细胞基本功能生理学

1、关于细胞的基本功能生理学第一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月细胞生理是器官、系统生理学的基础细胞的基本功能 跨膜物质转运 跨膜信号转导 细胞生物电现象 肌细胞的收缩活动第二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第一节 细胞膜的基本结构 和跨膜物质转运功能第三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月一、细胞膜的基本结构第四张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月二、细胞膜化学组成及意义脂质双分子层：屏障作用 保持细胞内容物的相对稳定细胞膜蛋白质：膜通道蛋白，载体蛋白，酶 细胞内外物质、能量、信息交换。细胞膜糖类：糖蛋白，糖脂 作为膜蛋白受体识别部分 参与免疫反应第五张，

2、PPT共一百零四页，创作于2022年6月三、细胞膜的跨膜物质转运被动转运 单纯扩散 易化扩散主动转运第六张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月Na+ Cl-H2OH2OABNa+ Cl-第七张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（一）单纯扩散 (simple diffusion) 扩散：溶质分子从高浓度向低浓度的净移动（顺化学梯度） 单纯扩散：脂溶性物质从膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。第八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月1. 单纯扩散的特点顺化学梯度不耗能（分子热运动的扩散）第九张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2. 单纯扩散的条件 (1) 浓度梯度

3、（电-化学梯度） (2) 膜通透性 (3)脂溶性物质 O2 CO2 N2 (4) 酒精第十张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（二）易化扩散（facilitated diffusion)1. 定义：体内不溶或难溶于脂质的物质，在细胞膜上某些特殊蛋白质的帮助下，从膜高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。第十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2. 特点(1) 顺电化学梯度，不耗能(2) 膜蛋白对转运的物质具有选择性（膜 蛋白分子本身有结构特异性）(3) 膜通透性可变第十二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月3.类型 (1) 通道介导的易化扩散 (2) 载体介导的易化扩散第十

4、三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月通道介导的易化扩散 离子通道 (ion channel) 一类与离子易化扩散有关的膜蛋白质分子第十四张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月离子通道的特性 (1) 选择性 Na+通道，K+通道，Cl-通道, Ca+2通道 (2) 门控性 化学门控：膜外侧化学信号控制 电压门控：膜两侧电位差控制 (3)开放和关闭的快速性 (4)离子流的快速性第十五张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第十六张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第十七张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月载体介导的易化扩散载体 （carrier) 与葡萄糖和某些

5、氨基酸等物质易化扩散有关的膜蛋白质，不具有离子通道那样的结构。第十八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月葡萄糖的易化扩散第十九张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月(三)主动转运(active transport) 1.定义：细胞通过本身的某种耗 能过程，将物质的分子或离子从膜的低浓度一侧向高浓度一侧移动的过程 2.特征 逆电化学梯度 耗能第二十张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月3.主动转运和被动转运的区别 转运的方向 转运的能量 转运的后果第二十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月4. Na+-K+泵第二十二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月4.

6、Na+-K+泵 (1) 结构：膜蛋白质，具有ATP酶活性 (2) 功能：分解ATP，释放出能量，利用这一能量，不断地将Na+从胞内泵出胞外，将K+从胞外泵入胞内 (3) 特性： 3个Na+移出膜外2个K+ 移入膜内第二十三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月(5)生理意义： 建立一种势能贮备，供细胞其他耗能过程利用 产生和维持细胞内高K+ 、细胞外高Na+的状态，是细胞产生生物电的基础 是人体最重要的物质转运形式第二十四张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（四）继发性主动转运 （secondary active transport)第二十五张，PPT共一百零四页，创作于2022

7、年6月（四）继发性主动转运 （secondary active transport)1. 定义：是指某些物质逆浓度梯 度的主动转运过程，所需能量间接来自ATP的分解，也称联合转运。第二十六张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2. 特点： Na+从胞外被动扩散至胞内释放的能量用于另一种物质的主动转运3. 条件： 胞膜上存在转运体蛋白第二十七张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（五）出胞与入胞1. 入胞：一些大分子物质或团块物质进入细胞的过程2. 出胞：大分子物质或固态、液态物质从细胞内排出的过程第二十八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月 小 结第二十九张，PPT共一百零

