生理学细胞的基本功能临床医学本科人卫第八版ppt课件

1、1第二章第二章 细胞的根本功能细胞的根本功能2细胞的根本功能细胞的根本功能 细胞膜细胞膜 物质转运功能物质转运功能 信号转导功能自学：细胞膜受体；配体信号转导功能自学：细胞膜受体；配体 生物电活动神经细胞生物电活动神经细胞 静息电位静息电位 动作电位动作电位 肌细胞的收缩骨骼肌肌细胞的收缩骨骼肌3第一节第一节 细胞膜的物质转细胞膜的物质转运功能运功能4病例病例遗传性球形红细胞增多症遗传性球形红细胞增多症 患者女性，患者女性，22岁。临床表现为贫血、黄疸，有十多年的岁。临床表现为贫血、黄疸，有十多年的贫血病史。该患者有明显的脾大。实验室检查阐明该患贫血病史。该患者有明显的脾大。实验室检查阐明该患

2、者的红细胞大部分是小的球形红细胞，而且这种红细胞者的红细胞大部分是小的球形红细胞，而且这种红细胞的浸透脆性较高。将患者的红细胞体外孵育时，的浸透脆性较高。将患者的红细胞体外孵育时， 溶血较溶血较正常人严重。正常人严重。 假设参与糖和假设参与糖和ATP可明显抑制溶血的发生。可明显抑制溶血的发生。 查该患者红细胞内钠和钾浓度正常，查该患者红细胞内钠和钾浓度正常， 但细胞膜对钠和钾但细胞膜对钠和钾的通透性是正常的的通透性是正常的3倍，并且细胞膜上的钠倍，并且细胞膜上的钠-钾泵程度也钾泵程度也是正常的是正常的3倍。倍。5案例问题案例问题 红细胞为什么会破裂溶血？红细胞为什么会破裂溶血？ 水是如何经过细

3、胞膜的？水是如何经过细胞膜的？ 钠和钾是如何经过细胞膜的？钠和钾是如何经过细胞膜的？ 什么是钠什么是钠-钾泵，其生理作用是什么？钾泵，其生理作用是什么？ 为什么参与糖和为什么参与糖和ATP可以抑制溶血？可以抑制溶血？ 化学组成：脂质；蛋白质；糖化学组成：脂质；蛋白质；糖 液态镶嵌模型液态镶嵌模型6一、细胞膜的分子构造一、细胞膜的分子构造7二二 跨细胞膜的物质转运跨细胞膜的物质转运 跨膜物质转运的动力决议转运方向跨膜物质转运的动力决议转运方向 势能电势能电-化学驱动力：浓度势能；电荷势能化学驱动力：浓度势能；电荷势能 化学能：化学能：ATP 跨膜物质转运的方式跨膜物质转运的方式 细胞膜的通透性细

4、胞膜的通透性 决议物质经过细胞膜的难易程度决议物质经过细胞膜的难易程度8二二 跨细胞膜的物质转运跨细胞膜的物质转运 脂溶性物质；少数不带电荷的极性小分子气体、水脂溶性物质；少数不带电荷的极性小分子气体、水 单纯分散单纯分散simple diffusion 动力：势能动力：势能 非脂溶性的小分子物质或带电离子非脂溶性的小分子物质或带电离子 细胞膜蛋白质辅助细胞膜蛋白质辅助 易化分散易化分散facilitated diffusion 自动转运自动转运active transport 大分子和颗粒物质大分子和颗粒物质 膜泡运输：出胞膜泡运输：出胞/入胞吞噬；吞饮入胞吞噬；吞饮9易化分散易化分散fac

5、ilitated diffussion 在膜蛋白的协助或介导下，非脂溶性的小分子物质或带在膜蛋白的协助或介导下，非脂溶性的小分子物质或带电离子顺浓度梯度和或电位梯度进展的跨膜转运电离子顺浓度梯度和或电位梯度进展的跨膜转运 动力：势能动力：势能 膜蛋白膜蛋白 通道：经通道通道：经通道channel易化分散易化分散 载体：经载体载体：经载体carrier易化分散易化分散10经通道易化分散经通道易化分散 转运物质转运物质: 各种带电离子各种带电离子 根本特征根本特征 离子选择性离子选择性 门控特性门控特性 电压门控通道电压门控通道 化学门控通道化学门控通道 机械门控通道机械门控通道11经载体易化分散

