生理学细胞的基本功能专家讲座

第二章细胞基本功效第一节细胞膜结构和物质转运功效第二节细胞物质转运功效第三节细胞生物电现象第四节肌细胞收缩功效生理学细胞的基本功能专家讲座第1页本章要求

掌握1.单纯扩散、易化扩散概念、形式和特点；2.原发性主动转运概念和转运机制；3.静息电位、动作电位概念及产生机制；4.动作电位、局部反应特点；5.兴奋在同一细胞上传导形式及特点；6.兴奋-收缩耦联概念及其耦联物质。生理学细胞的基本功能专家讲座第2页第一节细胞膜结构和物质转运功效一、细胞膜结构概述细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，另外还有极少许糖类物质。

液态镶嵌模型（fluidmosaicmodel）基本内容是：膜以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着含有不一样分子结构和生理功效蛋白质。生理学细胞的基本功能专家讲座第3页细胞膜液态镶嵌模型生理学细胞的基本功能专家讲座第4页二、细胞膜物质转运功效(一)单纯扩散概念：是一个简单物理扩散，没有生物学转运机制参加。扩散方向和速度：取决于物质在膜两侧浓度差和膜对该物质通透性。影响扩散量原因：①浓度差：是物质扩散动力；②通透性：通透性愈大，扩散量也愈大。

生理学细胞的基本功能专家讲座第5页(二)易化扩散1.载体介导易化扩散

①载体蛋白质有较高结构特异性。②饱和现象。③竞争性抑制。生理学细胞的基本功能专家讲座第6页载体介导易化扩散生理学细胞的基本功能专家讲座第7页

通道介导易化扩散示意图生理学细胞的基本功能专家讲座第8页通道介导易化扩散门控离子通道分为三类：1.电压门控通道：在膜去极化到一定电位时开放，如神经元上Na+通道；2.化学门控通道：受膜环境中一些化学物质影响而开放,这类化学物质（配基）主要来自细胞外液，如激素、递质等；3.机械门控通道：当膜局部受牵拉变形时被激活，如触觉神经末梢、听觉毛细胞等都存在这类通道。生理学细胞的基本功能专家讲座第9页（三）主动转动概念：细胞经过本身某种耗能过程，将某种物质分子或离子由膜低浓度一侧移向高浓度一侧过程。分类：原发性主动转运、继发性主动转运二者区分：原发性主动转运：直接利用ATP能量继发性主动转运：间接利用ATP能量生理学细胞的基本功能专家讲座第10页钠－钾泵（sodium-potassiumpump）简称钠泵，也称Na+-K+依赖式ＡＴＰ。作用：在消耗代谢能情况下逆浓浓度差将细胞内3个Na+移出膜外，同时把细胞外2个K+移入膜内，因而保持了膜内高K+和膜外高Na+不均衡离子分布。意义：①钠泵活动造成细胞内高K+是许多代谢过程必需条件；②钠泵将Na+排出细胞将降低水分子进人细胞内，对维持细胞正常体积有一定意义；③钠泵活动最主要在于它能逆浓度差和电位差进行转运，因而建立起一个势能贮备。这种势能是细胞内外Na+和K+等顺着浓度差和电位差移动能量起源。生理学细胞的基本功能专家讲座第11页原发性主动转运示意图

生理学细胞的基本功能专家讲座第12页继发性主动转运生理学细胞的基本功能专家讲座第13页（四）入胞和出胞生理学细胞的基本功能专家讲座第14页第二节细胞跨膜信号转导功效跨膜信号转导方式分为三类：①G蛋白耦联受体介导信号转导；②酶耦联受体介导信号转导；③离子通道介导信号转导。每类都经过各自不一样细胞信号分子完成信号转导。生理学细胞的基本功能专家讲座第15页由膜受体-G-蛋白-膜效应器酶组成

跨膜信号传递系统和第二信使类物质生成

生理学细胞的基本功能专家讲座第16页第三节细胞生物电现象生物电（bioc-lectricity）：是指一切活细胞不论处于静息状态还是活动状态都存在电现象。两种表现形式：平静时含有静息电位和受刺激时产生动作电位。生理学细胞的基本功能专家讲座第17页（一）静息电位静息电位（restingpotential，RP）是指细胞处于静息状态时，细胞膜两侧存在电位差。意义：是动作电位产生基础。生理学细胞的基本功能专家讲座第18页静息电位测定示意图

A:电极A与B均置于细胞外表面B：电极A置于细胞外，电极B插入细胞内，统计到细胞内外电位差生理学细胞的基本功能专家讲座第19页静息电位产生机制产生条件主要有两个：①细胞内外各种离子浓度分布不均，即存在浓度差；

②在不一样状态下，细胞膜对各种离子通透性不一样。

生理学细胞的基本功能专家讲座第20页

膜电位几个状态极化：平静时存在于膜两侧稳定内负外正状态。超极化：膜内负电位增大。去极化：膜内负电位减小。复极化：细胞发生去极化后，膜电位有恢复到极化状态。生理学细胞的基本功能专家讲座第21页（二）动作电位概念：动作电位(actionpotential,AP)是指细胞受刺激时在静息电位基础上产生可扩布电位改变。意义：是细胞处于兴奋状态标志。

