运动解剖学_部分1（共计835页） .pptx

运动解剖学 主讲 田振军 主要内容 一 运动解剖学的定义和地位二 人体解剖学的分科三 人体器官的变异和畸形四 学习运动解剖学的目的五 学习运动解剖学的基本观点和方法六 器官和系统七 运动解剖学研究方法八 人体解剖学常用术语小结 基本概念 重点难点 思考练习 绪论 一 运动解剖学的定义和地位 运动解剖学 sportsanatomy 是人体解剖学的一个分支 它是在研究正常人体形态结构的基础上 重点研究运动对人体形态结构和生长发育的影响 探索人体机械运动规律与体育动作技术关系的一门学科 它是体育专业的一门主干必修课 学习本门课程的目的在于使学生理解和掌握人体各器官的正常形态结构知识 为学习其他基础课程奠定必要的形态学基础 高等院校体育专业开设的人体解剖学 其内容重点是 从体育科学的角度 在正常人体解剖学的基础上 研究体育运动对人体形态结构及其生长发育的影响 阐述人体形态结构和运动功能之间的关系 探讨运动器官的机械运动规律及其与体育运动技术的关系 二 人体解剖学的分科 1 系统解剖学 消化系统 2 局部解剖学 3 组织学 皮肤 4 胚胎学 1 外科解剖学 5 其他 2 x线解剖学 3 断面解剖学 5 艺术解剖学 4 运动解剖学 三 人体器官的变异和畸形 1 变异 出现率低 对外观和功能影响不大的形态结构差异 正常闭孔动脉 异常闭孔动脉 2 畸形 出现率极低 对外观和功能影响严重的形态结构异常 内翻足 四 学习人体解剖学的目的 高等院校体育专业培养的学生是未来的体育教师 教练员 体育社会辅导员 作为体育工作者学习人体解剖学的目的有如下三点 一 形成科学的人体运动观 二 提供运动技术教学及训练的科学依据 三 奠定学习后继课程的解剖学基础 一 形成科学的人体运动观 体育工作者从事的体育教学 运动训练 锻炼辅导等工作必须具备科学的人体运动观 人体解剖学就是从自然科学的角度出发 阐述了人体形态结构与功能相互联系 相互制约 相互统一的内在关系 为学生建立了人体结构与功能保持动态平衡的科学人体运动观 使他们认识到体育学习 运动训练 体育锻炼对人体形态结构的影响以及增强体质的意义 体育学习 运动训练是通过改变机体器官的功能促进其形态结构的改善 而结构的改善又进一步提高机体的功能 根据形态结构与功能相统一的观点 运动的本质是打破了形态结构与功能原有的动态平衡状态而建立新的动态平衡 以达到人体形态结构和功能共同优化 从而提高人体的健康水平或运动水平的目的 二 提供运动技术教学及训练的科学依据 人体解剖学的理论知识为各项运动技术课的教学和训练提供了科学依据 如 解剖学动作分析理论 影响关节运动幅度和肌肉力量发挥的因素 多关节肌理论 环节受力分析法 肌肉力量性练习和伸展性练习的解剖学依据等内容都是科学地阐述运动技术原理的基础理论 这些理论对我们研究人体与运动的关系具有重要的作用 有关青少年儿童的生长发育规律为我们进行体育教学 科学研究及科学选材提供了理论依据 三 奠定学习后继课程的解剖学基础 在高等院校体育专业学习中 涉及到多门运动人体学科课程 除人体解剖学外 还有人体生理学 体育保健学 人体测量学 运动生物力学和运动心理学等 这些学科的知识都是在人体各器官形态结构的基础上展开的 如不具备人体形态结构特征的知识 就无从掌握器官系统的生理功能 不了解运动系统的解剖知识 就难以理解运动损伤的机理和制定有关的预防措施 不了解人体的某些体表标志就无法进行人体测量 不熟悉肌肉关节运动功能很难对运动动作进行生物力学分析 因此 只有掌握人体解剖学知识 才能更好地学习其他课程 五 学习人体解剖学的基本观点和方法 人体形态结构极其复杂 学习人体解剖学必须以辩证唯物主义为指导思想 运用辩证唯物主义的观点和方法去观察人体和研究人体 这样才能对人体的形态结构及其变化规律有正确的认识 因此学习人体解剖学应掌握和运用以下基本观点和方法 一 学习人体解剖学的基本观点 进化和发展的观点人类是由灵长类的古猿进化发展而来的 人体的形态结构就是在漫长的进化过程中不断适应外界环境而逐渐发展形成的 人类在认识自然 改造自然活动中神经系统的严密构筑和高度分化 使人类拥有了区别于其他动物的语言 思维等社会属性 然而作为自然界的人 人类的形态结构仍然保留着脊椎动物的基本特征 这反映了种系发生的演化过程 同时 人类个体在生长发育过程中其形态结构在不同年龄 不同社会生活和不同劳动条件下表现出不同的个体差异 这反映了个体演化的过程 因此 掌握进化发展的观点 有利于增进对人体形态结构发生发展的理解 人体的形态结构和功能是相互影响 相互联系和相互制约的 形态结构是一个器官机能的物质基础 形态结构的变化会导致功能的改变 而功能的变化又能影响该器官形态结构的发展 因此 在生理限度内有意识地改变器官的功能条件 就能使组织器官发生有益于健康的变化 如坚持体育锻炼就可以增强机体器官功能的活动 促进器官形态结构趋于完善 达到增强体质的目的 形态结构与功能统一的观点 局部和整体统一的观点 人体是由若干个不同的器官系统相互联系相互影响构成的一个完整统一的有机体 每一个器官系统都是人体不可分割的组成部分 在学习和研究个别器官系统时都必须运用归纳综合的方法从整体角度去认识他 同样 某器官或局部结构的变化必将导致整体结构和功能的改变 如体育锻炼在改善运动系统的结构和提高了其功能的同时 