(yīng) 在細(xì)胞表面起標(biāo)志作用 二、跨細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（一）單純擴(kuò)散 溶質(zhì)分子由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的移動(dòng)的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。 特點(diǎn)： 與濃度差和電位差有關(guān) 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，不耗能 O2、CO2和酒精以及類固醇激素等小分子物質(zhì)以

2、此方式進(jìn)入細(xì)胞。（二）易化擴(kuò)散1.經(jīng)通道易化擴(kuò)散2.經(jīng)載體易化擴(kuò)散 在膜蛋白的幫助（或介導(dǎo)）下，非脂溶性的小分子物質(zhì)或帶電離子順濃度梯度和（或）電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，稱為易化擴(kuò)散。1、經(jīng)通道易化擴(kuò)散（2）通道的特性： （水溶性孔道） 離子選擇性 門控特性 結(jié)構(gòu)和功能易受細(xì)胞內(nèi)外各種理化因素的影響 （1）概念 易化擴(kuò)散 門控特性包括開放和關(guān)閉兩種狀態(tài)。電壓門控性通道 化學(xué)門控性通道機(jī)械門控性通道 （3）通道的種類 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) ，順濃度差或電位差轉(zhuǎn)運(yùn)，不消耗能量 轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)特異性 飽和現(xiàn)象 競(jìng)爭(zhēng)性抑制現(xiàn)象 （1）經(jīng)載體易化擴(kuò)散 轉(zhuǎn)運(yùn)過程： 轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)： 葡萄糖和氨基酸2、經(jīng)載體易化擴(kuò)散 （三）

3、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 細(xì)胞膜通過本身的耗能過程，在膜上特殊蛋白的幫助下，將某些物質(zhì)分子或（和）離子作逆濃度差或電位差的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。判斷是否是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的要素： 泵蛋白 消耗生物能 逆電-化學(xué)梯度 1.原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) (primary active transport)鈉泵的本質(zhì)鈉泵活動(dòng)的特點(diǎn) 激活依賴于細(xì)胞內(nèi)外鈉和鉀的濃度改變 偶連性 生電性 鈉泵的生理意義：細(xì)胞內(nèi)高鉀是多種代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件維持細(xì)胞的正常形態(tài)，避免因Na+進(jìn)入使胞內(nèi)滲透壓升高，引起細(xì)胞腫脹、破裂。建立鈉的勢(shì)能貯備，是腸道和腎小管上皮對(duì)一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)繼發(fā)性主動(dòng)重吸收的能量來源。建立勢(shì)能儲(chǔ)備，形成可興奮細(xì)胞的興奮性基礎(chǔ)。具有生電性作用。 2.

4、繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) (secondary active transport )（四） 膜泡運(yùn)輸2、入胞: 吞噬和吞飲1、出胞細(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊： 出胞、入胞（吞噬、吞飲）被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)NEXT “泵”被激活細(xì)胞的ATP逆電-化學(xué)梯度通道或載體激活該物質(zhì)濃度勢(shì)能順電-化學(xué)梯度脂溶性小分子該物質(zhì)濃度勢(shì)能順電-化學(xué)梯度單純擴(kuò)散物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)條件能量來源轉(zhuǎn)運(yùn)方向小分子物質(zhì) 易化擴(kuò)散主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)第二節(jié) 細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（生化）P19一、細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑二、細(xì)胞膜受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑（一）離子通道介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：固醇類激素：疏水性電壓門控性通道 化學(xué)門控性通道機(jī)械門控性通

5、道 1、電壓門控通道介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)2、化學(xué)門控性通道介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（二）G-蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體 配體 G-蛋白 1、受體蛋白2、G-蛋白（鳥苷酸結(jié)合蛋白）G-protein ( ) GDPligandreceptorGTP活化的G-蛋白GsGiMg2+ （1）cAMP的信號(hào)通路3、G-蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路1）介導(dǎo)激活A(yù)C的是Gs2）介導(dǎo)激活A(yù)C的是GiGDP（2）IP3、Ca2+-鈣調(diào)蛋白信號(hào)通路（Go）IP3、Ca2+鈣調(diào)蛋白信號(hào)通路（三）酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)RTK：receptor tyrosine linase門控特性包括開放和關(guān)閉兩種狀態(tài)。其功

6、能狀態(tài)有3種：備用、激活、失活。在靜息電位（RP）水平，處于備用狀態(tài)，可被激活而開放。激活開放后很快失活，需復(fù)活至備用狀態(tài)才能被再次激活。第三節(jié) 細(xì)胞的電活動(dòng) （page26）一、靜息電位（一）靜息電位的測(cè)定和概念 細(xì)胞外任意兩點(diǎn)之間沒有電位差 細(xì)胞內(nèi)任意兩點(diǎn)之間沒有電位差 細(xì)胞安靜時(shí)，存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差，稱為靜息電位，RP。tmV0-70（一）靜息電位的測(cè)定和概念 tmV0-70去極化RP，極化復(fù)極化細(xì)胞生物電的幾種狀態(tài)變化反極化超級(jí)化polarizationdepolarizationreverse polarizationrepolarizationhyperpolarizat

