人体及动物生理学第二章细胞膜动力学和跨膜信号通讯.

1、第二章细胞膜动力学和跨膜信号通讯第一节细胞膜超微结构及物质跨膜转运功能第二节 细胞间通讯和信号转导第一节细胞的跨膜物质转运功能一、膜的化学组成和分子结构（一）脂质双分子层以液态的脂 质双分子层为基架， 具有稳定性和流动 性。（二）细胞膜蛋白质镶嵌或贯穿于脂质双分子层中， 生物膜具有的各种 功能大多与其有关。细胞朕的液体银嵌棋型（三）细胞膜糖类多为短糖链， 以共价键的形式与 膜脂质或蛋白质结 合，形成糖脂或糖 蛋白。有些作为抗原 决定族=免疫信息 （血型）；膜外农而膜内衆面白磷脂双细胞膜的液体镶嵌棋型有些作为膜受体的“可识别”部分，能特异地与 激素或递质等结合。EE二、细胞膜的跨膜物质转运功能被

2、动转运指物质顺 电位或化学梯 度的转运过程。被动转运方式示意图主动转运指物质逆浓 度梯度或电位梯 度的转运过程。(一)被动转运(passive transport)概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。 特点： 不耗能(转运动力依赖物质的电-化学梯 度所贮存的势能) 依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 顺电-化学梯度进行分类： 单纯扩散 易化扩散1. 单纯扩散(simple diffusion)(1)概念:一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓 度一侧移动的过程。膜内g tcoji > co2j0特点： 扩散速率高 无饱和性 不依靠特殊膜蛋白质的“帮助 不需另外消耗能量 扩散量与浓度梯度.

3、温度和膜通透性呈正相关, 用扩散通量(mol or mol数/min. cm2)表示。转运的物质：o2. co2. nh3. n2 尿素.乙瞇、乙醇.类固醇 类激素等少数几种。注：膜对仍0具高度通透性，/. h2o除单纯扩散 外，还可通过(水孔蛋白)水通道跨膜转运。2.易化扩散(Faci 1itated diffusion) 概念：一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需特殊膜蛋白质的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度_侧移动的过程。(2)分类: 经通道的易化扩散经载体的易化扩散(1)经通道的易化扩散nJNaNtNa膜外KJ膜內a> Na+转运的物质：各种带电离子亟 CE 3 EH (2)

4、经载体的易化扩散转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质特点： 需依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 不需另外消耗能量 选择性（特殊膜蛋白质本身有结构特异性） 饱和性（结合位点是有限的） 竟争性（经同一特殊膜蛋白质转运） 浓度和电压依从性（特殊膜蛋白质的变构是有条 件的，如化学门控通道.电压门控通道）（二）主动转运（active transport）概念：扌旨物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。 特点：需要消耗能量，能量由分解ATP来提供； 依靠特殊膜蛋白质（泵）的“帮助”； 是逆电-化学梯度进行的。分类：原发性主动转运（简称：泵转运）;如：NaK+泵.Ca2+-Mg2+ 泵.H+-

5、K+泵等继发性主动转运（简称：联合转运）;入胞和出胞式转运。1.泵转运一Na+-片泵Na+-K+泵又称Na+-片-ATPase,简称钠泵。通道转运与钠钾泵转运模式图当Na+ i t K+l0 t 时, 都可被激活 ATP分解产 生能量，将 胞内的3个 Na+移至胞 外和将胞外 的2个K+移 入胞内。钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转 运的提供了动力（如葡萄糖.氨基酸的吸收： Nf-载体-葡萄糖.Na+-载体-氨基酸的复合体形式进 行的联合转运）O匝 ESI 回回凹 ESH CE2. 继发性主动转运概念：间接利用ATP能量的主动转运过程。即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直接来自ATP的

