生理学第二章1

,第二章细胞的基本功能Functionofcell第一节细胞膜的结构和物质转运功能,一、细胞膜的结构概述液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有不同结构和功能的蛋白质1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇双嗜分子构成基架,体温条件下具有流动性2.蛋白质:分表面蛋白(骨架蛋白、受体)和整合蛋白(载体、通道、离子泵、转运体)3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖脂成为抗原决定簇、受体可识别部分,二、膜的跨膜物质转运功能跨膜转运transmembranetransport:体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。转运方式:单纯扩散被动转运passivetransport易化扩散原发性主动转运主动转运activetransport继发性主动转运出胞和入胞作用,膜蛋白介导,(一)单纯扩散Simplediffusion脂溶性物质由高低浓度侧的净移动。通量(flux):摩尔/cm2.秒扩散浓度差膜通透性(脂溶性,分子量,带电状况)单纯扩散物质：O2、CO2、乙醇、尿素、少量激素、水(还可通过水通道waterchannel即水孔蛋白aquaprin来跨膜转运),(二)易化扩散Facilitateddiffusion非脂溶性物质借助细胞膜蛋白质(通道、载体)帮助顺电化学梯度的跨膜转运。特点:由高到低顺浓度差扩散(离子扩散还与电位差有关)转运蛋白与转运物质间有选择性转运蛋白的功能受环境因素的影响,1.经载体的易化扩散Facilitateddiffusionviacarrier转运物质:小分子物质,如GS、AA、核苷酸,载体：是贯穿脂质双层的整合蛋白。,经载体的易化扩散的特点：转运速度比溶质物理特性预期的快;饱和现象saturation;结构特异性:如对GS转运,只转运右旋GS,因为载体是D-GScarrier或称glucosetransporter;竞争抑制competitiveinhibition;,2.经通道的易化扩散Facilitateddiffusionviachannel：转运物质:带电离子,离子通道：是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白。通道的分类：化学门控通道Chemically-gatedchannel电压门控通道Voltage-gatedchannel机械门控通道Mechanical-gatedchannel,电压门控通道,化学门控通道,化学,化学,通道的特征：离子选择性门控性通道转运的功能特点：转运速率快无饱和现象，无竞争性抑制通道有不同的功能状态,通道蛋白状态：静息、激活、失活,(三)主动转运activetransport细胞膜通过本身某种耗能过程，借助细胞膜某些蛋白质的帮助，将非脂溶性物质分子或离子逆电化学梯度差进行的转运。根据转运能量是否直接来源于ATP的不同分为:原发和继发两种主动转运形式。,1.原发性主动转运Primaryactivetransport,指细胞直接利用代谢产生的能量(ATP)将物质(通常是带电离子)逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运过程。介导这一过程的膜蛋白称为离子泵(ionpump),如：钠-钾泵sodium-potassiumpump简称钠泵sodiumpump,又称Na+-K+-ATP酶(Na+-K+-ATPase),Primaryactivetransport,Na+-K+依赖式ATP酶（钠泵）,3Na+(由胞内向胞外):2K+(由胞外向胞内),Na+-K+依赖式ATP酶由和两个亚单位构成,水解ATP及与阳离子结合部位均在亚单位。当：细胞内Na+ATP钠泵激活细胞外K+ADP+Pi+E3Na+(移出胞外):2K+（移入胞内）同时逆向转运。钠泵抑制剂:哇巴因ouabain,Primaryactivetransport,钠泵活动的生理意义：细胞内高K+胞内代谢反应所必需；膜内外K+、Na+浓度差RP、AP产生前提；维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定；生电性活动影响RP数值；胞外高Na+势能储备：GS、AA继发性主动转运；Na+-H+交换,维持胞内pH稳定；Na+-Ca2+交换,维持胞内Ca2+浓度稳定；,H+泵(H+-ATP酶；H+-K+-ATP酶):分布于胃粘膜壁细胞表面，与胃酸分泌有关Ca2+泵(Ca2+-ATP酶)：主要分布于骨骼肌与心肌细胞内部的肌质网上,与肌肉收缩有关,其它泵：,Primaryactivetransport,2.继发主动转运(又简称联合转运)secondaryactivetransport细胞膜间接利用钠泵分解ATP释放的能量完成的主动转运。即细胞膜利用钠泵分解ATP释放的能量所建立起的细胞膜内外Na+浓度差的势能储备，再由转运体蛋白完成的逆电化学梯差的跨膜转运。如：小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收GS、AA为继发主动转运。介导继发主动转运的是特殊的转运蛋白转运体transporter。,肾小管上皮细胞对GS的转运,基侧膜钠泵活动Na+浓度势能差管腔膜Na+、GS同向转运体GS再易化扩散入血,转运体transporter：,转运体和载体具有相似的转运机制，也会出现饱和现象,同向转运体反向转运体（交换体）,典型的继发性主动转运：GS和AA在小肠粘膜上皮的吸收；GS和AA在肾小管上皮的重吸收；神经递质在突触间隙被神经末梢所重摄取；甲状腺上皮细胞的聚碘过程；Na+-H+交换,Na+-Ca2+交换；,(一)出胞和入胞exocytosisandendocytosis,Exocytosis:指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。,分泌物的出胞过程,粗面内质网上合成转移到高尔基体修饰，由质膜包裹分泌囊泡移向细胞膜内侧融合、破裂，分泌,信号,Endocytosis：大分子物质或物质团块借助于