7、ion（二）靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制哺乳動(dòng)物骨骼肌細(xì)胞內(nèi)、外主要離子的濃度和平衡電位離子細(xì)胞外液(mmol/L)細(xì)胞內(nèi)液(mmol/L)平衡電位（mV）靜息電位（mV）Na+K+Cl-Ca2+1454.51161.012155410-4+67-95-89+123-801、細(xì)胞膜兩側(cè)離子的濃度差與平衡電位 CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-10%KCL30%KCLK+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+-濃度差電位差離子跨膜擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力和平衡電位 K+CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-CL-10%KCL30%KCLK+K+K

8、+K+K+K+K+K+K+K+K+K+-濃度差電位差+-2、安靜時(shí)細(xì)胞膜對(duì)離子的相對(duì)通透性outsideInsideK+Cl- , Na+A-+-+-極化 K+ 的平衡電位:Nerst公式: RT K+o EK = Ln (V) nF K+i K+o EK= 59.5 (mV) K+i 3、鈉泵的生電作用1、條件： 細(xì)胞靜息時(shí)，細(xì)胞膜對(duì)K+通透性較大，對(duì)Na+ 通透性很小，對(duì)A-不通透。2、過程： 漸小的濃度差（ K+外流的動(dòng)力）和漸大的電位差（ K+外流的結(jié)果，也是K+外流的阻力）達(dá)到平衡， K+的凈移動(dòng)停止，即達(dá)靜息電位水平（近似于K+平衡電位）。3、影響靜息電位的主要因素： 細(xì)胞外液K+

9、濃度 膜對(duì)Na+、K+的相對(duì)通透性 鈉泵活動(dòng)水平靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制：細(xì)胞在靜息電位的基礎(chǔ)上接受有效刺激后產(chǎn)生的一個(gè)迅速的可向遠(yuǎn)處傳播的膜電位波動(dòng)，稱為動(dòng)作電位(action potential , AP) 。tmV0-70二、動(dòng)作電位（一）動(dòng)作電位的概念和特點(diǎn)動(dòng)作電位的時(shí)相（1）鋒電位（2）后電位tmV0-70RP，極化spike potentionnegative after-potention鋒電位負(fù)后電位正后電位positive after-potention動(dòng)作電位的特點(diǎn)（1）“全或無”現(xiàn)象（2）不衰減傳播（二）動(dòng)作電位產(chǎn)生機(jī)制 1、電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力 離子跨膜流動(dòng)的兩個(gè)必要條件：2、膜對(duì)離

10、子的通透性 （二）動(dòng)作電位產(chǎn)生機(jī)制 1、電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力及其變化 outsideInsideK+Cl- A-Na+-+2、動(dòng)作電位期間細(xì)胞膜通透性的變化2、動(dòng)作電位期間細(xì)胞膜通透性的變化2、動(dòng)作電位期間細(xì)胞膜通透性的變化（4）離子通道的功能狀態(tài)靜息態(tài)激活態(tài)失活態(tài)刺 激 stimulation1.閾刺激刺激的3個(gè)參數(shù)： 強(qiáng)度 持續(xù)時(shí)間 強(qiáng)度對(duì)時(shí)間變化率閾強(qiáng)度：能引起細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位的最小刺激強(qiáng)度。（三）動(dòng)作電位的觸發(fā)閾 刺 激 threshold stimulation強(qiáng)度時(shí)間t1p1t2p2t3p3閾強(qiáng)度閾值 興奮性在一定范圍內(nèi)，引起組織興奮的刺激強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間呈反變關(guān)系 閾刺激 閾上刺激 閾下刺

11、激刺 激2.閾電位(threshold potential) 在外加的有效刺激的作用下，使膜去極化達(dá)到某一臨界值時(shí)，爆發(fā)一次動(dòng)作電位，這個(gè)臨界膜電位即為閾電位（threshold membrane potential） 。outsideInsideK+Cl- A-+-+-Na+-+-去極化反極化去極相（三）動(dòng)作電位的觸發(fā) Na+ 的內(nèi)流形成AP的上升支 K+ 的外流形成AP的下升支outsideInsideK+Cl- A-Na+-+-+-+復(fù)極化復(fù)極后 動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制：1、條件： 細(xì)胞興奮過程中，細(xì)胞膜的離子通透性發(fā)生周期性變化。2、過程： 細(xì)胞膜對(duì)Na+ 通透性增大： Na+大量快速內(nèi)流

12、產(chǎn)生AP的上升支 細(xì)胞膜對(duì)Na+ 通透性減小，對(duì)K+ 通透性增大： K +外流產(chǎn)生AP的下降支（四）動(dòng)作電位的傳播 Outsideinside+ + + + + + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + +局部電流（1）無髓鞘神經(jīng)纖維上興奮的傳播1、動(dòng)作電位在同一細(xì)胞上的傳播有髓鞘神經(jīng)纖維： 跳躍式傳導(dǎo)（2）有髓鞘神經(jīng)纖維上興奮的傳播2.動(dòng)作電位在細(xì)胞之間的傳播興奮性：組織或細(xì)胞接受刺激發(fā)生反應(yīng)的能力或特性。（五）興奮性及其變化1.興奮性可興奮細(xì)胞：能產(chǎn)生動(dòng)作電位的細(xì)胞。興奮的共同特征：產(chǎn)