6、经载体易化分散 转运物质：水溶性小分子物质；离子转运物质：水溶性小分子物质；离子 特点特点 构造特异性构造特异性 饱和景象饱和景象 竞争性抑制竞争性抑制 某些物质在膜蛋白的协助下，由细胞代谢供能而进展的某些物质在膜蛋白的协助下，由细胞代谢供能而进展的逆浓度梯度和或电位梯度跨膜转运逆浓度梯度和或电位梯度跨膜转运 膜蛋白：载体膜蛋白：载体ATP酶，泵酶，泵 动力：化学能动力：化学能ATP 直接利用原发性自动转运直接利用原发性自动转运 间接利用继发性自动转运间接利用继发性自动转运 化学能泵化学能泵 势能同向势能同向/反向转运体反向转运体 葡萄糖在小肠的吸收和肾小管的重吸收葡萄糖在小肠的吸收和肾小管的

7、重吸收 甲状腺聚碘甲状腺聚碘 心肌细胞心肌细胞Na+-Ca2+交换交换 肾小管分泌肾小管分泌H+12自动转运自动转运 同向转运体同向转运体 反向转运体反向转运体13继发性自动转运举例继发性自动转运举例14钠钠-钾泵钠钾泵钠-钾依赖式钾依赖式ATP酶酶 每分解一分子每分解一分子ATP，将，将3个个Na+移出胞外，将移出胞外，将2个个K+移入胞内移入胞内 维持钠和钾的跨膜梯度维持钠和钾的跨膜梯度 细胞内高钾维持代谢反响细胞内高钾维持代谢反响 维持细胞内浸透压和细胞容积维持细胞内浸透压和细胞容积 细胞发生电活动的根底细胞发生电活动的根底 生电效应生电效应 细胞外高钠提供势能贮藏细胞外高钠提供势能贮藏

8、 抑制剂抑制剂: 哇巴因哇巴因15案例问题案例问题 红细胞为什么会破裂溶血？红细胞为什么会破裂溶血？ 水是如何经过细胞膜的？水是如何经过细胞膜的？ 钠和钾是如何经过细胞膜的？钠和钾是如何经过细胞膜的？ 什么是钠什么是钠-钾泵，其生理作用是什么？钾泵，其生理作用是什么？ 为什么参与糖和为什么参与糖和ATP可以抑制溶血？可以抑制溶血？16小结小结知识点知识点1：物质的跨膜转运：物质的跨膜转运记忆：易化分散、自动转运的概念；通道、载体的特点记忆：易化分散、自动转运的概念；通道、载体的特点了解：物质跨膜转运的影响要素动力、通透性了解：物质跨膜转运的影响要素动力、通透性运用：各转运方式转运的物质运用：各

9、转运方式转运的物质知识点知识点2：钠：钠-钾泵钾泵记忆：钠钾泵的生理作用记忆：钠钾泵的生理作用了解：钠钾泵的生理意义了解：钠钾泵的生理意义运用：钠钾泵异常对机体的影响运用：钠钾泵异常对机体的影响第三节第三节 细胞的电活动细胞的电活动17病例病例原发性高血钾周期性麻木原发性高血钾周期性麻木 患者男性，患者男性，10岁。患有肌肉麻木症，肌肉周期性挛缩并伴岁。患有肌肉麻木症，肌肉周期性挛缩并伴有疼痛，随后反响缓慢，肌肉发生瘫痪。体格检查：血钾有疼痛，随后反响缓慢，肌肉发生瘫痪。体格检查：血钾 6.8 mmol/L正常正常4.5 mmol/L，细胞内钾离子明显降低，细胞内钾离子明显降低，病症发生时，骨

10、骼肌细胞膜静息电位幅度降低。同时运用病症发生时，骨骼肌细胞膜静息电位幅度降低。同时运用胰岛素和沙丁胺醇胰岛素和沙丁胺醇2受体激动剂，病症得到明显缓解。受体激动剂，病症得到明显缓解。1819案例问题案例问题 患者为什么会瘫痪？患者为什么会瘫痪？ 细胞内外钾离子浓度异常与瘫痪有什么关系？细胞内外钾离子浓度异常与瘫痪有什么关系？ 什么是静息电位？与钾离子浓度有什么关系？什么是静息电位？与钾离子浓度有什么关系？ 静息电位降低与瘫痪有什么关系？静息电位降低与瘫痪有什么关系？ 为什么肌肉先出现挛缩再出现瘫痪？为什么肌肉先出现挛缩再出现瘫痪？细胞电活动的记录方法细胞电活动的记录方法 细胞外记录细胞外记录 细