生理学细胞的基本功能专家讲座第22页单一神经纤维动作电位示意图生理学细胞的基本功能专家讲座第23页

动作电位产生机制生理学细胞的基本功能专家讲座第24页动作电位产生条件与阈电位阈电位：能触发动作电位膜电位临界值。阈电位大约比正常静息电位绝对值小10～20mV。动作电位产生条件：静息电位去极化到达阈电位水平。生理学细胞的基本功能专家讲座第25页动作电位特点

⑴动作电位呈“全或无”现象：动作电位一旦产生就到达它最大值，其改变幅度不会因刺激加强而增大；⑵不衰减性传导：动作电位一旦在细胞膜某一部位产生，就会马上向整个细胞膜传布，而它幅度不会因为传布距离增加而减小，可快速扩布到整个细胞膜；⑶脉冲式：因为绝对不应期存在，动作电位不能重合在一起，动作电位之间总有一定间隔而形成脉冲式图形。生理学细胞的基本功能专家讲座第26页

局部兴奋生理学细胞的基本功能专家讲座第27页局部兴奋基本特征

（1）不是“全或无”，而是伴随阈下刺激增大而增大；（2）不能在膜上作远距离传输；（3）局部兴奋是能够相互叠加，包含①空间性总和②时间性总和生理学细胞的基本功能专家讲座第28页兴奋在同一细胞上传导

A静息时B发生兴奋后C传导过程中生理学细胞的基本功能专家讲座第29页第四节肌细胞收缩功效本节主要以骨骼肌为例讨论以下内容：①运动神经兴奋怎样传递给骨骼肌细胞而使它产生兴奋；②骨骼肌细胞兴奋怎样引发它收缩；③肌细胞收缩机制；④骨骼肌收缩形式；⑤影响骨骼肌收缩原因。生理学细胞的基本功能专家讲座第30页（一）骨骼肌神经-肌接头处兴奋传递骨骼肌神经-肌接头处结构：接头前膜：是运动神经末稍嵌入肌细胞膜部位；接头后膜（运动终板或终板模）：是与头前膜相对应肌细胞膜；接头间隙：间隔约50nm，充满了细胞外液。生理学细胞的基本功能专家讲座第31页

神经-肌接头处超微结构示意图

生理学细胞的基本功能专家讲座第32页

（二）神经-骨骼肌接头处兴奋传递过程生理学细胞的基本功能专家讲座第33页神经-骨骼肌接头处兴奋传递特点①单向性传递:即兴奋只能从接头前膜传向接头后膜，而不能反传；②时间延搁:神经-骨骼肌接头处兴奋传递过程须经过许多步骤、耗时较长，一次兴奋传递约需0.5～1.0ms；③易受环境改变影响:因接头间隙充满了细胞外液，而细胞外液成份易受内外环境改变影响，如Ca++、H+等浓度及渗透压改变、胆碱酯酶活性、一些药品等，都可影响兴奋传递过程。生理学细胞的基本功能专家讲座第34页（三）骨骼肌兴奋-收缩耦联概念：骨骼肌细胞兴奋时肌膜产生电改变造成肌肉收缩机械改变过程被称为兴奋-收缩耦联（excitation-contractioncoupling）。三个步骤：①电兴奋经过横管系统传向肌细胞深处；②三联管结构处信息传递；③肌浆网（即纵管系统）对Ca2+释放和再聚积。

生理学细胞的基本功能专家讲座第35页骨骼肌细胞肌原纤维和肌管系统生理学细胞的基本功能专家讲座第36页骨骼肌收缩机制生理学细胞的基本功能专家讲座第37页（四）骨骼肌收缩形式1.等长收缩和等张收缩等长收缩：肌肉收缩时不产生长度改变而仅产生肌张力增加，这种形式肌肉收缩称为等长收缩；等张收缩：在一定张力基础上产生肌肉收缩时，肌肉张力不变而产生肌肉缩短，这种形式收缩称为等张收缩。

2.单收缩和强直收缩单收缩：骨骼肌受到一次有效刺激，引发肌肉一次快速收缩，称为单收缩。强直收缩：肌肉受到连续有效刺激时，当刺激频率到达一定程度时，引发肌肉收缩融合而出现强而连续收缩，称为强直收缩。生理学细胞的基本功能专家讲座第38页单收缩和强直收缩生理学细胞的基本功能专家讲座第39页（五）影响骨骼肌收缩主要原因1.前负荷：当肌肉前负荷逐步增大时，它每次收缩所产生主动张力也对应地增大；当前负荷超出最适初长度后，再增加前负荷反而会使主动张力越来越小，以致最终下降到零。

2.后负荷：后负荷增加，收缩张力增加而收缩速度减小，当后负荷增大到一定程度时肌肉产生最大张力，而缩短速度为零。3.肌肉收缩能力：肌肉收缩能力增强，使肌肉收缩张力增加、收缩速度加紧，使它作功效率增加。

生理学细胞的基本功能专家讲座第40页肌肉初长度对肌肉收缩影响生理学细胞的基本功能专家讲座第41页不一样初长度时粗、细肌丝重合程度

和产生张力关系示意图生理学细胞的基本功能专家讲座第42页二、心肌心肌收缩含有以下特点：

1.“全或无”式收缩

2.对细胞外液Ca2+依赖性

3.心肌细胞能抵抗过分延伸特征生理学细胞的基本功能专家讲座第43页复习题

1.细胞膜物质转运方式有哪些？简述钠-钾泵作用及意义。2.简述静息电位产生机制及影响静息电位大小原因。3.何谓动作电位？简述动作电位产生原理及特点。4.神经纤维动作