人体解剖学课件00259

1、谷谷 莉莉第三章第三章 细胞的基本功能细胞的基本功能一一 物质转运的两个必备条件物质转运的两个必备条件1）细胞膜对物质有通透性）细胞膜对物质有通透性 第一节第一节 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能 2）转运动力：如浓度差、电位差、渗透压差）转运动力：如浓度差、电位差、渗透压差 主动转运：耗能主动转运：耗能被动转运：不耗能被动转运：不耗能（一）（一） 小分子物质和离子的跨膜转运小分子物质和离子的跨膜转运被动转运被动转运主动转运主动转运载体介导的载体介导的易化扩散易化扩散 : 载体蛋白载体蛋白参与参与通道介导的通道介导的易化扩散易化扩散 : 通道蛋白通道蛋白参与参与原发性主动转运原发性主动

2、转运 : 离子泵离子泵参与参与继发性主动转运继发性主动转运 : 转运体转运体参与参与（P高高P低低）（P低低P高高）二二 物质的跨膜转运形式物质的跨膜转运形式 单纯扩散单纯扩散1） 单纯扩散单纯扩散： 脂溶性物质 (O2 、CO2、乙醇、固醇类的激素等）脂溶物质顺浓度差以脂溶物质顺浓度差以物理扩散物理扩散的方式的方式直直接接通透细胞膜。通透细胞膜。（一）（一） 小分子物质和离子的跨膜转运小分子物质和离子的跨膜转运1.被动转运被动转运单纯扩散的特点单纯扩散的特点l不需要膜蛋白的帮助不需要膜蛋白的帮助l推动物质转运的力量是物质的浓度梯度推动物质转运的力量是物质的浓度梯度l物质转运的方向是从高浓度向

3、低浓度，不耗能物质转运的方向是从高浓度向低浓度，不耗能l转运的结果是物质浓度在细胞膜的两侧达到平衡转运的结果是物质浓度在细胞膜的两侧达到平衡2）易化扩散：需膜蛋白参与的扩散）易化扩散：需膜蛋白参与的扩散载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散 ： 象船，象船，eg：葡萄糖；氨基酸：葡萄糖；氨基酸通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散特点特点 ：A A 饱和现象饱和现象B B 立体构象特异性立体构象特异性C C 竞争性抑制竞争性抑制特点特点 : : A A 离子的选择性离子的选择性B B 门控特性门控特性化学门控通道化学门控通道电压门控通道电压门控通道 机械门控通道机械门控通道通道介导的易化扩散通道介

4、导的易化扩散象闸门，象闸门，egeg：各种离子：各种离子2. 主动转运：逆浓度，耗能主动转运：逆浓度，耗能1）原发主动转运：细胞直接利用代谢产生的能量）原发主动转运：细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度差或电位差进行跨膜转运的过程将物质逆浓度差或电位差进行跨膜转运的过程 钠钾泵钠钾泵（Na+-K+-ATP酶）酶） 有有ATP酶活性，分解酶活性，分解ATP供能供能 排排3Na+,摄摄2K + 钠泵的生理意义钠泵的生理意义l是细胞生物电产生的重要条件是细胞生物电产生的重要条件l钠泵活动造成的细胞内高钠泵活动造成的细胞内高K+K+，是细胞内许多代谢反应所必需是细胞内许多代谢反应所必需的条件的条件l

5、钠泵活动所造成的膜内外钠泵活动所造成的膜内外Na+Na+浓度势能差（势能储备）是其浓度势能差（势能储备）是其他物质继发性主动转运的动力他物质继发性主动转运的动力l钠泵活动能维持细胞的正常形钠泵活动能维持细胞的正常形态和胞质渗透压的相对稳定态和胞质渗透压的相对稳定原发主动转运特点原发主动转运特点l直接利用细胞代谢产生直接利用细胞代谢产生能量能量l介导转运蛋白是泵蛋白介导转运蛋白是泵蛋白2）继发主动转运：）继发主动转运： 伴伴Na+的易化扩散而进行的另一物质的主的易化扩散而进行的另一物质的主动转运，为间接利用动转运，为间接利用ATP的转运过程的转运过程继发主动转运特点继发主动转运特点1. 以原发主