11、胞外两点之间电位差细胞外两点之间电位差 心电图心电图 脑电图脑电图 肌电图肌电图 细胞内记录细胞内记录 细胞膜两侧电位差细胞膜两侧电位差 枪乌贼神经枪乌贼神经 玻璃微电极玻璃微电极20一、静息电位一、静息电位resting potential 安静情况下细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位安静情况下细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差差 以神经细胞为例：以神经细胞为例：-70 mV21静息电位静息电位 极化极化polarization 超极化超极化hyperpolarization 去极化去极化depolarization 超射超射overshoot 复极化复极化repolariza

12、tion22静息电位的产活力制静息电位的产活力制 离子的跨膜转运离子的跨膜转运/流动流动 电电-化学驱动力化学驱动力electrochemical driving force 浓度差浓度差钠泵钠泵 细胞膜的选择通透性细胞膜的选择通透性 离子通道离子通道23平衡电位平衡电位 驱动力：浓度差；电荷差驱动力：浓度差；电荷差 平衡电位：电驱动力平衡电位：电驱动力 = -化学驱动力化学驱动力 Nernst公式公式 Ex = ln = 60 log mV EK = -102 mV ENa = +56 mV ECl = -76 mV Eca = +123 mV24RTZFXoXiXoXi静息电位的产活力制静

13、息电位的产活力制 K+平衡电位平衡电位 细胞内外细胞内外K+浓度差浓度差 K+外流外流 细胞膜对细胞膜对Na+的通透性的通透性 Na+内流内流 去极化去极化 钠泵活动程度钠泵活动程度 超极化超极化25二、动作电位二、动作电位 动作电位动作电位action potential的概念的概念 细胞在静息电位根底上接受有效刺激后产生的一个迅速的细胞在静息电位根底上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位动摇可向远处传播的膜电位动摇 峰电位峰电位spike potential 去极相去极相 复极相复极相 后电位后电位after-potential 后去极化电位后去极化电位 后超极化电位后超极化

14、电位26动作电位动作电位 动作电位的特点动作电位的特点 “全或无景象全或无景象 不衰减传播不衰减传播 脉冲式发放脉冲式发放 动作电位的产活力制：离子的跨膜流动动作电位的产活力制：离子的跨膜流动 电电-化学驱动力及其变化化学驱动力及其变化 细胞膜通透性的变化细胞膜通透性的变化27动作电位的产活力制动作电位的产活力制28钠通道钠通道 双双“闸门闸门 激活门激活门m门：去极化开放；复极化封锁门：去极化开放；复极化封锁 失活门失活门h门：复极化开放；去极化封锁门：复极化开放；去极化封锁 三种形状三种形状 静息态静息态 激活态激活态 失活态失活态 静息态去极化静息态去极化激活态激活态失活态复极化失活态复

15、极化静息态静息态29 再生性循环正反响：使钠通道在短时间内大量开放再生性循环正反响：使钠通道在短时间内大量开放 阻断剂阻断剂 河豚毒河豚毒钠通道钠通道30动作电位的产活力制动作电位的产活力制 离子跨膜流动离子跨膜流动电化学驱动力电化学驱动力离子通道离子通道 去极相去极相Na+内流内流 Na+平衡电位平衡电位钠通道钠通道 复极相复极相K+外流外流钾通道钾通道31动作电位的触发动作电位的触发 有效刺激阈刺激、阈上刺激有效刺激阈刺激、阈上刺激 刺激的参数刺激的参数 强度强度 继续时间继续时间 强度强度-时间变化率时间变化率 阈强度：能使细胞产生动作电位的最小刺激强度阈强度：能使细胞产生动作电位的最小

16、刺激强度 阈刺激：相当于阈强度的刺激阈刺激：相当于阈强度的刺激 阈上刺激；阈下刺激阈上刺激；阈下刺激32动作电位的触发动作电位的触发 阈电位阈电位threshold potential 能触发动作电位钠通道大量开放的膜电位临界值能触发动作电位钠通道大量开放的膜电位临界值 能触发膜去极化与钠通道开放构成正反响的膜电位程度能触发膜去极化与钠通道开放构成正反响的膜电位程度33动作电位的传播动作电位的传播 动作电位在同一细胞上的传播动作电位在同一细胞上的传播 细胞膜依次产生动作电位细胞膜依次产生动作电位 机制：部分电流学说机制：部分电流学说34腾跃式传导腾跃式传导saltatory conductio

