生理学 细胞的基本功能

1、主讲人黄志华，佐原健二细胞的基本功能chapter 2 the bisic functions of cell Qiu chunfu主教，第一节细胞膜结构和物质运输功能细胞：构成身体的最基本的结构和功能单元。第一，细胞膜的基本结构液体镶嵌模型(图)的构成：脂质、蛋白质、碳水化合物(图)1脂质双层含水层：细胞膜的基本骨架是磷脂、胆固醇、前哨脂质。磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇，2蛋白：大部分为球形蛋白表面蛋白(外周蛋白)的蛋白质整合(镶嵌蛋白)功能：物质运输功能受体功能(图)识别功能连接功能催化功能3糖：糖蛋白或糖脂是细胞的特定“标记”2扩散通量：Mmol/s.cm2影响因素：膜内

2、外物质浓度差异，电压差膜通透性3转运物质：O2，CO2 4特征：高浓度低浓度郑智薰能耗，(2)膜蛋白参数transmembrane transacterization2特征不需要高浓度低浓度能量消耗选择性通透性变化，三通道介导的化学扩散-离子通道运输材料：离子：Na，k等特征：a通道蛋白功能状态激活图表(打开)停用(停用)大气(休息)通过b“门”通过调节c选择性运输结果： AA普通细胞共同特性输入：抑制结构特异性饱和现象竞争，手动运输：促进简单扩散扩散扩散活性运输： 1定义：细胞膜输送物质分子(或离子)的逆浓度和电位的过程2生物泵：本质是像“钠-钾泵”、“质子泵”这样的钠泵：钠促进部分物质低浓

3、度的跨膜运输。如果GS b细胞内高k是特定的生化反应，则c .防止细胞水肿3分类1活性转运2活性转运2活性转运： (图)各种跨膜转运机制的特性，(图)细胞内及细胞内大分子物质进出细胞的方法1细胞：各种分泌活动，神经递质的释放2细胞：受体介导入射(图)膜的化学赵寅成及分子结构。2.细胞膜的transmembrane物质运输功能：简单扩散、化学扩散、活性运输、二次活性运输、细胞内、细胞内、双语词汇：液体镶嵌模型(fluid mosaic model)简单扩散(simple diffusion)细胞膜的transmembrane物质运输形态等多种。2比较简单扩散和容易扩散的异同吗？3Na -K泵活动

4、的生理意义是什么？第二节细胞的transmembrane信号传递功能transmembrane信号传递概念是指外部信号(化学分子、光、声音等)作用于细胞膜表面的受体，在膜结构中引起一个或多个特殊蛋白质组成变化，将有关外部环境变化的信息以新的信号形式传递给薄膜，引起目标细胞功能变化。，几种主要的transmembrane信号传递方法离子通道完成的transmembrane信号传递刺激信号膜通道蛋白开放离子迁移膜电位变化膜内信息细胞功能变化1化学门控通道(也称为ligand门控通道)例如：通道型受体离子性受体，2电压门控通道例如：k，Ca通道3机器门控通道：内耳毛细胞4细胞间通道：缝隙连接(图)例

5、如：神经兴奋引起的肌肉收缩神经冲动神经末梢释放ACh终板化学门控通道开放终板电位电压门控Na通道筋膜AP细胞质Ca2增加肌肉收缩，受体，G-蛋白蛋白质结构： (图)分类：Gs Gi效应器酶：Ac，PLC，离子通道使用细胞质或细胞膜的物质生成第二信使4第二信使：campp CGMP ip3 dgca信号传递过程(图)，(图)化学信号(激素，细胞膜的物质) Transmembrane:螺旋线。膜内段：自身酪氨酸残基磷酸化受体激活蛋白质磷酸化基质酪氨酸残基磷酸化，transmembrane信号传递及protooncogen肿瘤基因：与致癌病毒碱基序列一致，在正常细胞中，正常表达对生命至关重要。表达产

6、物与transmembrane信号传递相关的即时早期基因，即快速基因，即早期基因，第三信使相关。第三节细胞的生物电现象兴奋和兴奋的概念1。兴奋性：是指兴奋性细胞受到刺激而产生的。反应的能力2。兴奋：所发生反应的兴奋的外部表现和实体：3。刺激引起兴奋的条件：一定强度的一定作用期间-强度的变化率，第一，细胞膜的手动电特性(a)膜电容和膜电阻(2)电紧张电位生物电记录方法(图)第二，静息电位RP概念：细胞处于静息状态时细胞膜两侧电位的差异。(图)极性：内部负外部正，大小表示负值大小：神经元：90mv，一些概念：极化：休息时间，膜两侧负外部正状态超极化：膜内部电位向负值增大的方向变化去极化：膜内部电位

7、向负值减小的方向变化去极化：去极化(1)细胞外k浓度(图)细胞外k浓度增加，静息电位减少(2)钠钾泵的作用，3，动作电位AP (a)细胞动作电位的概念：AP是膜两侧电位发生在RP基础上的可伸缩布的快速可逆逆转和恢复。图去极化超斜线电位复极化：复极化初期后电位复极化后期(负后电位)后超极化(正后电位)，(2)动作电位的产生机制1，电化学推进力；2、动作电位中膜电导率的变化；3、膜电导和离子通道(膜片钳技术)正面电位上升分支：默认是由Na内部流动形成的，Na的平衡电位有效地刺激部分Na通道少量Na膜去极化阈值电位。大量Na通道开放大量Na内部流动膜负电位消失，正电位降分支：复极Na通道失活K通透性