6、动转运为基础，通过钠泵建立钠以原发主动转运为基础，通过钠泵建立钠离子浓度梯度离子浓度梯度2. 介导转运蛋白为转运体介导转运蛋白为转运体3. 间接利用细胞代谢产生的间接利用细胞代谢产生的ATP能量能量1 1入胞：吞噬（固体）入胞：吞噬（固体） 吞饮（液体）吞饮（液体） 受体介导入胞受体介导入胞2 2出胞：神经末梢分泌递质，腺体分泌激素出胞：神经末梢分泌递质，腺体分泌激素 受体介导入胞受体介导入胞（二）（二）大分子物质跨膜转运大分子物质跨膜转运 ：（细胞膜（细胞膜 运动运动 ）小结：小结：被动转运被动转运第二节第二节 细胞的跨膜信号转导细胞的跨膜信号转导一一 G G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导蛋

7、白耦联受体介导的跨膜信号转导l受体受体lG G蛋白蛋白lG G蛋白效应器分子蛋白效应器分子受体与配体受体与配体受体受体 ：位于细胞膜，具有特异地识别和结合外来化：位于细胞膜，具有特异地识别和结合外来化 学信号的功能蛋白质。学信号的功能蛋白质。配体配体 ：凡能与受体特异性结合并产生效应的物质。：凡能与受体特异性结合并产生效应的物质。如激素，神经递质，药物如激素，神经递质，药物 由一条由一条7 7次穿膜的多肽链构成，当与相应配体结次穿膜的多肽链构成，当与相应配体结合后激活合后激活G G蛋白蛋白1. G蛋白耦联受体蛋白耦联受体2. G蛋白蛋白由由三个亚单位组成，位于细胞膜的胞质面三个亚单位组成，位于

8、细胞膜的胞质面3. G蛋白效应器分子蛋白效应器分子 A. A. 效应器酶效应器酶 B. B. 离子通道离子通道神经递质、激素等配体（第一信使）神经递质、激素等配体（第一信使）酶活性增强或减弱酶活性增强或减弱细胞内生物效应细胞内生物效应胞浆中第二信使物质的生成增加或减少胞浆中第二信使物质的生成增加或减少结合结合G蛋白耦联受体蛋白耦联受体激活激活G蛋白蛋白 G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导 作用于离子通道作用于离子通道促进或阻止促进或阻止离子跨膜转运离子跨膜转运二二 通道介导的跨膜信号转导通道介导的跨膜信号转导类型：化学门控通道、电压门控通道、机械门控通道类型：化学门

9、控通道、电压门控通道、机械门控通道 a. 自身具有酶的活性自身具有酶的活性 b. 自身没有酶的活性，但可与细胞内的酶结合，自身没有酶的活性，但可与细胞内的酶结合， 并使之激活并使之激活三三 酶耦联受体介导的跨膜信号转导酶耦联受体介导的跨膜信号转导第三节第三节 细胞的生物电现象细胞的生物电现象l 细胞生物电现象的主要表现是什么？细胞生物电现象的主要表现是什么？静息电位静息电位 ( RP( RP：resting potential )resting potential )动作电位（动作电位（APAP：action potential )action potential ) 相关概念相关概念l刺激：

10、物理、机械、电、温度、化学刺激：物理、机械、电、温度、化学 反应：兴奋、抑制反应：兴奋、抑制l兴奋性：可兴奋组织、细胞对刺激发生反应的兴奋性：可兴奋组织、细胞对刺激发生反应的能力能力l阈强度（阈刺激；阈值）：引起组织、细胞发阈强度（阈刺激；阈值）：引起组织、细胞发生反应（引发动作电位）的最小刺激强度生反应（引发动作电位）的最小刺激强度l阈下刺激、阈上刺激阈下刺激、阈上刺激枪乌贼的巨大神经轴突在细胞电生理学中的贡献枪乌贼的巨大神经轴突在细胞电生理学中的贡献 一一 细胞生物电现象及其产生机制细胞生物电现象及其产生机制电电极极刺刺穿穿细细胞胞膜膜前前静息电位记录示意图静息电位记录示意图电电极极刺刺穿