17、n 有髓神经纤维有髓神经纤维 只需在郎飞结处能产生动作电位只需在郎飞结处能产生动作电位 郎飞结处轴突膜上存在密集的钠通道郎飞结处轴突膜上存在密集的钠通道35兴奋性及其变化兴奋性及其变化 兴奋性兴奋性excitability 机体的组织或细胞接受刺激后发生反响的才干或特性机体的组织或细胞接受刺激后发生反响的才干或特性 可兴奋细胞共同反响：动作电位可兴奋细胞共同反响：动作电位 神经细胞神经细胞神经激动神经激动 肌细胞肌细胞收缩收缩 腺细胞腺细胞分泌分泌 衡量目的：阈强度与兴奋性成负相关衡量目的：阈强度与兴奋性成负相关36细胞兴奋后兴奋性的变化细胞兴奋后兴奋性的变化 绝对不应期绝对不应期 相对不应期

18、相对不应期 超凡期超凡期 低常期低常期37三、电紧张电位和部分电位三、电紧张电位和部分电位 电紧张电位电紧张电位 由膜的被动电学特性决议其空间分布和时间变化的膜电位由膜的被动电学特性决议其空间分布和时间变化的膜电位38部分电位部分电位 由少量钠通道激活而产生的去极化膜电位动摇由少量钠通道激活而产生的去极化膜电位动摇 特点特点 等级性电位等级性电位 衰减性传导衰减性传导 没有不应期：可叠加总和没有不应期：可叠加总和 空间总和空间总和 时间总和时间总和3940案例问题案例问题 患者为什么会瘫痪？患者为什么会瘫痪？ 细胞内外钾离子浓度异常与瘫痪有什么关系？细胞内外钾离子浓度异常与瘫痪有什么关系？ 什

19、么是静息电位？与钾离子浓度有什么关系？什么是静息电位？与钾离子浓度有什么关系？ 静息电位降低与瘫痪有什么关系？静息电位降低与瘫痪有什么关系？ 为什么肌肉先出现挛缩再出现瘫痪？为什么肌肉先出现挛缩再出现瘫痪？41小结小结知识点知识点3：静息电位：静息电位记忆：静息电位的概念、产活力制；与膜电位变化有关的记忆：静息电位的概念、产活力制；与膜电位变化有关的名词名词了解：离子跨膜流动的影响要素了解：离子跨膜流动的影响要素运用：血钾异常对静息电位的影响运用：血钾异常对静息电位的影响知识点知识点4：动作电位：动作电位记忆：动作电位的概念、组成、特点、产活力制、传播机制；记忆：动作电位的概念、组成、特点、产

20、活力制、传播机制；钠通道的特点；阈强度、阈刺激、阈电位钠通道的特点；阈强度、阈刺激、阈电位了解：动作电位幅度的影响要素；钠通道再生性循环；腾了解：动作电位幅度的影响要素；钠通道再生性循环；腾跃式传导的意义跃式传导的意义运用：钠通道阻断剂的临床运用运用：钠通道阻断剂的临床运用小结小结知识点知识点5：兴奋性及其变化：兴奋性及其变化记忆：兴奋性的概念、衡量目的；可兴奋组织；神经细胞记忆：兴奋性的概念、衡量目的；可兴奋组织；神经细胞兴奋性的周期性变化兴奋性的周期性变化了解：细胞膜电位和钠通道对兴奋性的影响了解：细胞膜电位和钠通道对兴奋性的影响运用：电解质异常对细胞兴奋性的影响运用：电解质异常对细胞兴奋

21、性的影响知识点知识点6：部分电位：部分电位记忆：部分电位的概念、特点记忆：部分电位的概念、特点了解：部分电位与动作电位的区别以及关系了解：部分电位与动作电位的区别以及关系运用：人体中的部分电位运用：人体中的部分电位42第四节第四节 肌细胞的收缩肌细胞的收缩43病例病例重症肌无力重症肌无力 患者女性，患者女性，30岁，近三个月来觉得浑身乏力和易疲劳。近岁，近三个月来觉得浑身乏力和易疲劳。近一周，上述病症明显加重，梳头困难并伴有眼睑下垂，上一周，上述病症明显加重，梳头困难并伴有眼睑下垂，上楼梯时几次摔倒在地，休憩后可缓解。体格检查：血清中楼梯时几次摔倒在地，休憩后可缓解。体格检查：血清中胆碱能受体

22、抗体增多，反复刺激运动神经元时骨骼肌的反胆碱能受体抗体增多，反复刺激运动神经元时骨骼肌的反响下降。运用新斯的明治疗后病症减轻。响下降。运用新斯的明治疗后病症减轻。4445案例问题案例问题 患者为什么会出现肌无力的表现？患者为什么会出现肌无力的表现？ 患者的病症为什么休憩后缓解，而反复刺激运动神经骨患者的病症为什么休憩后缓解，而反复刺激运动神经骨骼肌的反响性下降？骼肌的反响性下降？ 骨骼肌上的胆碱能受体是哪一类型？骨骼肌上的胆碱能受体是哪一类型？ 运动神经如何引起骨骼肌收缩？运动神经如何引起骨骼肌收缩？ 如何进展治疗？新斯的明为什么有效？如何进展治疗？新斯的明为什么有效？一、横纹肌骨骼肌一、横纹