8、增加Na内部流动停止，K流出膜内电位通过正向负值静态变化，AP的发生实质上是刺激后Na，K通道状态变化导致Na，K通透性(电导)的膜变化的结果。(图)k通道：电压相关离子通道，有两种状态阻断剂：开，关。四乙胺、四氨基吡啶Na通道：是电压和时间相关的离子通道，打开、关闭、灭活三种状态(图)阻断剂：河豚毒素，局部后脱极化：快速k流堆叠，超极化后超极化：钾通道的开放时间，过量钾流， 动作电位的特征：a“全部”或“无”现象：产生动作电位后达到最大值，其宽度不受刺激强度加强的影响，B传导c脉冲不衰减，d其他细胞不匹配，AP的振幅和持续时间不同(图)，4，动作电位的发生，以及前电位的发生阈值电位AP 1，

9、反转值电位TP: RP和TP的差异很大，细胞兴奋程度很低。差异小，兴奋性高。2，阈值强度：将细胞膜作为阈值电位去极化的最小刺激强度，局部兴奋(图)特征(图)(1)电位宽度小，衰退传导(2)等级，郑智薰“全部或无”式(3)总和：时间总计空间神经纤维AP的传导：神经冲动(1)无髓神经纤维的AP的传导(图)(2)有髓神经纤维的AP的传导，在两个相邻的兰纳结之间跳跃传导速度快，节省能源。影响传导速度的因素：轴突直径是否有髓鞘；特征：双向传导衰减无传导绝缘相对疲劳性复合AP -神经间AP细胞外记录方法：双向或单向复合AP(图)复合AP在一定范围内随着刺激强度的增加而增加；(4)间隙连接(电突触)电阻兴奋

10、性细胞：受刺激后产生动作电位的所有细胞。(b)组织的兴奋和阈值刺激：细胞所处环境因素的变化。4.反应和两种形式(兴奋和抑制)5。阈值强度：固定刺激时间及强度时间变化率，刚能引起组织反应的刺激强度。缩写阈值。阈值大，兴奋性低，相反，阈值刺激阈值刺激(3)细胞兴奋后兴奋的周期性变化绝对不响应期相对不响应期紧急期正常(图)，4节肌细胞收缩1，横纹肌(a)骨骼肌神经-肌肉连接部的兴奋转移1神经肌肉连接部的结构(图)连接前膜连接部后膜，即纵瓣融合细胞作用ACh释放ACh和厚膜n型Ach受体结合，通道开放Na内部流动终板电位肌瓣Na通道开放AP，终板电位和微终板电位Ach释放：杨紫释放Ach停用：胆碱能脂

11、肪酶(被辛斯抑制)n型受体阻断剂：箭毒，银环蛇毒3，神经肌肉(b)横纹肌细胞的超微结构1肌纤维和根除(图)(1)肌纤维明带：长度变化，中间的隐藏线为z线暗带：长度固定，中间的相对透明区域为h带中心的隐藏线称为m线。(2)肌肉部分：两条z线之间的区域长度=1/2明带(1.5-3.5米)，2 2根管系统(图)(1)横管：由细胞膜向内凹入的形成(2)纵管(肌肉浆网) 微近似滑动的结果是1近似的分子结构(1)粗近似：由肌凝蛋白组成的交叉桥的作用(a .与微肌线结合的部位B. ATP酶的活性，(2)微近似(图)a .肌动蛋白，肌动蛋白与交叉腿结合的部位b .蛋白：) 肌肉滑动的基本过程(图)在肌肉浆中，

12、Ca2在Ca2和肌钙蛋白结合后改变结构，原始肌肉凝固蛋白双螺旋结构扭转肌肉纤维蛋白的交叉点向m线方向移动交叉，交叉扭曲，分离，重新接合，重新扭转(交叉循环，交叉循环)微肌肉丝。 ATP的作用：提供离开桥梁的能源， (4)骨骼肌细胞的兴奋-收缩结合是连接肌肉细胞兴奋和收缩的介质过程的第3阶段： (图)1根膜动作电位通过横管传递给肌细胞的深层甘油高渗透液体在横管系统2载体中破坏兴奋，横管膜兴奋最终池Ca2通道打开了Ca2，肌浆Ca2和肌肌肌肌肌肌肌肌活络蛋白结合肌肉活络肌肉收缩3根肌肉质网释放和回收Ca2: 骨骼肌收缩的外部表达和机械分析外部表达：肌肉缩短、张力生成、工作肌肉的收缩形态1、登场收缩

13、和登场收缩(图)出现收缩：肌肉收缩时增加张力，长度不缩短。 出场收缩：指肌肉收缩时长度缩短，没有肌肉张力的变化。2、单收缩和单收缩的复合度、(5)影响横纹肌收缩性能的因素1、前负荷对骨骼肌收缩的影响：长度-张力曲线(图)前负荷：肌肉收缩前作用于肌肉的负负荷，使肌肉保持固定状态。最佳起始长度：收缩肌肉时产生最大张力的初始长度。最佳正向负载：产生最佳初始长度的正向负载。最适合初始长度和前负荷的情况下，肌肉张力最大，收缩最快，长度最短，横桥和细近似结合最多，达到最高疗效。(图)，2，后负荷对骨骼肌收缩的影响：张力-速度曲线(图)后负荷：肌肉开始收缩时遇到的负载后负荷越大，张力越大，肌肉短速度和缩短长度越小，适当的后负荷(30最大张力下)越小，从而达到肌肉工作的最