13、生動(dòng)作電位 興奮：細(xì)胞受刺激發(fā)生反應(yīng)的過程。2.細(xì)胞興奮后興奮性的變化鋒電位 負(fù)后電位 正后電位 RP 100%興奮性 絕對(duì)不應(yīng)期（ARP）相對(duì)不應(yīng)期（RRP）超常期（SNP）低常期（subnormal period）0- 細(xì)胞發(fā)生興奮時(shí)，其興奮性的變化 分 期 興奮性 動(dòng)作電位處于 1. 絕對(duì)不應(yīng)期 零 鋒電位 2. 相對(duì)不應(yīng)期 低于正常 3. 超常期 高于正常 負(fù)后電位 4. 低常期 低于正常 正后電位 三、電緊張電位和局部電位（一）細(xì)胞膜和膜質(zhì)的被動(dòng)電學(xué)特性1.膜電容2.膜電阻3.軸向電阻 （二）電緊張電位2、極性1、擴(kuò)布 3.電緊張電位的特征： 2）衰減性傳導(dǎo)3）沒有不應(yīng)期，電位可融合

14、1）等級(jí)性 （三）局部電位 閾刺激 閾上刺激 閾下刺激細(xì)胞膜去極化到閾電位水平APmV0RP 閾電位 局部電位去極化 閾下刺激 時(shí)間總和空間總和局部反應(yīng)（local response）的特點(diǎn)： 2、衰減性傳導(dǎo)可向周圍電緊張性擴(kuò)布3、沒有不應(yīng)期，具有總和效應(yīng)1）等級(jí)性電位：沒有“全或無”特點(diǎn)P1mV0RPP2時(shí)間總和P2空間總和mV0RP閾電位 閾下刺激P1平滑肌第四節(jié) 肌細(xì)胞的收縮一、橫紋肌 （一）骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞 1.骨骼肌神經(jīng)肌接頭(neuromuscular junction)的結(jié)構(gòu) 接頭前膜 接頭后膜 （終板膜） 接頭間隙 囊泡 內(nèi)含遞質(zhì) 受體 化學(xué)依賴性離子通道 接頭：

15、 synapse 2.骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞過程 Ca2+AP 量子式釋放遞質(zhì)Ach N2型受體 化學(xué)門控性離子通道 終板電位 AP Na+內(nèi)流和K+外流終板電位的特點(diǎn)（局部電位）具有等級(jí)性反應(yīng)，電位幅度與Ach釋放的量成正比，沒有“全或無”現(xiàn)象能以電緊張擴(kuò)布方式影響其周圍的一般細(xì)胞膜無不應(yīng)期具有總和現(xiàn)象NC興奮，AP傳導(dǎo)至軸突末梢 神經(jīng)肌接頭處的興奮傳遞過程接頭前膜Ca2+通道開放，Ca2+內(nèi)流 囊泡前移，接頭前膜量子式釋放遞質(zhì)Ach 終板膜去極化（形成終板電位） 終板膜對(duì)K+、Na+、Cl-通透性增加 Ach與終板膜上N型受體結(jié)合 Ach進(jìn)入接頭間隙，彌散至接頭后膜（終板膜） 爆發(fā)

16、AP，并向整個(gè)肌細(xì)胞膜進(jìn)行“全或無”式傳導(dǎo) 終板膜臨近肌細(xì)胞膜去極化達(dá)閾電位水平 1）乙酰膽堿的釋放 2）終板電位的形成 3）乙酰膽堿的降解 4）神經(jīng)-肌接頭處興奮傳遞的特征單向傳遞 時(shí)間延擱 易受藥物和其他環(huán)境因素的影響 影響骨骼肌神經(jīng)-肌接頭興奮傳遞的因素（二）橫紋肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征（二）橫紋肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征1、肌原纖維和肌節(jié) 2、肌管系統(tǒng)終末池橫管三聯(lián)體結(jié)構(gòu)1、肌絲的分子結(jié)構(gòu)粗肌絲：肌球蛋白 myosin（三）橫紋肌的收縮的機(jī)制細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白原肌球蛋白2. 肌絲滑行學(xué)說Ca2+Ca2+（四）橫紋肌細(xì)胞的興奮-收縮耦聯(lián)第一步：興奮通過橫管系統(tǒng)傳到肌細(xì)胞的深處 第二步：三聯(lián)體把橫管的電變化轉(zhuǎn)變?yōu)榻K末池釋 放Ca2+觸發(fā)處肌絲滑行 第三步：肌質(zhì)網(wǎng)對(duì)Ca2+的回?cái)z 橫橋的生化特性可以和細(xì)肌絲發(fā)生可逆性結(jié)合具有ATP酶的活性（五）影響橫紋肌收縮效