也促进了心血管系统和其他系统结构改善和功能的发展 理论联系实际是一切科学实验研究的重要基本原则 这一原则对指导体育专业学生人体解剖学的学习和研究具有特殊的意义 这是因为一方面人体解剖学的教与学是与实验 实习 尸体标本 图谱 模型 活体观察联系起来的 以理论指导实践 以实践验证理论 另一方面体育专业学生学习人体解剖学的目的是为了指导运动实践 只有将掌握的理论知识应用到运动实践中去 实现理论与运动实践的相结合 才能加深对理论的理解和领悟 提高在运动实践中分析问题和解决问题的能力 理论联系实际的观点 二 学习人体解剖学的基本方法 人体解剖学是一门形态科学 要系统掌握人体各器官各系统的形态结构知识 必须重视标本模型的观察 重视活体观察和触摸 认真上好实验课 增强直观的感性认识 同时也可通过作业 画图和动作分析等形式 巩固理论知识 六 器官和系统 由数种组织构成具有一定形态结构并完成某种特定功能的结构单位 组成器官的数种组织中 其中一种组织起主导作用 器官的功能就是由起主导作用的组织来实现的 如 肺 肺是重要的呼吸器官 它是由上皮组织 结缔组织 肌组织和神经组织构成 其中上皮组织起主导作用 所以肺的气体交换功能 主要是通过上皮组织来实现的 脑 脑是思维活动的器官 脑是由神经组织 结缔组织 上皮组织构成 其中神经组织起主导作用 它决定了脑具有思维 意识 支配和调节人体活动的功能 骨骼 骨是运动器官之一 骨是由结缔组织 上皮组织 神经组织构成 其中结缔组织是骨的主要成份 它完成支持 保护 运动杠杆和人体内的 钙磷 仓库等功能 心脏 是由心肌组织 神经组织 上皮组织 结缔组织等构成 心肌组织是心脏的主要成份 它完成有节律地收缩与舒张推动血液运行的功能 一 器官 由若干个功能密切相关的器官组成 共同完成一系列连续性的生理功能的结构体系 如 骨 关节 骨骼肌组成运动系统 人体任何运动都是借助于骨骼肌的收缩牵动着骨以关节为轴 这一连续性的生理功能来实现的 人体就是由运动系统 消化系统 呼吸系统 循环系统 泌尿系统 神经系统 生殖系统 内分泌系统和感觉器官等组成的 二 系统 人体各系统主要器管及主要功能 七 人体解剖学研究方法 一 运动解剖学的研究内容1 体育运动和健身锻炼对人体器官 组织 细胞形态结构影响的基础或 和应用研究主要集中在对骨 关节 骨骼肌 心脏 血管 肝脏 肾脏 肺 大脑 脊髓和内分泌及感觉器官等的形态学基础研究 近年来有趋向于超微结构研究水平发展的趋势 1 运动与骨和软骨形态学及其计量学研究主要集中在运动对骨和软骨影响的微细结构的观察 应用组织 细胞的形态计量学理论和方法对运动引起的骨和软冒形态结构的变化进行定量研究 近年来有趋向于骨和软骨超微结构的形态计量学和生化标志物及基因表达等研究水平发展的趋势 2 运动与关节和骨骼肌形态结构 功能 创伤和修复的形态学基础和应用研究主要集中在骨骼肌的纤维类型 关节和骨骼肌神经支配 疲劳 创伤与修复的基础研究 关节肌工作与发力特征 尤其是六大关节与脊柱肌群工作的力学特征及不同项目运动员力量训练的应用研究 近年来有趋向于基础研究和应用研究两极水平发展的趋势 3 运动与心血管重塑的生物学研究主要集中在运动心脏肥大的生物学机制 运动性心脏与病理性心脏的区别 近年来有趋向于运动心脏的心肌间质成分变化机制 心脏内分泌调节机制 运动与血管重塑的调节 心肌和平滑肌活细胞代谢特征以及心肌和平滑肌细胞基因表达等研究水平发展的趋势 4 运动与内脏器官形态结构与功能的基础研究主要集中在运动与肝脏 胰脏 肺 肾 睾丸形态结构和功能的研究 近年来有趋向于内脏器官分子研究水平以及向胃 肠形态结构与功能及消化道菌落种群研究的发展趋势 5 运动与神经系统各器官形态结构与功能的基础研究主要集中在运动与大脑皮质 海马 小脑皮质 脊髓灰质神经元微细结构与疲劳和学习记忆的影响 近年来有趋向于超微结构以及分子和基因表达研究水平发展的趋势 2 儿童青少年运动员形态选材与优秀运动员身体形态特征的研究主要集中在人体身高 体重 机体各环节围度 长度与比例 骨龄 皮纹及其遗传特征与不同项目运动员体型特征和选材指标研究 近年来有趋向于优秀运动员 基因解剖学 及dna多态研究水平发展的趋势 3 人体结构机械运动规律的研究主要集中在运动器官的机械运动规律 心脏 血管的弹性结构 力学特征 体位变化与内脏器官状态 胃肠蠕动和血流动力学特征等方面的研究 近年来有趋向于机械信号与细胞及分子变化机制研究水平发展的趋势 4运动伤病的形态学基础研究主要集中在骨折愈合 膝关节半月板的形态结构 关节软骨和韧节的修补与置换 末端病的形态结构变化 椎间盘的结构与运动损伤的关系等的研究 近年来有趋向于干细胞移植与基因导入治愈运动性伤病基础研究水平发展的趋势 5运动健身增强机体器官功能和对疾病器官形态与功能逆转的基础研究主要集中在人体重要器官如运动与骨的生长发育和骨折愈合 运动与关节的灵活性 稳定性 运动与骨骼肌的伸展性 弹性以及发展力量和柔韧性的手段与方法研究 运动与心血管疾病 糖尿病 肥胖症 骨质疏松症逆转的基础研究 近年来有趋向于胃 肝 肾 肺等器官功能增强和疾病逆转的基础研宄并向基因水平发展的趋势 6 运动与细胞凋亡研究主要集中在运动与骨 软骨 骨骼肌 心肌 脑 肾 肝等组织的细胞凋亡形态特征 氧化应激的研究 近年来有趋向于凋亡的细胞信号转导途经 基因调控以及疾病 