《细胞的基本功能》PPT课件.ppt

人体解剖生理学生理部分 第一章绪论 第一节生理学研究的基本范畴 一 机体的内环境与稳态内环境与稳态的概念稳态的维持 二 生理功能的调节 一 神经调节 最重要1 神经调节的概念 通过神经系统的活动对机体生理功能所进行的调节 2 调节的方式 反射反射的结构基础 反射弧3 神经调节的特点 反应迅速 准确 作用部位局限和作用时间短暂 例如 腱反射反射弧 体液调节Humoralregulation 定义和特性Definition thecharacteristics 激素和分泌形式Hormone itssecretoryformsTelecrine paracrine neurosecretion etc Autocrine Paracrine Neurocrine Endocrine 1 体液调节的概念 指体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊化学物质 经体液运输到全身组织细胞或某些特殊细胞 对其生理活动发挥调节的方式 全身性体液调节 局部性体液调节 旁分泌 自分泌 神经分泌神经体液调节2 体液调节的特点 反应速度缓慢 但作用广泛而持久 自身调节Autoregulation 定义和特性Definition thecharacteristics 1 自身调节的概念 组织 细胞不依赖于外来的神经或体液因素 自身对对周围环境的变化发生的适应性反应 例如 肾血流量的自身调节2 自身调节的特点 限于器官内 幅度小 不十分灵敏 但对组织 器官的生理功能仍有一定的调节意义 生理功能的调节 比较 神经调节 迅速 局限 精确体液调节 缓慢 弥散 持久自身调节 范围小 不太灵敏 三 体内的反馈控制系统 概念 在控制部分和受控部分之间存在着双向信息联系 即控制部分发出控制信号支配受控部分的活动 同时受控部分的功能状态经监测装置检测后发出反馈信号改变控制部分的活动例 冰箱 空调 一 负反馈控制系统 negativefeedback 反馈信息能减低控制部分的活动 称负反馈 例 BP 压力感受器 心血管中枢 心血管 BP 生理意义 维持机体各种生理功能相对稳定 1 负反馈 1 概念 反馈信息使受控部分的活动向和它原先活动相反的方向发生改变 这种方式的调节称为负反馈 例如 胰岛素对血糖浓度的调节减压反射2 生理意义 维持机体生理功能的稳态 数量多 2 正反馈 1 概念 反馈信息使受控部分继续加强原来方向的活动 称为正反馈 例如 排尿反射分娩血液凝固2 生理意义 使机体的某项生理功能不断加强 得以迅速完成 数量少 第三章细胞的基本功能第一节细胞膜的物质转运功能 细胞膜的基本结构 O2 营养物 St 膜的化学组成和分子结构 膜的分子结构的假说 流体液态镶嵌模型基本内容 以液态脂质双分子层为基架 其中镶嵌着不同生理功能蛋白质 蛋白质 脂质双分子层 1 脂质双分子层成分 磷脂 70 胆固醇 30 2 排列 1 双分子层 2 呈液态3 作用 是膜的屏障作用的的主要保证 细胞膜蛋白质 1 膜内蛋白质与脂质结合的强度和形式 1 表面蛋白质 peripheralprotein 2 整合蛋白质 integratedprotein 2 功能 生物膜所具有的各种功能 在很大程度上决定于膜所含有的蛋白质 A 物质的转运功能B 抗原C 受体D 未知 细胞膜糖类 1 存在形式2 功能单糖排列顺序上的特异性 作为它们所在细胞或它们所结合的蛋白质的特异性的 标志 例如1 抗原决定簇 表示某种免疫信息 2 膜受体的 可识别 部分 能特异地与某种递质 激素或其他化学信号分子相结合 2020 3 26 23 几种常见的跨膜物质转运形式 一 被动转运 一 单纯扩散 simplediffusion 1 概念 脂溶性的物质顺着浓度递度由膜高浓度一侧向低浓度侧的扩散方式 2 扩散物质 O2 CO2等气体分子 3 特点 1 顺浓度递度扩散 2 扩散量取决于A 浓度递度B 膜对物质的通透性 O2 CO2 二 易化扩散 facilitateddiffusion 1 概念 指不溶于脂质 或其溶解度甚小的物质 在细胞膜蛋白质分子的 帮助 下由高浓度一侧向低浓度一侧移动过程 2 分类及转运物质 1 以 载体 为中介的易化扩散如 葡萄糖特征 1 有饱和现象 2 有特异性 3 有竞争性抑制 2 以 通道 为中介的易化扩散如 钠 钾 钙等离子特征 1 离子选择性 2 通道开放和关闭的控制 门控 gating 3 特点 1 被动 2 需要膜上蛋白质的帮助 二 主动转运 