醫(yī)學(xué)專題—第二篇-細(xì)胞基本功能課件

1、第二章 細(xì)胞(xbo)的基本功能生理(shngl)教研室第一頁，共三十七頁。第一節(jié) 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)(wzh)轉(zhuǎn)運(yùn)功能一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)概述 Singer and Nicholson 1972年 “液態(tài)鑲嵌(xingqin)模型”第二頁，共三十七頁。二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)（一）單純擴(kuò)散（simple diffusion）指脂溶性小分子物質(zhì)從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。 物質(zhì)：O2、CO2、N2等氣體(qt)。 擴(kuò)散通量：指物質(zhì)每秒通過每平方厘米假想平面的摩爾或毫摩爾數(shù)mol/（s.cm2）。 影響因素：1、濃度差 2、通透性第三頁，共三十七頁。（二）、易化擴(kuò)散(kusn)（facil

2、itated diffusion） 非脂溶性或脂溶性很小的物質(zhì)，在膜蛋白幫助下，順濃度差的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程。1、通道轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)：各種離子影響因素：濃度差、電場(chǎng)力門控通道類型：化學(xué)門控 電壓(diny)門控 機(jī)械門控第四頁，共三十七頁。2、載體(zit)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)(wzh)：葡萄糖、氨基酸等小分子親水物質(zhì)(wzh)特點(diǎn)：（1）特異性 （2）飽和現(xiàn)象(xinxing) （3）競(jìng)爭(zhēng)性抑制被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：?jiǎn)渭償U(kuò)散和易化擴(kuò)散的動(dòng)力來源于膜兩側(cè)的濃度差或電位差， 不需要細(xì)胞代謝提供能量。第五頁，共三十七頁。（三）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（active transport） 物質(zhì)逆濃度差、逆電位差，在生物泵的幫助下需要細(xì)胞(xbo)

3、代謝供能的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。1、原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)ATP分解供能第六頁，共三十七頁。鈉-鉀泵（鈉泵）鈉-鉀依賴(yli)式ATP酶激活條件：細(xì)胞(xbo)內(nèi)Na濃度升高或細(xì)胞外K濃度升高第七頁，共三十七頁。鈉泵的意義：1、高K環(huán)境是細(xì)胞內(nèi)代謝反應(yīng)必需的2、細(xì)胞生物電產(chǎn)生前提條件3、維持細(xì)胞滲透壓和細(xì)胞容積4、維持pH值的穩(wěn)定5、維持細(xì)胞內(nèi)Ca2濃度6、活動(dòng)是生電性的7、Na在膜兩側(cè)濃度差是其他物質(zhì)吸收(xshu)的動(dòng)力第八頁，共三十七頁。2、繼發(fā)性主動(dòng)(zhdng)轉(zhuǎn)運(yùn)ATP間接供能 鈉泵活動(dòng) 鈉順濃度(nngd)差轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)(wzh)逆濃度差聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)或協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)方式不同：1、同向轉(zhuǎn)運(yùn) 如：葡萄糖、氨基酸

4、的吸收 2、逆向轉(zhuǎn)運(yùn) 如：鈉-鈣交換、鈉-鉀交換第九頁，共三十七頁。 主動(dòng)主動(dòng)(zhdng)轉(zhuǎn)運(yùn)與被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的區(qū)別轉(zhuǎn)運(yùn)與被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的區(qū)別主動(dòng)主動(dòng)(zhdng)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)被動(dòng)(bidng)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)需由細(xì)胞提供能量需由細(xì)胞提供能量逆電逆電-化學(xué)勢(shì)差化學(xué)勢(shì)差使膜兩側(cè)濃度差更大使膜兩側(cè)濃度差更大不需外部能量不需外部能量順電順電-化學(xué)勢(shì)差化學(xué)勢(shì)差使膜兩側(cè)濃度差更小使膜兩側(cè)濃度差更小第十頁，共三十七頁。（四）入胞和出胞 大分子物質(zhì)或團(tuán)快物質(zhì)進(jìn)出(jnch)細(xì)胞的過程。第十一頁，共三十七頁。第二節(jié) 細(xì)胞(xbo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一、G蛋白(dnbi)耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（一）參與G蛋白耦聯(lián)受體跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的信