凋亡与运动逆转等水平发展的趋势 二 运动解剖学的研究方法与技术 由于运动解剖学属于形态学科 其研究内容涉及到母学科人体解剖学 组织学 细胞学等形态学内容和体育运动基础研究中的运动形态学内容 其研究方法必然涉及到形态学研究的各种手段和方法 随着生命科学研究的发展和深入 新兴的研究手段和方法也不断进入运动解剖学研究领城 1 尸体解剖法2 活体观察 运动技术与动作分析法3 肌电图法4 x线断层扫描与磁共振断层扫描5 组织切片技术6 光学显微镜技术7 组织和细胞化学技术 8 原位杂交 荧光原位杂交 原位pcr及rt pcr技术9 细胞和细胞化学定量术 1 显微分光光度术 2 细胞形态立体计量技术 3 显微图像分析技术 4 流式细胞技术10 电子显微镜技术 11 激光扫描共聚焦显微技术 12 组织芯片技术 13 干细胞技术14 数字化虚拟人体技术相信 随着科学技术的不断发展 会有更多新的研究技术走进运动解剖学科学研究的奠堂 八 人体解剖学常用术语 为了正确清楚地说明人体各部位的位置关系 结构和功能 特统一规定了人体解剖学姿势及方位 轴和面等术语 一 人体解剖学姿势 身体直立 两眼平视 两足并拢 足尖向前 上肢垂于体侧 手掌向前 二 方位 上与下 靠近头部者为上 靠近足部者为下 前与后 靠近腹侧者为前 靠近背侧者为后 内与外 凡属空腔器官 接近内腔者为内 远离内腔者为外 内侧与外侧 以身体正中面为准 靠近正中面者为内侧 远离正中面者为外侧 浅与深 以体表为准 接近体表者为浅 远离体表者为深 近侧端与远侧端 四肢靠近躯干部分为近侧端 远离躯干部分为远侧端 桡侧与尺侧 前臂外侧为桡侧 内侧为尺侧 8胫侧与腓侧 小腿外侧为腓侧 内侧为胫侧 三 人体的基本切面 矢状面 沿人体前 后径将身体分为左 右两部分的平面 沿人体正中线所作的矢状切面称为正中面 冠状面 沿人体左 右径 将身体分为前 后两部分的平面 水平面 与地面平行将身体分为上 下两部分的平面 四 人体的基本轴 矢状轴 垂直通过冠状面的轴 冠状轴 垂直通过矢状面的轴 垂直轴 垂直通过水平面的轴 基本概念 矢状面 沿人体前 后径将身体分为左 右两部分的平面 冠状面 沿人体左 右径将身体分为前 后两部分的平面 水平面 与地面平行将身体分为上 下两部分的平面 矢状轴 重直通过冠状面的轴 冠状轴 垂直通过矢状面的轴 垂直轴 垂直通过水平面的轴 器官 由数种组织构成具有一定形态结构并完成某种特定功能的结构单位 8系统 由若干个功能密切相关的器官组成 共同完成一系列连续性的生理功能的结构体系 重点难点 人体解剖学研究对象 学习人体解剖学的目的 基本面和基本轴 器官和系统 人体解剖学姿势 思考练习 体育工作者为什么要学习人体解剖学 简述人体解剖学姿势 基本面和基本轴 第一篇人体组成的结构基础 第一章细胞与细胞间质 第一节细胞一细胞的形态二细胞的结构第二节细胞间质一基质二纤维 学习目标 细胞和组织是构成人体结构的基本单位和结构基础 通过学习掌握细胞的形态结构和功能 掌握人体四大基本组织的形态结构 分布特点及其功能 充分理解细胞和组织是人体组成的结构基础 人体是一个复杂的有机体 构成人体的基本单位是细胞 形态 结构和功能相似的细胞与细胞间质共同构成组织 几种不同的组织共同构成具有一定形态结构并执行特定的生理机能的器官 若干功能密切联系的器官构成系统 人体就是由八大系统加上感觉器官在神经和神经 体液的调节下 共同完成统一的生理功能 从而实现内 外环境的协调和统一 本篇主要介绍细胞和组织 基本要求 了解细胞的形态及其与功能和环境的适应性 了解细胞各组成部分的结构和功能 掌握细胞膜及线粒体等重要细胞器的结构和功能 了解细胞间质的概念和组成成分 理解细胞是构成人体的基本结构和功能单位 了解体育锻炼对细胞形态结构的影响 第一节细胞 细胞是一切生物体形态结构 生理功能和生长发育的基本单位 人体虽有数百种大小 形态 功能各异的细胞 但它们都有一个不同特点 即细胞的结构由细胞膜 细胞质与细胞核三部分组成 细胞膜细胞膜 cellmembrane 又称质膜 是包裹于细胞表面 将细胞与外界微环境隔离的界膜 形成一种屏障 并参与细胞的生命活动 一 细胞膜的结构 细胞膜厚度约为7 5 10nm 在高倍电镜下细胞膜呈现为平行的三层结构 即电子致密的内 外两层 各厚2 5 3 0nm 与电子透明的中间夹层 厚3 5一4 0nm 细胞膜的化学组成主要是脂类 蛋白质和糖类 根据目前公认的生物膜液态镶嵌模型 fluidmosaicmodel 脂类常排列成双分子层 蛋白质通过非共价键与其结合 构成膜的主体 糖类通过共价键与膜的某些脂类或蛋白质组成糖脂或糖蛋白 细胞膜电镜图 膜脂以磷脂和胆固醇为主 并含糖脂 它们均为兼性分子 包括一个亲水极的头部和一个疏水极的尾部 其头部由胆碱 乙醇胺等形成 尾部由两条脂肪酸链形成 在水溶液中它们能自动形成双分子层结构 使疏水的尾部埋藏在里面 即膜的中央 亲水的头部露在外面 朝向膜的内外表面 在电镜标本制备过程中 类脂的亲水极嗜锇性较强 故呈电子致密状 疏水极的嗜锇性极弱 故呈电于透明态 于是类脂双层在电镜子下表现为三层结构 在膜内 类脂分子一方面以自身长轴中心做垂直于膜平面的旋转 另一方面在单层内作侧向移动 从而膜脂呈现整体的流动性 这种流动性受其分子中脂肪酸链非饱和程度的影响 也受其中胆碱的调节 