11、穿细细胞胞膜膜后后0 mV-90 mV0 mV（一）两个重要的细胞生物电现象（一）两个重要的细胞生物电现象1 1 静息电位静息电位膜电位变化膜电位变化l超极化超极化 hyperpolarizationhyperpolarization 偏离静息电位的任何负向电位偏离静息电位的任何负向电位l去极化去极化 depolarizationdepolarization 偏离静息电位的任何正向电位偏离静息电位的任何正向电位2. 动作电位动作电位 在静息电位基础上，在静息电位基础上，细胞受到一个细胞受到一个适当刺激适当刺激( (不小于阈电位不小于阈电位) )时，其时，其膜电位所发生的一次迅膜电位所发生的一次

12、迅速短暂而可逆的倒转和速短暂而可逆的倒转和复原的波动。复原的波动。动作电位发生时膜电位的变化静息电位静息电位( (极化极化) )：安静时安静时, , 膜两侧电位外正内负膜两侧电位外正内负去极化：去极化：膜两侧电位差减小膜两侧电位差减小, , 膜内负值变小膜内负值变小复极化复极化：去极化后，又向原来的极化状态恢复：去极化后，又向原来的极化状态恢复超极化超极化：膜两侧电位差加大：膜两侧电位差加大, ,膜内负值增大膜内负值增大超射：超射：去极化超过去极化超过0mV0mV的部分的部分( (二二) ) 细胞生物电的产生机制细胞生物电的产生机制化学驱动力：浓度梯度化学驱动力：浓度梯度电驱动力：电位差电驱动

13、力：电位差细胞内液和细胞外液中的离子细胞内液和细胞外液中的离子A-； K+； Cl-；Na+细胞内液和细胞外液中的离子细胞内液和细胞外液中的离子 静息状态下的细胞膜静息状态下的细胞膜 对对K+通透高通透高 对对Na+通透性低通透性低 钠钾泵的产生钠钾泵的产生细胞外液细胞外液NaNa+ + 细胞内液细胞内液NaNa+ +静息电位值约等于钾平衡电位的值静息电位值约等于钾平衡电位的值1. 静息电位静息电位（RP）产生的原理产生的原理静息电位的产生：静息电位的产生： K K+ +的外流的外流 Bernstein首次提出，首次提出，细胞内外细胞内外K+的不均匀分布的不均匀分布和和安安 静时膜主要对静时膜

14、主要对K+有通透性有通透性是细胞静息电位产生的基础。是细胞静息电位产生的基础。 顺浓度梯度使细胞内顺浓度梯度使细胞内 K+向细胞外扩散向细胞外扩散 内负外正电位差（内负外正电位差（ K+通透性大；通透性大；A-不具通透性）不具通透性） 阻碍阻碍 K+ 外流的电驱动力增加外流的电驱动力增加促进促进 K+ 外流化学力外流化学力 = 阻止阻止 K+ 外流电驱动力外流电驱动力（即（即K K+ +平衡电位）平衡电位） 细胞膜内、外的细胞膜内、外的K K+ +浓度浓度 细胞膜对细胞膜对K K+ +通透性通透性 NaNa+ +-K-K+ +泵的活动水平泵的活动水平 影响静息电位的因素：影响静息电位的因素：有

15、效刺激后有效刺激后, ,膜对膜对Na+Na+通透通透Na+Na+顺浓度快速内流顺浓度快速内流 膜内电位迅速增高膜内电位迅速增高形成内正外负的电位差形成内正外负的电位差促进促进 Na+Na+内流化学力内流化学力 = = 阻止阻止 Na+Na+内流电驱动力内流电驱动力 （Na+Na+平衡电位）平衡电位）2. 动作电位（动作电位（AP）的产生：）的产生：动作电位的超射值等于动作电位的超射值等于NaNa+ +平衡电位平衡电位Na+Na+的内流的内流APAP：上：上升支升支Na+Na+通道激活开放通道激活开放,Na+,Na+内流形成内流形成APAP上升支上升支AP: AP: 下降支下降支K+K+通道激活