一 原发性主动转运 1 概念 指细胞通过本身的某种耗能过程 将某种物质的分子或离子逆电化学递度转运的跨膜转运方式2 转运物质 钠 钾等离子3 介导这一过程的膜蛋白称为离子泵 高K 高Na K Na 普遍存在的离子泵 钠 钾泵 本质 钠 钾依赖性ATP酶 过程 2K 3Na 消耗1个AKP 高Na 高K 2020 3 26 33 1 钠 钾泵 的本质 具有ATP酶活性的膜蛋白 2 钠 钾泵 的激活 细胞内 Na 细胞外 K 3 钠 钾泵 的作用 逆浓度差跨膜转运Na K 消耗1个ATP 泵入2个K 泵出3个Na 生电 意义 1 维持细胞内高K 促进生化反应 2 维持细胞内外离子的不均衡分布 是细胞产生生物电的基础 3 维持细胞内外渗透压的平衡 保持细胞正常形态与功能 4 Na 势能贮备是其它物质进行继发性主动运转的动力 二 继发性主动转运 2020 3 26 36 转运葡萄糖 氨基酸等小分子有机物 概念 间接利用ATP能量的主动转运过程 多是利用Na 在膜内外的浓度势能差进行 机制 由转运体 膜蛋白质 介导 最终由 钠 钾泵 提供能量 例如 小肠粘膜对葡萄糖 氨基酸的吸收 两种物质转运方向分类 同向转运 体 反向转运 体 交换 体 三 出胞与入胞 入胞 出胞 吞饮小泡 胞内体 再循环囊泡 次级溶酶体 胞吐 出胞 是指细胞内大分子物质或物质颗粒的外排胞饮 入胞 与出胞相反 是指大分子物质或物质团块 细菌 细胞碎片等 进入细胞的过程 入胞包括两种类型 吞噬和吞饮 吞饮又可分为液相入胞和受体介导入胞两种 受体介导式入胞 入胞 再循环小泡 细胞膜可反复循环使用 胞内体 内移 吞饮小泡 附膜蛋白 受体 衣被凹陷 第二节细胞的跨膜信号传递功能 各种不同形式的外界信号作用于细胞时 大多数都是先作用于细胞表面 引起膜结构中特殊蛋白质分子 受体 通道等 的变构作用 将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到胞内 然后再引起靶细胞相应的功能改变 这一过程称为跨膜信号转导或跨膜信号传递 分为三种类型 由具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号传递 一 化学门控通道 二 电压门控通道 三 机械门控通道效应 通道开放 某些离子跨膜流动 细胞产生相应的电变化 二 跨膜传递过程 三 效应 受体与配体结合后 通过与受体偶联的相应G蛋白 调节膜上的相应效应酶 影响一种或数种第二信使物质的产生与代谢 并通过级联反应 导致效应细胞的功能改变 G蛋白还能直接或间接影响离子通道 但比配体门控离子通道的作用要慢 且更复杂 三 由酪氨酸激酶受体组成的跨膜信息传递系统 该受体家族包括胰岛素受体 多种生长因子受体以及与其有同源性的癌基因产物 这类配体与受体结合后可提高受体分子中酪氨酸激酶的活性 通过该酶对底物蛋白的磷酸化反应 启动细胞内的信号转导 调节细胞的生长 分化 运动 变形和代谢等 第三节细胞的生物电现象与兴奋性 一 细胞的生物电现象及其产生机制 一 细胞的生物电现象 1 静息电位 1 概念 指细胞未受到刺激时 存在细胞膜内外两侧的电位差 2 特点 内负外正 重点内容 极化超极化复极化去极化 2 动作电位 1 概念 可兴奋细胞在受到刺激产生兴奋时 细胞膜在静息电位的基础上发生的一次膜两侧电位的快速而可逆的倒转和复原 此电位变化可向周围扩布 称为动作电位 它是可兴奋细胞兴奋时共有的特征性的表现 反极化 超射 2 组成 去极相 复极相 3 特点 全或无 现象A 锋电位不因刺激强度 只要达到阈电位 的改变而改变 B 锋电位不因传播距离的远近的改变而改变 不衰减传导 4 生理意义 为细胞兴奋的标志AP 兴奋 二 生物电现象产生机制 1 静息电位产生机理 1 静息电位与k 的平衡电位 K K K K K K K 细胞内外K 离子的不均衡分布 细胞内的K 浓度超过细胞外K 浓度 细胞外Na 浓度超过细胞内Na 浓度安静状态下细胞膜主要对K 有通透性 k 的平衡电位 2 证据 a Nernst公式b 人为改变细胞外k 浓度 2 锋电位与钠的平衡电位 1 锋电位与钠的平衡电位 Na Na Na Na Na Na Na Na Na 与细胞内外Na 离子的不均衡分布和受刺激下细胞膜对Na 通透性的改变有关 去极相 动作电位上升支 由Na 的内流形成 内流的动力是膜内外Na 的浓度差和静息状态下膜两侧的电位差 内流的条件是受刺激下细胞膜对Na 通透性的突然增大 复极相 动作电位下降支 主要由膜上的Na 