膜蛋白是膜执行各种功能的物质基础 可形成膜受体 载体 酶和抗原等 膜蛋白为球形蛋白质 其70 80 以不同深度镶嵌于双层类指中 称为内在蛋白 intrinsicprotein 又称为跨膜蛋白 transmembraneprotein 内在蛋白表面兼具亲水性和疏水性的氨基酸基团 前者与类脂的亲水极相结合 暴露于细胞膜的内外表面 后者则包埋于类脂双层的疏水极区域 其余20 30 的膜蛋白表面仅有亲水性氨基酸基团 附着在细胞膜内 外表面 称外在蛋白或外周蛋白 extrinsicorperipheralprotein 膜蛋白可在细胞膜中侧向移动 执行其多样化的功能 糖类只分布子细胞质膜的外表面 以寡糖链的形式分别与膜脂和膜蛋白结合 形成糖蛋白或糖脂 在电镜下有的细胞 如小肠吸收细胞 表面由于寡糖键极为丰富 形成一层很厚的茸毛状糖衣 glycocalyx 或细胞衣 cellcoat 但多数细胞膜的糖衣薄而不易分辨 现已知绝大部分膜蛋白为糖蛋白 寡糖链参与构成其表面功能基团 糖脂增强质膜外层的坚固性 并参与调节细胞生长 细胞分化过程中的细胞识别和免疫调节等重要功能 细胞除质膜的超微结构呈现三层结构外 亚细胞结构中也有很多与质膜相同的膜性结构 称为细胞内膜 如细胞器膜与核膜 常把质膜细胞内膜统称生物膜 biomembrane 二 细胞膜的主要功能 1 物质跨膜运输细胞膜是细胞与细胞环境间的半透膜屏障 对于物质进出细胞有选择性调节作用 1 被动运输 指物质顺浓度梯度转运过程而言 此过程不消耗能量 其交换方式有两种 简单扩散 o2 co2及其它脂溶性物质从高浓度侧向低浓度测穿过类脂双层而扩散 不消耗细胞能量 易化扩散 非脂溶性或亲水性分子 如氨基酸 葡萄糖和金属离子等借助于质膜上内在蛋白顺浓度梯度或电化学梯度运动 不消耗atp能量而使物质分子从高浓度测向低浓度测扩散 2 主动运输 质膜上的载体蛋白将离子 营养物和代谢物等逆电化学梯度从低浓度侧向高浓度侧的耗能运输 所耗能量由具atp酶活性的膜蛋白分解atp提供 例如正常生理条件下 人红细胞内k 的浓度相当于血浆中的30倍 但k 仍能从血浆进入红细胞内 na 浓度比血浆中低很多 但na 仍由红细胞向血浆透出 呈现一种逆浓度梯度的 上坡 运输 近年来均以 泵 的概念来解释主动运输的机理 机体细胞中主要是通过na k atp酶和ca2 atp酶构成的na 和ca2 泵来完成主动运输 3 大分子与颗粒物质的运输 对于蛋白质 多核苷酸和多糖等大分子物质以及颗粒等 是由质膜运动产生内凹 外凸而导出内吞入胞或外吐和出芽而出胞 1 胞吞作用 也称入胞作用 质膜内陷将所摄取的液体或颗粒物质包裹 逐渐成泡 脂双层融合 形成细胞内的独立小泡 人类和动物的许多细胞均靠胞吞作用摄取物质 根据所摄物的物理性质不同把胞吞作用分为两类 胞饮作用 由质膜包裹液态物质形成吞饮小泡或吞饮体的过程 吞噬作用 为各种变形的 具有吞噬能力的细胞所特有 吞噬的物质多为颗粒性的 如微生物 组织碎片和异物等 胞吐作用 旨把细胞内分泌物 突触小泡等有膜结构内的物质排出细胞 当它们与细胞膜接触后 与细胞膜相融合 封闭的膜结构开放 内容物排入细胞外 胞吞作用形成的吞噬体和吞饮泡都可与溶酶体结合 其内容物被溶酶体酶处理 其膜可能以小泡方式重返细胞膜 同样 胞吐活动完成后 细胞膜也可在无明显胞吞活动的情况下形成小泡 将过多的膜返回细胞内部 这样 细胞膜与细胞内膜处于动态的平衡 称为膜再循环 在此过程中 细胞膜也得到更新 受体介导的内吞作用 在质膜上形成凹陷 当特定大分子与凹陷部位的相应受体结合时 凹陷进一步向胞质回缩 并从质膜上箍断形成有被膜小泡 此后的过程就与内吞小泡进行的过程相同 这种受体介导内吞具有高度选择性 转运速度很快 膜通道运输 通道也称通道蛋白质 channelprotein 是由转运蛋白质组成的含水通道 能使溶质经扩散过膜 是一种被动转运 通道分两种即持续开放与瞬间开放通道 2 信息跨膜传递信息跨膜传递是质膜的重要功能 质膜上有各种受体蛋白 能感受外界各种化学信息 将信息传入细胞后 使胞内发生各种生物化学反应和生物学效应 信息传递规律是外源性刺激直接传给膜上受体 经酶的调控产生信号 再激发另一酶的活性显示出生物学效应 此种反应分为几条途径 环磷酸腺苷信使途径 环磷酸鸟苷信使途径 磷脂酰肌醇信使途径和ca2 的信使机制 以上几条途径的详细过程见细胞生物学 细胞质 细胞质 cytoplasm 又称胞浆是由细胞质基质 内膜系统 细胞骨架和包涵物组成 一 细胞质基质细胞质基质又称胞质溶胶 cytosol 是细胞质中均质而半透明的胶体部分 充填于其它有形结构之间 细胞质基质的化学组成可按其分子量大小分为三类 即小分子 中等分子和大分子 小分子包括水 无机离子 属于中等分子的有脂类 糖类 氨基酸 核苷酸及其衍生物等 大分子则包括多糖 蛋白质 脂蛋白和rna等 细胞质基质的主要功能是 为各种细胞器维持其正常结构提供所需要的离子环境 为各类细胞器完成其功能活动供给所需的一切底物 同时也是进行某些生化活动的场所 二 内膜系统 内膜系统 endomembranesystem 是通过细胞膜的内陷而演变成的复杂系统 它构成各种细胞器 organelle 如内质网 线粒体 高尔基复合体 溶酶体等 这些细胞器均是互相分隔的封闭性区室 各具备一套独特的酶系 执行着专一的生理功能 