5、號(hào)分子1、G蛋白耦聯(lián)受體2、G蛋白（鳥苷酸結(jié)合蛋白）3、G蛋白效應(yīng)器 AC、PLC、PLA2、GC、PDE4、第二信使 cAMP、IP3、DG、cGMP、Ca2第十二頁，共三十七頁。第十三頁，共三十七頁。（二）G蛋白(dnbi)耦聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑1、受體G蛋白AC途徑 配體受體復(fù)合物 Gs或Gi AC ATP cAMP PKA2、受體G蛋白PLC途徑配體受體復(fù)合物 Gi或Gq PLC PIP2 IP3和DG Ca2和PKC第十四頁，共三十七頁。二、離子通道受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)化學(xué)門控通道、電壓(diny)門控通道、機(jī)械門控通道第十五頁，共三十七頁。三、酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)四、細(xì)胞(x

6、bo)內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第十六頁，共三十七頁。第三節(jié) 細(xì)胞(xbo)的生物電現(xiàn)象生物電現(xiàn)象：一切活細(xì)胞無論處于靜息(jn x)狀態(tài)還是活動(dòng)狀態(tài)都存在電現(xiàn)象膜電位。生物電靜息(jn x)電位動(dòng)作電位第十七頁，共三十七頁。一、靜息(jn x)電位（resting potential RP） （一）概念 指細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞膜兩側(cè)存在的電位差?！巴庹齼?nèi)負(fù)”極化(j hu)狀態(tài)去極化超極化第十八頁，共三十七頁。（二）靜息電位產(chǎn)生(chnshng)的機(jī)制離子流學(xué)說 1、條件：（1） 細(xì)胞內(nèi)外各種離子的濃度分布不均，存在濃度差。 胞外鈉：胞內(nèi)鈉12：1胞內(nèi)鉀：胞外鉀39：1胞外氯：胞內(nèi)氯31：1（

7、2）在不同狀態(tài)下，細(xì)胞膜對(duì)各種( zhn)離子的通透性不同。安靜(njng)狀態(tài)時(shí)，膜對(duì)離子通透性 KCl-Na+（極?。〢-（不通透）第十九頁，共三十七頁。2、靜息(jn x)電位形成K平衡電位第二十頁，共三十七頁。二、動(dòng)作電位（action potential AP） （一）概念 指細(xì)胞受刺激時(shí)在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生(chnshng)的可傳布的電位變化。極極 化化 靜息電位存在時(shí)膜兩側(cè)靜息電位存在時(shí)膜兩側(cè) 保持的內(nèi)負(fù)外正保持的內(nèi)負(fù)外正 的狀態(tài)。的狀態(tài)。 去極化去極化 靜息電位減小甚至消失靜息電位減小甚至消失 的過程的過程(guchng)。反極化反極化 膜內(nèi)電位由零變?yōu)檎的?nèi)電位由零變?yōu)檎?/p>

8、 的過程。的過程。超射值超射值 膜內(nèi)電位由零到反極化膜內(nèi)電位由零到反極化 頂點(diǎn)的數(shù)值。頂點(diǎn)的數(shù)值。復(fù)極化復(fù)極化 去極化、反極化后恢復(fù)去極化、反極化后恢復(fù) 到極化的過程。到極化的過程。超極化超極化 靜息電位增大的過程。靜息電位增大的過程。 第二十一頁，共三十七頁。AP的特點(diǎn)： （1）“全或無”現(xiàn)象(xinxing) （2） 不衰減性傳導(dǎo) （3） 脈沖式傳布第二十二頁，共三十七頁。（二）AP的產(chǎn)生機(jī)制(jzh)離子流學(xué)說鋒電位上升支Na+大量(dling)、快速內(nèi)流Na+平衡電位 下降支K+快速外流 后電位鈉泵活動(dòng)的結(jié)果河豚毒素（TTX）Na+通道 四乙胺K+通道易化擴(kuò)散(kusn)第二十三頁，共

9、三十七頁。（三）AP的產(chǎn)生(chnshng)條件與閾電位閾電位（threshold potential TP）指能觸發(fā)動(dòng)作電位的膜電位臨界值。局部(jb)反應(yīng)：產(chǎn)生于膜的局部(jb)、較小的去極化反應(yīng)。特點(diǎn)：電位幅度小且呈衰減性傳導(dǎo) 不是全或無式的 有總和效應(yīng) 第二十四頁，共三十七頁。（四）動(dòng)作電位的傳導(dǎo)與局部電流(dinli) 1、無髓神經(jīng)纖維局部電流學(xué)說2、有髓神經(jīng)纖維(shn jn xin wi)跳躍式傳導(dǎo)第二十五頁，共三十七頁。第四節(jié) 肌細(xì)胞的收縮(shu su)功能第二十六頁，共三十七頁。一、神經(jīng)-骨骼肌接頭處的興奮(xngfn)傳遞（一）神經(jīng)-骨骼肌接頭處的結(jié)構(gòu)第二十七頁，共三十七