23、肌骨骼肌 骨骼肌神经骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传送肌接头处的兴奋传送 骨骼肌神经骨骼肌神经-肌接头的构造特征肌接头的构造特征46一、横纹肌骨骼肌一、横纹肌骨骼肌 骨骼肌神经骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传送肌接头处的兴奋传送 接头前膜接头前膜 Ca2+通道：去极化激活通道：去极化激活 突触囊泡乙酰胆碱突触囊泡乙酰胆碱 接头间隙接头间隙 接头后膜终板膜接头后膜终板膜 N2型乙酰胆碱受体型乙酰胆碱受体 化学门控通道化学门控通道 阳离子通道阳离子通道 乙酰胆碱酯酶乙酰胆碱酯酶47神经神经-肌接头处兴奋的传送过程肌接头处兴奋的传送过程 电电-化学化学-电电 神经末梢动作电位电神经末梢动作电位电乙酰胆碱释放

24、化学乙酰胆碱释放化学 钙通道开放去极化钙通道开放去极化细胞内细胞内Ca2+ 突触囊泡释放乙酰胆碱：出泡量子式释放突触囊泡释放乙酰胆碱：出泡量子式释放 乙酰胆碱化学乙酰胆碱化学骨骼肌细胞动作电位电骨骼肌细胞动作电位电 乙酰胆碱受体开放乙酰胆碱受体开放Na+内流内流终板膜去极化终板膜去极化 终板电位部分电位终板电位部分电位骨骼肌细胞动作电位骨骼肌细胞动作电位 微终板电位：单个囊泡释放的乙酰胆碱引起的终板膜电位微终板电位：单个囊泡释放的乙酰胆碱引起的终板膜电位微小的去极化微小的去极化 乙酰胆碱酯酶分解乙酰胆碱乙酰胆碱酯酶分解乙酰胆碱48横纹肌细胞的构造特征复习横纹肌细胞的构造特征复习 肌原纤维和肌节

25、肌原纤维和肌节sarcomere49横纹肌细胞的构造特征复习横纹肌细胞的构造特征复习 肌管系统肌管系统 三联管三联管50横纹肌细胞的收缩机制横纹肌细胞的收缩机制 肌丝滑行实际肌丝滑行实际myofilament sliding theory51肌丝的分子组成肌丝的分子组成 粗肌丝粗肌丝 肌球蛋白肌球蛋白myosin 横桥横桥cross-bridge ATP酶活性酶活性 与细肌丝结合与细肌丝结合 向向M线方向扭动线方向扭动52肌丝的分子组成肌丝的分子组成 细肌丝细肌丝 肌动蛋白肌动蛋白actin 构成细肌丝主干构成细肌丝主干 横桥结合位点横桥结合位点 原肌球蛋白原肌球蛋白tropomyosin 掩

26、盖横桥结合位点掩盖横桥结合位点 肌钙蛋白肌钙蛋白troponin T亚单位：与原肌球蛋白相连亚单位：与原肌球蛋白相连 I亚单位：与肌动蛋白相连亚单位：与肌动蛋白相连 C亚单位：可以与亚单位：可以与Ca2+结合结合53肌丝滑行的过程肌丝滑行的过程54 化学能化学能机械能机械能 横桥周期横桥周期 cross bridge cycling横纹肌细胞的兴奋横纹肌细胞的兴奋- -收缩耦联收缩耦联 三联管三联管T管管肌质网肌质网L型钙通道型钙通道ryanodine受体钙释受体钙释放通道放通道钙泵钙回收钙泵钙回收55横纹肌细胞的兴奋横纹肌细胞的兴奋- -收缩耦联收缩耦联56影响横纹肌收缩效能的要素影响横纹肌收缩效能的要素 收缩效能收缩效能performance of contraction 张力大小张力大小 缩短程度缩短程度 产生张力或缩短速度产生张力或缩短速度 收缩方式收缩方式 等长收缩等长收缩isometric contraction 等张收缩等张收缩isotonic contraction57影响横纹肌收缩效能的要素影响横纹肌收缩效能的要素 前负荷前负荷preload 肌肉在收缩前所接受的负荷肌肉在收缩前所接受的负荷 初长度初长度initial length 最适初长度最适初长度optimal initial length58影响横纹肌收缩效能的要素影响