内质网 1 内质网 endoplasmicreticulum er 是扁平囊状或管泡状膜性结构 它们以分支互相吻合成为网络 其表面有附着核糖核蛋白体者称为粗面内质网 roughendoplasmicreticulum rer 膜表面不附着核糖核蛋白体者称为滑面内质网 smoothendoplasmicreticulum ser 两者有通连 核糖核蛋白体附着在内质网上 其主要功能是合成分泌蛋白质 如免疫球蛋白 消化酶等 但也制造某些结构蛋白质 如膜镶嵌蛋白质 溶酶体醇等 粗面内质网分布于绝大部分细胞中 而在分泌蛋白旺盛的细胞 如浆细胞 腺细胞 粗面内质网特别发达 其扁囊密集呈板层状 并占据细胞质很大一部分空间 一般说来 可根据粗面内质网的发达程度来判断细胞的功能状态和分化程度 滑面内质网 滑面内质网多是管泡状 仅在某些细胞中很丰富 并因含有不同的酶类而功能各异 类固醇激素的合成 在分泌类固醇激素的细胞中 滑面内质网膜上有合成胆固醇所需的酶系 在此合成的胆固醇再转变为类固醇激素 脂类代谢 小肠吸收细胞摄入脂肪酸 甘油及甘油一酯 在滑面内质网上酯化为甘油三酯 肝细胞摄取的脂肪酸也是在滑面内质网上被氧化还原酶分解 或者再度酯化 解毒作用 肝细胞的滑面内质网含有参与解毒作用的各种酶系 某些外来药物 有毒代谢产物及激素等在此经过氧化 还原 水解或结合等处理 成为无毒物质排出体外 离于贮存与调节 横纹肌细胞中的滑面内质网又称肌浆网 其膜上有钙泵 可将细胞质基质中的ca2 泵入 贮存起来 导致肌细胞松弛 在特定因素作用下 贮存的ca2 释出 引起肌细胞收缩 胃底腺壁细胞的滑面内质网有氯泵 当分泌盐酸时将ci 释放 参与盐酸的形成 内质网电镜图 高尔基复合体 高尔基复合体 由扁平囊 小泡和大泡三部分组成 它在细胞中分布和数量依细胞的类型不同而异 扁平囊有3 10层 平行紧密排列构成高尔基复合体的主体 它有一面常凸起称生成面 另一面凹陷 称成熟面 扁平囊上有孔穿通 并朝向生成面 生成面附近有一些小泡 直径为40 80nm 是由附近粗面内质网芽生而来 将粗面内质网中合成的蛋白质转运到扁平囊 故小泡又称运输小泡 大泡位于成熟面 是高尔基复合体的生成产物 包括溶酶体 分泌泡等 溶酶体逐渐离开高尔基复合体而分散到细胞各部 分泌泡互相融合 其内容物电子密度增高 成为分泌颗粒 高尔基复合体电镜图 溶酶体 在蛋白质分泌旺盛的细胞中高尔基复合体发达 高尔基复合体对来自粗面内质网的蛋白质进行加工 修饰 糖化与浓缩 使之变为成熟的蛋白质 如在胰岛b细胞中将前胰岛素加工成为胰岛素 高尔基复合体具有多种糖基转移酶 许多蛋白质在此被糖化形成糖蛋白 此外 名种溶酶体也在高尔基复合体浓聚形成初级溶酶体 3 溶酶体 lysosome 为有膜包裹的小体 内含多种酸性水解酶 如酸性磷酸酶 组织蛋白酶 胶原蛋白酶 核糖核酸酶 葡萄糖苷酸和脂酶等 能分解各种内源性或外源性物质 它们的最适ph为5 0 不同细胞中的溶酶体不尽相同 但均含酸性磷酸酶 故该酶为溶酶体的标志酶 按溶酶体是否含有被消化物质 底物 可将其分为初级溶酶体和次级溶酶体 溶酶体电镜图 1 初级溶酶体 也称原溶酶体 一般呈圆形或椭圆形 直径多介于25 50nm 近年发现亦有长杆状或缓状溶酶体 其内容物呈均质状 电子密度中等或较高 不含底物 在少数细胞 如破骨细胞和炎症部位的中性粒细胞 溶酶体酶可被释放到细胞外发挥水解作用 2 次级溶酶体 也称吞噬性溶酶体 是由次级溶酶体和将被水解的各种吞噬底物融合而构成 因此其体积较大 形态多样 内容物为非均质状 根据其作用废物的来源不同 分为自噬性溶酶体和异噬性溶酶体 自噬性溶酶体的作用底物是内源性的 即来自细胞内的衰老和崩解的细胞器或局部细胞质等 线粒体 线粒体 mitochondria 常为杆或椭圆形 横径为0 5 1um长2 6um 但在不同类型激胞中线粒体的形状 大小和数量差异甚大 电镜下 线粒体具有双层膜 外膜光滑 厚6 7nm 膜中有2 3nm小孔 分子量为1万以内的物质可自由通过 内膜厚5 6nm 通透性较小 外膜与内膜之间有约8nm 膜间腔 或称外腔 由膜向内折叠形成线粒体嵴 嵴之间为嵴间腔 或称内腔 充满线粒体基质 基质中常可见散在的 直径25 50nm 电子致密的嗜饿酸基质颗粒 主要由磷脂蛋白组成 并含有钙 镁 磷等元素 基质中除基质颗粒外还含有脂类 蛋白质 环状dna分子 核糖体 线粒体嵴膜上有许多有柄小球体 即基粒 其直径为8 10nm 它由头 柄和基片三部分组成 球形的头与柄相连而突出于内膜表面 基片镶嵌于膜脂中 线粒体电镜图 线粒体基粒中含有atp合成酶 能利用呼吸链产生的能量合成atp 并把能量贮存于atp中 细胞生命活动所需能量的约95 由线粒体以atp的方式提供 因此 线粒体是细胞能量代谢中心 线粒体嵴实为扩大了内膜面积 故代谢率高 耗能多的细胞 嵴多而密集 大部分细胞的线粒体嵴为板层状 杆状线粒体的嵴多与其长轴垂直排列 圆形线粒体的嵴多以周围向中央放射状排列 在少数细胞 主要基分泌类固醇激素的细胞 如肾上腺皮质细胞等 线粒体峭多呈管状或泡状 有些细胞 如肝细胞 的线粒体兼有板层状和管状两种 线粒体另一个功能特点是可以合成一些蛋白质 目前推测 在线粒体中合成的蛋白质约占线粒体全部蛋白的10 这些蛋白疏水性强 和内膜结合在一起 