16、开放通道激活开放,K+,K+外流形成外流形成APAP下降支下降支动作电位形成的离子基础动作电位形成的离子基础去极去极:Na+:Na+内流内流复极复极:K+:K+外流外流负后电位负后电位： ：复极时外流的复极时外流的K+K+蓄积蓄积在膜外在膜外, ,阻碍了阻碍了K+K+外流外流 正后电位：生电性钠泵正后电位：生电性钠泵静息水平静息水平: : 钠泵活动使离子恢钠泵活动使离子恢复静息时的分布状态复静息时的分布状态 细胞膜外的钠离子浓度细胞膜外的钠离子浓度 使用钠离子通道阻断剂（河豚毒）将使用钠离子通道阻断剂（河豚毒）将 使动作电位消失使动作电位消失 影响动作电位的因素：影响动作电位的因素：细胞一次兴

17、奋后兴奋性的周期性变化细胞一次兴奋后兴奋性的周期性变化l绝对不应期绝对不应期 兴奋性兴奋性=0=0 钠通道关闭钠通道关闭l相对不应期相对不应期 正常正常 兴奋性兴奋性00 钠通道钠通道 恢复期恢复期 阈上刺激阈上刺激l超常期（负后电位）超常期（负后电位） 兴奋性兴奋性 正常正常 钠通道恢复钠通道恢复 阈下刺激阈下刺激l低常期（正后电位）低常期（正后电位） 兴奋性兴奋性 正常正常 钠通道准备钠通道准备动作电位的传导动作电位的传导l“全或无全或无”法则法则 阈下刺激不能产生动作电位，阈上刺激产生的阈下刺激不能产生动作电位，阈上刺激产生的 动作电位幅度不随刺激的大小而变化。动作电位幅度不随刺激的大小

18、而变化。l频率法则频率法则 刺激变化的信息是通过动作电位频率来表达的，刺激变化的信息是通过动作电位频率来表达的，高强度刺激引发高频率的动作电位。高强度刺激引发高频率的动作电位。局部电位的传导局部电位的传导l不表现不表现“全或无全或无”的特征的特征l不能进行不衰减传播不能进行不衰减传播l总和现象总和现象有髓纤维上跳跃式传导：有髓纤维上跳跃式传导： 髓鞘包裹着的神经元只有在裸露的髓鞘包裹着的神经元只有在裸露的朗飞结朗飞结才能才能与细胞外液接触。轴突把动作电位从一个朗飞结传与细胞外液接触。轴突把动作电位从一个朗飞结传导至另一个朗飞结。在每个新的朗飞结都有动作电导至另一个朗飞结。在每个新的朗飞结都有动

19、作电位被重新激活。这种跳跃式的传导被称为位被重新激活。这种跳跃式的传导被称为跳跃传导跳跃传导。第四节第四节 骨骼肌的收缩功能骨骼肌的收缩功能根据肌肉的功能特性，可分为：根据肌肉的功能特性，可分为： 骨骼肌骨骼肌心肌心肌平滑肌平滑肌 骨骼肌由大量成束骨骼肌由大量成束肌纤维细胞肌纤维细胞构成。一根肌纤构成。一根肌纤维就是一个肌细胞。维就是一个肌细胞。粗粗/ /细肌丝细肌丝 肌原纤维肌原纤维 肌纤维肌纤维 肌纤维束肌纤维束 肌肉组织肌肉组织 （细胞）（细胞） 运动神经末梢和它所支运动神经末梢和它所支配的肌纤维之间形成一个特配的肌纤维之间形成一个特殊的结构：殊的结构：神经骨骼肌接神经骨骼肌接头头（神经

20、肌接头），通过（神经肌接头），通过神经肌接头将中枢神经系神经肌接头将中枢神经系统传来的兴奋传递给骨骼肌统传来的兴奋传递给骨骼肌细胞细胞 （一）（一） 神经神经- -肌接头的结构肌接头的结构 接头前膜，接头间歇，接头后膜（终板膜）接头前膜，接头间歇，接头后膜（终板膜）动作电位到达神经末梢动作电位到达神经末梢 接头前膜去极化接头前膜去极化电压门控电压门控 CaCa2 2 通道开放通道开放 CaCa2 2内流内流 接头前膜内接头前膜内 CaCa2 2 升高升高 囊泡与接头前膜融合，囊泡与接头前膜融合，破裂，将破裂，将AChACh排放到接头间排放到接头间隙（隙（量子式释放量子式释放）（二）（二） 神经