8、四页，创作于2022年6月第二节细胞膜的跨膜信号转导第三十张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月一、细胞跨膜信号转导的概念1. 信号: 含有信息内容的一种物质或刺激2. 人体内的信号: 存在于细胞外液中含有信息内容的化学物质,或机械的、电的、电磁波等刺激第三十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月 3. 信号的类型 化学信号 激素, 递质, 细胞因子 机械信号 声音 电磁信号 光 电信号 电流第三十二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月4. 跨膜信号转导(transmembrane tranduction)外界信号 细胞膜表面 一种或几种膜蛋白分子构象改变 新的信号进入胞

9、内 膜电位或其他功能变化 第三十三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月二、细胞跨膜信号转导的方式膜通道蛋白完成的跨膜信号转导受体G蛋白第二信使跨膜信号转导酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导第三十四张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（一）膜通道蛋白完成的跨膜信 号转导信号 胞膜上的通道蛋白 离子通道打开或关闭 离子跨膜流动 膜电位变化（去极化、超极化） 新的信号进入细胞内 第三十五张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月1. 化学信号化学门控离子通道 神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸神经肌肉接头 乙酰胆硷第三十六张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月运动神经末梢 Ac

10、h Ach 门控通道蛋白（a亚单位） 通道开放 大量Na+流入胞内 胞膜去极化产生终板电位完成化学信号向生物电信号的转换 第三十七张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月(1) 特点： 化学门控通道具有受体功能，可 称为通道型受体，它们被激活时 能引起跨膜离子流动，也称为促 离子型受体(2) 分布： 神经肌接头信息传递 神经细胞之间的突触传递第三十八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2 .电信号电压门控离子通道 刺激 细胞膜电位的变化 电 压门控离子通道开放或关闭 离子内流或外流 新信号形成 第三十九张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第四十张，PPT共一百零四页，创作于

11、2022年6月(1) Na+通道电信号 膜内负电荷消失 Na+通道突然开放 胞外Na+涌入胞内 膜电位变化 第四十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月(2) K+通道膜内形成正电荷 K+通道开放胞内K+流出胞外 膜电位变化第四十二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月3. 机械信号-机械门控离子通道前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛上机械信号（声） 静纤毛偏曲机械门控离子通道开放 离子内流 膜电位变化第四十三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（二）作用于膜受体蛋白、G蛋白 和效应器酶系统 光刺激 （视网膜的感光细胞） 多数的肽类激素 多数的神经递质 （神经突触后膜）第四十四张

12、，PPT共一百零四页，创作于2022年6月受体G蛋白第二信使跨膜信号转导第四十五张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月1. G蛋白耦联受体（促代谢型受体）第四十六张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2.膜内侧G-蛋白被激活第四十七张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月3.膜内侧的腺苷酸环化酶被激活胞浆中第二信使增多第四十八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第二信使定义 外来刺激通过膜受体蛋白、G蛋白和效应器酶系统 使 胞浆内一种含有第一信使信息内容的一种化学物质增多或减少种类 环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP) 三磷酸肌醇 （IP3） 二酰甘油 ( D

13、G)第四十九张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（三）酪氨酸激酶受体完成的 跨膜信号转导生长因子，胰岛素为信号第五十张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月信号 接合膜酪氨酸激酶外侧端 激活内侧酪氨酸蛋白激酶活性 受体本身酪氨酸残基磷酸化和胞内其它蛋白残基磷酸化 细胞功能的变化信号转导过程第五十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第三节 细胞的跨膜电变化第五十二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月1. 兴奋性(Excitability) 活组织或细胞对外界刺激发生 反应的能力2. 兴奋 (Excitation) 组织或细胞对外界刺激发生反应3. 可兴奋细胞 神经细