通道失活 K 的外流形成 K 外流的动力是膜内外K 的浓度差和反极化状态下的电位差 外流的条件是膜对K 的通透性增加 三 兴奋的引起和兴奋的传导机制 一 兴奋的引起1 阈电位和锋电位的引起 1 阈电位的概念 膜去极能引起膜对钠通道大量开放 进一步诱发动作电位的临界膜电位数值 2 锋电位的引起 Na 通道开放的再生性循环过程 2 局部兴奋及其特性 1 概念 2 特点 a 无 全或无 随着刺激强度的增大而增大 b 呈电紧张性扩布 c 可以总和 时间性总和与空间性总和 兴奋的传播 1 兴奋在同一细胞上的传导机制 1 局部电流学说 影响传导的因素 1 细胞的直径2 动作电位去极化速度和幅度3 有髓神经纤维 2020 3 26 66 二 细胞的兴奋和兴奋性 一 细胞兴奋和可兴奋细胞1 兴奋 excitation 刺激引起组织细胞产生反应 动作电位 的过程 2 可兴奋细胞 excitablecell 受刺激后能产生动作电位的细胞 二 组织的兴奋性和阈刺激1 兴奋性 excitability 细胞受刺激产生动作电位的能力 2 刺激 stimulus 指细胞所处环境因素的变化 阈强度 阈值 thresholdintensity 阈刺激 thresholdstimulus 3 衡量兴奋性的指标 阈强度 阈值 或阈刺激 反比 2020 3 26 67 阈强度 阈值 一般在刺激的持续时间和刺激强度的时间变率恒定的情况下 刚能使细胞产生动作电位的最小刺激强度称为阈强度 阈强度越大 细胞的兴奋性越小 反之兴奋性则越大 阈下刺激 阈刺激 阈上刺激 2020 3 26 68 三 细胞兴奋后兴奋性的变化 1 观察方法 2 细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性变化 1 绝对不应期 细胞兴奋后较短时间内 对任何刺激不发生反应 兴奋性 0 2 相对不应期 于绝对不应期之后 对大于该组织阈强度的刺激能引起兴奋 兴奋性 正常 3 超常期 兴奋性 正常 4 低常期 兴奋性 正常 第四节骨骼肌的收缩 骨骼肌接受躯体运动神经的支配 从运动神经纤维兴奋到引起骨骼肌收缩的全过程主要包括以下三个程序 神经 肌接头处的兴奋传递 兴奋 收缩耦联 肌丝滑行 神经 骨骼肌接头结构 1 接头前膜2 接头间隙3 接头后膜 一 神经 肌接头兴奋传递过程 1 接头前膜兴奋 引起襄泡释放Ach2 Ach分子通过接头间隙3 Ach与接头后膜上特殊通道蛋白质结合 引起通道蛋白质分子的构象的改变并导致通道的开放 4 钠离子等内流去极化 终板电位 动作电位 动作电位 轴突末梢膜去极化 电压门控式Ca 通道开放 细胞间隙Ca 进入轴突末梢 囊泡移动 排放 Ach量子式释放入接头间隙 终板膜表面N型ACh门控通道的两个 亚单位结合 通道开放 Na K 及少量Ca 可通过 终板膜去极化 终板电位 扩布到终板邻近肌膜 总和达到阈值时 动作电位 兴奋收缩耦联 细胞收缩 三 传递特点 单向传递 化学传递时间延迟易受内环境和药物等影响 影响神经 肌接头兴奋传递因素 影响递质释放 Ca2 O Mg2 O影响通道的受体 美洲箭毒 银环蛇毒影响胆碱脂酶 有机磷农药 新斯的明 二 骨骼肌的收缩 一 骨骼肌细胞的微细结构和分子组成 线 肌节 电镜 肌节 A带 H带 M线 I带 Z线 Z线 一 骨骼肌微细结构1 肌原纤维和肌小节 1 肌原纤维 Z线 Z线 M线 H带 明 I带 只含细肌丝 暗 A带 含粗肌丝 含粗 细肌丝 横桥 粗肌丝 细肌丝 肌小节 暗带 明带 明带 H带 骨骼肌收缩示意图 2 肌管系统 1 横管系统 T管 将肌细胞兴奋时出现在细胞膜上的电变化沿T管传至细胞内部 2 纵管系统 L管 肌浆网 能通过对钙的贮存 释放 再积聚 触发肌小节收缩和舒张 横管系统 纵管系统 2020 3 26 83 二 骨骼肌的收缩机制 滑行理论 1 基本内容 肌肉收缩时 在肌细胞内并无肌丝或它们所含的分子结构的缩短 而只是在每一个肌小节内发生了细肌丝向粗肌丝之间的滑行 2 证据 肌肉收缩时仅看到明带长度的缩短 无暗带长度的变化 基本过程 Ca2 i Ca2 结合肌钙蛋白 肌钙蛋白变构 原肌凝蛋白变构 肌纤蛋白的活化位点暴露 横桥与肌纤蛋白的活化位点结合 横桥向M线方向扭动 把细肌丝拉向M线的方向 肌肉缩短当肌浆中Ca2 浓度降低时 Ca2 与肌钙蛋白分离 肌钙蛋白和原肌凝蛋白恢复原构型 原肌凝蛋白又回到了横桥和肌纤蛋白之间的位置 阻止它们之间作用的继续进行 细肌丝向外回拉 肌肉舒张 2020 3 26 86 滑行机制