线粒体合成蛋白质均是按照细胞核基因组的编码合成 如果没有细胞核遗传系统 线粒体rna则不能表达 因此表明线粒体合成蛋白质的半自主性 关于线粒体形成的机制 较普遍接受的看法是 线粒体依靠分裂而进行增殖 线粒体的发生过程可分为两个阶段 在第一阶段中 线粒体的膜进行生长和复制 然后分裂增殖 第二阶段包括线粒体本身的分化过程 建成能够行使氧化磷酸化功能的机构 线粒体生长和分化阶段分别接受两个独立遗传系统的控制 因此 它不是一个完全自我复制的实体 过氧化物酶体 5 过氧化物酶体 peroxisome 又称微体 microbody 是有膜包裹的圆形小体 直径为0 2 0 4 m 多见于肝细胞与肾小管上皮细胞 在人其内容物为低电子密度的均质状 在某些动物尚含电子致密的核心 是尿酸氢化酶的结晶 过氧化物酶体含有40多种酶 不同细胞所含酶的种类不同 但过氧化氢酶则存在所有细胞的过氧化物酶体中 各种氧酶能使相应的底物氧化 在氧化底物过程中 氧化酶使氧还原成过氧化氢 而过氧化氢酶能使过氧化氢还原成水 这种氧化反应在肝 肾细胞中是非常重要的 过氧化物酶体电镜图 核糖体 6 核糖体 ribosme 是由核糖体rna rrna 和蛋白质组成的椭圆形致密颗粒 并非膜性结构 颗粒大小约为15nm 25nm 核糖体由一个大亚基与一个小亚基构成 当一定数量 3 30 的核糖体由一条mrna细丝穿行于它们的大 小亚基之间把它们串联起来 则成为功能状态的多核糖体 polyribosome 电镜下呈串珠状或花簇状 核糖体能将mrna所含的核苷酸密码翻译为氨基酸序列 细胞质基质中的游离核糖体 freeribosome 合成细胞自身的结构蛋白 如细胞骨架蛋白细胞基质中的酶类等 供细胞代谢 增殖和生长需要 因此 在旺盛增殖中的细胞游离核糖体极多 内质网膜表面的附着核糖体 attachedribosome 除合成结构蛋白外 主要合成分泌性蛋白 核糖体丰富的细胞 光镜下胞质呈嗜碱性 三 细胞骨架 细胞的特定形状以及运动等均有赖于细胞质内蛋白质丝织成的网状结构 细胞骨架 cytoskeleton 细胞骨架是由微管 微丝 中间丝和微梁网组成 1 微管 microtubule 是细而长的中空圆柱状结构 管径约15nm 长短不等 常数根平行排列 微管由微管蛋白 thbulin 聚合而成 微管蛋白单体为直径约5nm的球形蛋白质 它们串连成原纤维 13条原纤维纵向平行排列围成微管 微管有单微管 二联微管和三联微管三种类型 细胞中绝大部分微管为单微管 在低温 ca2 和秋水仙素作用下易解聚为微管蛋白 故属于不稳定微管 二联微管主要位于纤毛与精子鞭毛中 三联微管参与构成中心体和基体 均为稳定微管 微管 微管具有多种功能 微管的支架作用可保持细胞形状 如血小板周边部的环行微管使其呈双凸圆盘状 神经细胞的微管支撑其突起 如果加入秋水仙素使微管解聚 则血小板变圆 神经细胞突起缩回 微管参与细胞的运动 如细胞分裂时 由微管组成的纺锤体可使染色体向两极移动 如果加入秋水仙素则分裂停止于中期 纤毛和鞭毛的摆动 胞吞和胞吐作用 细胞内物质的运送都需要微管参与 微丝 2 微丝 microfilament 广泛存在于多种细胞中 微丝常成群或成束存在 在一些高度特化的细胞 如肌细胞 它们能形成稳定的结构 但更常见的是形成不稳定的束或复杂的网 它们可根据细胞周期和运动状态的需要 改变其在细胞内的形态和空间位置 并能够根据在细胞的不同状态而聚合或解聚 分布于肌细胞和非肌细胞中的微丝分细丝和粗丝两种 细丝直径约6nm 长约l m 主要由肌动蛋白 actin 组成 故又称肌动蛋白丝 通常所说的微丝指此而言 细胞松弛素b能使细丝解聚 从而抑制细胞运动 粗丝直径侧10 15nm 长约1 5 主要由肌球蛋白 myosin 组成 故又称肌球蛋白丝 微丝是肌细胞内的恒定结构 在横纹肌细胞内 细丝与粗丝以一定比例 约为2 1 有规则排列成肌原纤维 其收缩机制已明确 平滑肌细胞内细丝与粗丝之比约为15 1 二者的排列不规则 非肌细胞中一般只能看到细丝 粗丝可能因存在时间短暂 或于电镜标本制备过程中解聚为肌球蛋白 难于观察到 在某些因素作用下 非肌细胞中的微丝迅速解策为其结构蛋白 在相反因素作用下 结构蛋白又装配成微丝 其中细丝交联成网以构成细胞骨架的一部分 并维持细胞质基质的胶质状态 细丝与粗丝的局部相互作用能引发运动 在活跃运动的细胞 主要在细胞质周边部 或细胞局部 如伪足 以及需要机械支持的部位 如微绒毛 都有丰富的微丝 因此 微丝除具有支持作用外 还参与细胞的收缩 变形运动 细胞质流动 细胞质分裂以及胞吞 胞吐过程 肌细胞的细胞骨架网 发挥固定和机械性整合作用 中间丝 3 中间丝 intermediatefilament 又称中等纤维 直径约为8 11nm 介于细丝与粗丝之间 因而得名 中间丝可分为五种 各由不同蛋白质构成 在成体中绝大部分细胞仅含有一种中间丝 故具有组织特异性 且较稳定 五种中间丝的形态相仿 难于分辨 但用免疫组织化学方法则能将它们区分 从而可进一步分析细胞的类型 1 角质蛋白丝 keratinfilament 分布于上皮细胞 在复层扁平上皮细胞内尤其丰富 常聚集成束 又称张力丝 张力丝附着于桥粒 一种细胞连接 能加固细胞间的连接 张力丝除起支持作用外 还有助于保持细胞的韧性和弹性 2 结蛋白丝 desminfilament 