10、頁。（三）神經(jīng)(shnjng)-骨骼肌接頭處興奮傳遞的特點(diǎn) 1、單向性傳遞 2、時(shí)間延擱 3、易受環(huán)境變化的影響 阻斷劑箭毒 肌松劑 有機(jī)磷農(nóng)藥 膽堿脂酶 解磷定第二十八頁，共三十七頁。二、骨骼肌的興奮收縮耦聯(lián) 指骨骼肌細(xì)胞興奮時(shí)肌膜產(chǎn)生的電變化導(dǎo)致肌肉收縮的機(jī)械變化的過程(guchng)。 （一）肌管系統(tǒng) （二）過程第二十九頁，共三十七頁。三、骨骼肌的收縮原理(yunl)（一）肌原纖維和肌小節(jié)肌原纖維肌小節(jié)(xioji)1/2明帶+暗帶+1/2明帶第三十頁，共三十七頁。（二）骨骼肌細(xì)胞的收縮機(jī)制肌絲滑行學(xué)說(xu shu) 1、肌絲的分子結(jié)構(gòu)粗肌絲肌凝蛋白(dnbi)細(xì)肌絲肌動(dòng)蛋白原肌凝蛋白

11、(dnbi)肌鈣蛋白第三十一頁，共三十七頁。2、收縮(shu su)過程 肌膜肌膜AP經(jīng)橫管傳至三聯(lián)管，終池釋放鈣致肌漿鈣經(jīng)橫管傳至三聯(lián)管，終池釋放鈣致肌漿鈣 增多，肌鈣蛋白與增多，肌鈣蛋白與鈣結(jié)合而變構(gòu)，原肌凝蛋白變構(gòu)、解抑，橫橋與肌纖蛋白結(jié)合并分解鈣結(jié)合而變構(gòu)，原肌凝蛋白變構(gòu)、解抑，橫橋與肌纖蛋白結(jié)合并分解ATP，橫橋內(nèi)扭、解離，橫橋內(nèi)扭、解離(ji l)、復(fù)位、再結(jié)合而不斷循環(huán)將細(xì)肌絲拖向、復(fù)位、再結(jié)合而不斷循環(huán)將細(xì)肌絲拖向M線，肌小節(jié)縮短（收縮）；線，肌小節(jié)縮短（收縮）； 鈣泵將鈣泵入終池，肌漿鈣減少，肌鈣蛋白脫下鈣而變構(gòu)，原肌凝蛋鈣泵將鈣泵入終池，肌漿鈣減少，肌鈣蛋白脫下鈣而變構(gòu)，原

12、肌凝蛋白變構(gòu)并重建阻抑，細(xì)肌絲滑回原位（舒張）。白變構(gòu)并重建阻抑，細(xì)肌絲滑回原位（舒張）。第三十二頁，共三十七頁。四、骨骼肌的收縮形式 （一）等長收縮和等張收縮 1、等長收縮 肌肉(jru)收縮時(shí)只有張力的增加而無長度的縮短。 2、等張收縮 肌肉收縮時(shí)只有長度的縮短而無張力的變化。 （二）單收縮和強(qiáng)直收縮 1、單收縮 2、強(qiáng)直收縮：不完全強(qiáng)直收縮 完全強(qiáng)直收縮第三十三頁，共三十七頁。 五、影響骨骼肌收縮的主要因素 （一）前負(fù)荷（preload） 指肌肉(jru)收縮前所承受的負(fù)荷。 初長度：肌肉收縮前在前負(fù)荷作用下所處的長度。 肌張力(zhngl)（kg)肌初長（cm）最大張力(zhngl)最適初長第三十四頁，共三十七頁。（二）后負(fù)荷（afterload） 指肌肉收縮過程中承受的負(fù)荷(fh)。（三）肌肉收縮能力 指與前負(fù)荷和后負(fù)荷無關(guān)的肌肉內(nèi)在的收縮 特性。Ca 2、腎上腺素 收縮(shu su)力酸中毒、缺氧 收縮力第三十五頁，共三十七頁。重點(diǎn)掌握：1、細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式 2、靜息電位和動(dòng)作電位、閾電位 的概念(ginin)及其機(jī)制。 3、神經(jīng)-骨骼肌接頭處的興奮傳 遞過程、骨骼肌的興奮收縮耦 聯(lián)過程。第三十六頁，共三十七頁。內(nèi)容(nirng)總結(jié)第二章 細(xì)胞