21、神经- -肌接头处的兴奋传递肌接头处的兴奋传递AChACh在接头间隙扩散在接头间隙扩散 与终板膜上与终板膜上AChACh受体结合受体结合 AChACh受体通道开放受体通道开放 NaNa+ +内流和内流和K K+ +外流外流 （以（以Na+Na+内流为主）内流为主） 终板膜发生去极化，称为终板膜发生去极化，称为 终板电位（终板电位（EPP)EPP) 电紧张性扩布至邻近膜电紧张性扩布至邻近膜 使邻近膜去极化达阈电位使邻近膜去极化达阈电位 爆发动作电位（兴奋）爆发动作电位（兴奋）膜膜CaCa2 2通道开放，膜外通道开放，膜外CaCa2 2向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，释放接头前

22、膜内囊泡移动、融合、破裂，释放ACh(ACh(量子释放量子释放) )AChACh与终板膜上的与终板膜上的AChACh受体结合，受体通道构型改变受体结合，受体通道构型改变终板电位对临近肌细胞膜终板电位对临近肌细胞膜NaNa、K K ( (尤其是尤其是NaNa) )通透性通透性神经神经- -肌接头处的兴奋传递过程肌接头处的兴奋传递过程神神经经-肌接肌接头兴奋传递头兴奋传递的特征的特征l单向传递单向传递l时间延搁时间延搁l易受环境因素和药物的影响易受环境因素和药物的影响肌肉松弛剂能与N2型Ach受体竞争（箭毒；银环蛇毒）产生副交感神经兴奋症状抑制胆碱酯酶活性（有机磷农药中毒，解磷定解毒；新斯的明治疗

23、肌无力）1. 物质跨膜转运的主要方式有哪些？物质跨膜转运的主要方式有哪些？2. 简述静息电位的产生机制？简述静息电位的产生机制？3. 简述动作电位的产生机制？简述动作电位的产生机制？4. 简述神经简述神经- 肌接头处兴奋传递的过程？肌接头处兴奋传递的过程？p 动作电位在细胞间的传导机制动作电位在细胞间的传导机制 （细胞间的直接电传递）（细胞间的直接电传递）某一细胞膜产生动作电位 离子流通过缝隙连接 （gap junction）另一细胞去极化动作电位p如果细胞之间没有缝隙连接，动作电位就不能在细胞间传播。如果细胞之间没有缝隙连接，动作电位就不能在细胞间传播。 足够的足够的AChACh： 一次神经

24、冲动能使约一次神经冲动能使约2 25050个突触小泡几个突触小泡几乎同时释放乎同时释放AChACh，在终板膜上产生的终板电位平均幅度，在终板膜上产生的终板电位平均幅度约为约为50mV50mV，超过肌纤维兴奋阈值的，超过肌纤维兴奋阈值的3 34 4倍。倍。神经肌接头传递的特征：神经肌接头传递的特征： 1:1 1:1对应关系：每一次动作电位到达神经末梢，都能对应关系：每一次动作电位到达神经末梢，都能可靠地使肌细胞兴奋和收缩一次。可靠地使肌细胞兴奋和收缩一次。 AChE AChE 的清除作用：的清除作用： AChACh和和N N2 2-ACh-ACh受体的结合受体的结合/ / 解离解离呈现动态。作用

25、后呈现动态。作用后2ms2ms，释放的，释放的AChACh即被终板膜上即被终板膜上AChEAChE分解而被清除。分解而被清除。u 局部反应及其特性 阈下刺激虽然不能使膜电位达到阈电位，但可引起少量Na+通道开放，使膜电位发生程度较低的去极化，这种情况称为局部反应，此时的升高的膜电位称为局部电位或电紧张电位，又称为电紧张扩布（electrotonic propagation)。 局部反应的特征：1. 呈等级性，不是全或无2. 不能在膜上作远距离传播3. 可以相互叠加：空间性总和，时间性总和二二 膜受体的类型与组成成分膜受体的类型与组成成分膜受体膜受体单体型受体单体型受体聚合体型受体聚合体型受体调节部位调节部位催化部位催化部位调节受体调节受体催化受体催化受体转换蛋白转换蛋白 R 神经递质神经递质G蛋白