分布于肌细胞 在横纹肌细胞内 结蛋白丝所形成的细网连接相邻肌原纤维并使肌节位置对齐 在z膜处 细网包围肌原纤维并与细胞膜连接 在平滑肌细胞内 结蛋白丝连接在密体与密斑之间形成立体网架 并与肌动蛋白丝相连 波形蛋白丝 3 波形蛋白丝 vimentinfilament 主要存在于成纤维细胞和来自胚胎间充质的细胞 在少数含有两种中间丝的细胞中 波形蛋白丝是其中的一种 波形蛋白丝主要在核周形成网架 对核起机械性支持 并稳定其在细胞内的位置 4 神经丝 neurofilament 存在于神经细胞的胞体与突起中 由神经丝蛋白组成 与微管共同构成细胞骨架 并协助物质运输 5 神经胶质丝 neurogialfilament 主要存在于星形胶质细胞内 由胶质原纤维酸性蛋白组成 多聚集成束 交织走行于胞体 并伸入突起内 四 中心体 中心体 centrosome 多位于细胞核周围 由一对互相垂直的中心粒 centriole 构成 中心粒呈是短圆筒状 长0 5 m直径为外0 2 m 由9组三联微管与少量电子致密的均质状物构成其壁 相邻的三联微管相互斜向排列 状如风车旋翼 在壁外侧有时可见9个球形的中心粒卫星 centriolarsatellite 大小约70nm 在细胞分裂时 以中心粒卫星为起点形成纺锤体 参与染色体的分离 详见 细胞周期 有纤毛或鞭毛的细胞 中心粒形成基体 参与微管组的形成 中心体电镜图 五 包涵物 是细胞质中本身没有代谢活性 却有特定形态的结构 有的是贮存的能源物质 如糖源颗粒 脂滴 有的是细胞产物 如分泌颗粒 黑素颗粒 残余体也可视为包涵物 五 包涵物 糖原颗粒 1 糖原颗粒 glycogengranule 是细胞贮存葡萄糖的存在形式 pas反应呈红色 电镜下 其电子密度高 无膜包裹 并呈两种类型 颗粒 直径为20 30nm 形状不规则 分散存在 多见于肌细胞 颗粒 是 颗粒的聚合体 呈花簇状 大小不一 多见于肝细胞 五 包涵物 脂滴 2 脂滴 fatdrop 是细胞贮存脂类的存在形式 内含甘油三酯 脂肪酸 胆固醇等 脂滴在脂肪细胞中最多 其次为分泌类固醇激素的细胞 在前者 常常一个脂滴即占据细胞的绝大部分空间 在后者 则多是小的球状 在普通光镜标本制备过程中 脂滴被二甲苯 乙醇溶解而遗留大小不等的空泡 电镜下 脂滴无膜包裹 多是低或中等电子密度 与所含脂肪酸的不饱和程度有关 脂滴电镜图 五 包涵物 分泌颗粒 3 分泌颗粒 secretorygranule 常见于各种腺细胞 内含酶 激素等生物活性物质 分泌颗粒的形态 大小及在细胞内的分布位置因细胞种类而异 但都有膜包裹 分泌颗粒电镜图 细胞核 在he染色切片上 细胞核 nucleus 以其强嗜碱性而成为细胞内最醒目的结构 由于它含有dna 遗传信息 因此 借dna复制与选择性转录 细胞核成为细胞增殖 分化 代谢等活动中关键环节之一 人体绝大多数种类的细胞具有单个细胞核 少数无核 双核或多核 核的形态在细胞周期各阶段不同 间期核的形态在不同细胞亦相差甚远 但其结构都包括核被膜 染色质 核仁与核基质四部 细胞核电镜图 细胞核 核被膜 一 核被膜核被膜 nuclearenvelope 包裹在核表面 由基本平行的内层膜 外层膜两构成 两层膜的间隙宽10 15nm 称为核周隙 perinuclearcisterna 核被膜上有核孔 nuclearpore 穿通 外核膜表面有核糖体附着 并与粗面内质网相续 核周隙亦与内质网腔相通 因此 核被膜也参与蛋白质合成 内核膜也参与蛋白质合成 内核膜的核质面有厚20 80nm的核纤层 fibrouslamina 是一层由细丝交织形成的致密网状结构 核纤层不仅对核膜有支持 稳定作用 也是染色质纤维俩端的附着部位 细胞核 核孔 核孔是直径50 80nm的圆形孔 内 外核膜在孔缘相连续 孔内有环 annulus 与中心颗粒组成核孔复合体 环有16个球形亚单位 孔内 外侧各有8个 从位于核孔中心的中心颗粒 又称孔栓 放射状发出细丝与16个亚单位相连 核孔所在处无核纤层 一般认为 水离子和核苷等小分子物质可直接通透核被膜 而rna与蛋白质等大分子则经核孔出入核 但其出入方式尚不明了 核功能活跃的细胞核孔数量多 成熟的精子几乎无核孔 而卵母细胞的核孔极其丰富 成为研究该结构的主要材料 细胞核 染色质 二 染色质是遗传物质dna和组蛋白在细胞间期的形态表现 在he染色的切片上 染色质有的部分着色浅谈 称为常染色质 是核中进行rna转录的部位 有的部分呈强嗜碱性 称异染色质 是功能静止的部分 故根据核的染色状态可推测其功能活跃程度 电镜下 染色质由颗粒与细丝组成 在常染色质部分呈稀疏 在异染色质则极为浓密 现已证明 染色质的基本结构为串珠状的染色质丝 是由dna双螺旋规则重复地盘绕 形成大量核小体 细胞核 核小体 核小体为直径约10nm的扁圆球形 核心由5种蛋白 h1 h2a h2b h3 h4 分子组成 dna盘绕核心1 75周 含140个碱基对 dna链于相邻核小体间走行的部分称连接段 含10 70个碱基对 并有组蛋白h1附着 这种直径约10nm的染色质丝在其进行rna转录的部位是舒展状态 即表现为常染色质 而未执行动能的部位则螺旋化 形成直径约30nm的染色质纤维 即异染色质 人体细胞核中含46条染色质丝 其dna链总长约1m 只有以螺旋化状态才能被容纳于直径4 