6、分解，是来自膜两侧Na+差，而Na+差是Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。 分类： 同向转运 逆向转运（反向转运）出胞:内质网礙膜性嗨验建殛囊泡向质膜丙侧移动融合处出现裂口囊泡的膜成为细胞膜的组成部分3. 入胞和出胞式转运一些大分子物质或团块进出细胞，是通过细 胞本身的吞吐活动进行的，亦可属于主动转运 过程。出胞:指细胞把成块的内容物由细胞内排 出的过程。主要见于细胞的分泌过程：如激素.神 经递质、消化液的分泌。入胞:指细胞外的大分子物质或团块进入 细胞的过程。分为：吞噬=转运物质为固体；吞饮=转运物质为液体。EE.K1口 MGMElMIl粗面内质网合成蛋白性分泌物分泌物排出入胞: 一

7、细菌0猶体细胞膜上的受体对物质的“辨认'发生特异性结合=复合物“有被小窝”处的膜凹陷X K沢:空g汀後复合物向膜表面的“有被小窝"移动/m z?：: 赏:誤;r;、.十WpF凹陷膜与细胞膜断离=吞食泡P扶耳吞食泡与胞内体的膜性结构相融合复习思考题1. 简述细胞膜物质转运有哪些方式?2Na+-K+泵的作用意义？3. 在一般生理情况下,每分解一分子ATP,钠泵运转可 使（D）A. 2个钠离子移出膜外B. 2个钾离子移入膜内C. 2个钠离子移出膜外，同时有2个钾离子移入膜内D. 3个钠离子移出膜夕卜，同时有2个钾离子移入膜内E. 2个钠离子移出膜夕卜，同时有3个钾离子移入膜内4.

8、细胞膜的脂质双分子层是（A）A. 细胞内容物和细胞环境间的屏障B. 细胞接受外界和其他细胞影响的门户C. 离子进出细胞的通道D. 受体的主要成分E. 抗原物质5. 葡萄糖进入红细胞膜是属于（C）A. 单纯扩散B. 主动转运C. 易化扩散D. 入胞作用E. 吞饮第二节 细胞间通讯和信号转导（略讲）多细胞生物体必须具备完善的信号转导系统以 协调其正常的生理功能。细胞间传递信息的物质多 达几百种：如递质、激素、细胞因子等。跨膜信号转导主要涉及到：胞外信号的识别与 结合.信号转导.胞内效应等三个环节。跨膜信号转导方式大体有以下三类:离子通道介导的信号转导G蛋白偶联受体介导的信号转导 酶偶联受体介导的信

9、号转导一.离子通道介导的信号转导离子通道大体有：化学.电压.机械性门控通道二、遥白偶联受体介导的信号转导（一）cAMP信号通路 刑经递质、激素等（第一信使）小人厂丄厶Ed丄膜外N端：识别、结合第一信使 结合G蛋白偶联文体膜内C端：激活g蛋白!I荐煙nja与爱怵结合|激活G蛋白（与0、Y亚单位分离） I|兴奋性6蛋白（GS）激活腺昔酸环化酶（AC）ATPlcAMP （第二信使）O神经递质受体WffW环化酵环化.激活c AMP依赖的蛋白激酶A细胞内生物效星（二）磷脂酰肌醇信号通路 琢素（第一信使）|激活G蛋白（与0、Y亚单位分离兴奋性G蛋白（GS）激活磷脂酶C （PLC）买I体白MJRtMFCPT

10、PtDG+ IPiPIP? ipgI丁主H!生化反My内质网释放C&2+蛋白激酶C珥脂酸肌醇信思传1®糸统示章图PIP" 8胎僦二鈔削肌貯 DG：二蹴tr油 !P1X 一嫩flR肌覘PKC,爼白城醋C CM：钙洞耘白细胞内生物效应科回 HI 回 SHU ESI CE结合"g蛋白偶联受体丁膜外N端：识别、结合第一信使1、膜内C端：激活G蛋白与受体酪氨酸激酶结合:受体酪氨酸激酶介导的信号转导图示 BJ 33 E CM m E三、酶偶联受体介导 的信号转导受体本身具有酶的 活性，又称受体酪氨酸 激酶。生长因子|睫外N端：识型、结合筝二信使 膜内C端：具有酪氨酸融酶活性 , ! 细胞内生物效应特点：仿号转导与G垂白 夭关；无第二借使的产 土；