5 m的核中 三 核仁 是形成核糖体前身的部位 大多数细胞可具有1 4个核仁 在合成蛋白旺盛的细胞 核仁多而大 光镜下 核仁呈圆形 并因含大量rrna而显强嗜碱性 电镜下 核仁由细丝成分 颗粒成分与核仁相随染色质三部分构成 细丝成分与颗粒成分是rrna与相关蛋白质的不同表现形式 二者常混合组成核仁丝 后者蟠曲成网架 人的第13 14 15 21和22对染色体的一端有圆形的随体 satellite 通过随体柄与染色体其它部分相连 随体柄即为合成rrna的基因位点 又称核仁组织者区 当其解螺旋进入功能状态时即成为核仁相随染色质 并进一步发展为核仁 理论上人体细胞可有10个核仁 但在其形成过程中往往互相融合 因此细胞中核仁一般少于4个 四 核基质 是核中除染色质与核仁以外的成分 包括核液与核骨架两部分 核液含水 离子 在he酶类等无成分 核骨架 nuclearskeleton 是由多种蛋白质形成的三维纤维网架 并与核被膜核纤层相连 对核的结构具有支持作用 它的生化构成与其它可能的作用沿在研究中 程序化细胞死亡 在活组织中 单个细胞受其内在基因编程的调节 通过主动的生化过程而目杀死亡的现象 称程序化细胞死亡 programmedcelldeathpcd也称细胞凋亡 apoptosis 早在1972年 kerr等在研究青蛙尾巴退化时 发现了一种既不同于细胞衰老死亡又不同干坏死的细胞死亡方式 即细胞凋亡 并从形态学上详细描述了其特征 然而直到近年来发现它的发生机制由基因调控 先与细胞识别和信号传递有关 才引起人们的重视 细胞凋亡常为单个散在分布的细胞 早期形态学改变为染色质固缩 常聚集于核膜边界呈分明的颗粒状或星月形小体 细胞浆浓缩 继后胞核和细胞外形皱折 核裂解 质膜包绕其裂解碎片 细胞膜突出形成质膜小泡 即细胞 出泡 现象 脱落后形成凋亡小体其内可保留完整的细胞器和致密的染色质 组织中的凋亡小体很快被巨噬细胞或邻近细胞摄取消化 困此不出现明显的炎细胞浸出 细胞凋亡出现时核小体之间连接部双股螺旋断裂形成多个180 200bp的寡核苷酸碎片 在含溴化乙淀的琼脂糖凝胶电泳上呈典型的 梯状 条带 这一过程是激活的钙离子依赖的核酸内切酶介导的 尽管目前对细胞凋亡的研究逐渐深入 研究方法已从细胞水平进入分子水平 但对其本身相关的基因知之较少 第二节细胞间质 细胞间质是存在于细胞与细胞之间的不具有细胞形态结构的物质 它既是细胞分化过程的产物也是细胞生活的外环境 细胞间质与细胞一起共同构成组织 细胞间质包括无一定形态结构的基质和细丝状的纤维 一 基质基质大多为粘性胶状 也有液态状 血液的基质 半固体状 软骨组织的基质 和固体的基质 骨组织的基质 二 纤维 纤维包括胶原纤维 弹性纤维和网状纤维 胶原纤维直径为 由胶原原纤维集合成束组成 胶原原纤维由胶原蛋白组成 胶原原纤维抗张强度大 给组织以韧性 网状纤维 直径为 分支吻合连接成网 由胶原蛋白组成 弹性纤维直径为 0 主要由弹性蛋白组成 表面还有糖蛋白构成的微原纤维 弹性纤维能被拉长与回缩 给组织以弹性 细胞间质中的纤维对细胞具有支持 联络 保护和使组织器官承受拉力 压力和损伤修复等重要功能 而细胞间质中的基质 细胞质中的基质和细胞核中的核质 三者组成细胞内 外的水路交通系统 担负着细胞营养物质和排泄物质的繁忙运输任务 因此 细胞间质是细胞赖以生活的人体内环境 基本概念 细胞器 是具有一定的形态特点与特定功能的结构 主要包括线粒体 核糖体 内质网 高尔基复合体 溶酶体 微体 微管与微丝 中心体等 细胞质 是位于细胞膜与细胞核之间的全部物质 其基本组成包括基质 细胞器和内含物 核糖体 由大小两个亚基结合而成 其化学结构由核糖核酸和蛋白质组成 核糖体以游离核糖体和结合核糖体两种形式存在 核糖体具有合成蛋白质的功能 粗面型内质网 其主要特征是内质网膜的外面附有核糖体颗粒 此核糖体是细胞内合成蛋白质的场所 亦是细胞内物质运输的通道 溶酶体 是由一层膜围成的圆形颗粒 其中含有多种水解酶 能分解蛋白质 脂肪 糖类与核酸等 溶酶体的功能主要有溶解和消化作用 细胞间质 是存在于细胞与细胞之间的不具有细胞形态结构的物质 包括无一定形态结构的基质和细丝状的纤维 它既是细胞分化过程的产物也是细胞生活的外环境 细胞间质与细胞一起共同构成组织 重点难点 细胞的组成及各部分的功能 细胞膜的结构与功能 细胞器的主要种类及其功能 细胞核的结构与功能 思考练习 细胞的形态及其基本结构如何 试述细胞膜的分子结构和功能 线粒体的结构如何 试述它在细胞生命活动中的作用 细胞核的结构和功能如何 第一篇人体组成的结构基础 第二章基本组织 第一节上皮组织一上皮组织概述二被覆上皮三腺上皮四感觉上皮第二节结缔组织一结缔组织概述二疏松结缔组织三致密结缔组织四网状组织五脂肪组织 六骨 软骨组织七血液和淋巴第三节肌肉组织一肌肉组织概述二骨骼肌三心肌四平滑肌第四节神经组织一神经组织概述二神经元三神经胶质细胞 基本要求 明确基本组织的概念 掌握上皮组织 结缔组织 肌肉组织和神经组织的结构特点 分布及其机能 第一节上皮组织 目的 1 掌握上皮组织的特点2 掌握各种类型上皮的结构特点 上皮组织概述 上皮组织覆盖于人体的外表面或衬在体内各种管 腔及囊的内表面 由许多排列紧密的细胞和少量的细胞间质所组成 细胞基部位于基膜上与深层结缔组织相连 上皮细胞内一般