14、胞、肌细胞、腺细胞第五十三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第五十四张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月一 、 单一细胞的跨膜静息电位（一）静息电位(resting potential) 在静息状态下，存在于细胞膜内外两侧的电位差（膜内为负，膜外为正）。 第五十五张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月1. 神经纤维细胞 -70 mV 2. 肌细胞 -70mV-90mV3. 红细胞 -20mV第五十六张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（二）静息电位形成的机制 1. 静息状态下细胞膜内外Na+ 、K+分布不均衡 细胞膜外 细胞膜内Na+ 142mEq/l 14mE

15、q/l 10:1K+ 4 mEq/l 140 mEq/l 1:35Na+ 有从膜外向膜内扩散的趋势 K + 有从膜内向膜外扩散的趋势第五十七张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2、静息状态下细胞膜对K+的选择性通透 K +的通 透性 大 Na+ 的通 透性 极 小 第五十八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月K+-第五十九张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月3. 达到K+ 的平衡电位 （ Nernst公式）Ek=RT/ZF lnK+o/ K+i 第六十张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月(三) 静息电位的变化极 化 安静时, 膜两侧电位外正内负的状态超极化 膜两

16、侧电位差加大,膜 内负值增大去极化 膜两侧电位差减小, 膜内负值变小复极化 去极化 后，膜内电位向逐渐变大， 恢复到静息电位状态反极化 膜两侧电位发生倒转, 膜外为负, 膜内为正第六十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月二、 单一细胞的动作电位（一）动作电位（active potential) 膜受一定强度的刺激后, 在原有静息电位的基础上发生的一次膜两侧电位的快速倒转和复原，即膜快速去极化 后又复极化 。第六十二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第六十三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（二）动作电位组成 上升支 下降支 去极化后电位 (负后电位) 超极化后电位

17、 (正后电位)锋电位后电位第六十四张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第六十五张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（三） 动作电位形成机制 1.锋电位和Na+平衡电位膜去极化达到一定数值膜对Na+通透性突然增大Na+内流至平衡为止锋电位= Na+平衡电位第六十六张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2. Na+通道的失活和膜电位的复极(1) Na+通道失活: 在去极化开始后的几个毫秒内开放（激活）, 随后就失活。(2) K+通道的开放: 膜去极化时被激活, 在Na+ 通道失活 时开放，K+外流，膜电位复极(3) Na+通道的失活和膜电位的复极构成锋电位的下降支第六十七张，

18、PPT共一百零四页，创作于2022年6月3. Na+通道特性(1) Na+通道的开放是电压门控性的 静息电位 关闭 膜超极化 关闭 膜去极化 开放 (膜去极化达阈电位大量开放) (2) Na+通道的开放(激活)与关闭(失活)快速性(3) Na+通道的三种状态：备用、激活、失活第六十八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月动作电位产生机制上升支： Na+ 内流 （Na+ 的平衡电位）下降支： K+ 外流负后电位: K+ 外流暂时性减弱正后电位：Na+-K+泵的活动第六十九张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（四）动作电位的特点 1、不衰减性传导 2、“全或无”现象 3、存在不应期

19、（绝对不应期和相对不应期）第七十张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月二、动作电位的引起和传导（一）阈电位和锋电位的引起阈电位（threshold membrane potential) 膜去极化到达爆发动作电位的临界膜电位。阈电位的特性： 引起膜上电压门控性Na+通道大量开放。引起锋电位的条件： 膜去极化达到阈电位。第七十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月膜上电压门控Na+通道快速大量开放的原因Na+ 再生性循环(正反馈) 阈强度刺激 膜去极化达阈电位 一定数量Na+通道开放 Na+内流 膜进一步去极化 大量的Na+通道开放（ Na+通道的激活）+第七十二张，PPT共一百零

20、四页，创作于2022年6月阈强度（threshold intensity) 能使膜去极化达到阈电位的外加刺激的强度阈刺激：具有阈强度的刺激阈下刺激：比阈强度弱的刺激第七十三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（二）局部兴奋及其特性 1. 局部兴奋（局部反应）： 阈下刺激引起膜上Na+通道少量开放，在受刺激膜的局部出现较小的去极化。第七十四张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第七十五张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2. 局部兴奋的特性 (1) 电紧张性扩布 (2) 无“全或无”现象 (3) 可叠加第七十六张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月3. 动作电位在同一

21、细胞上的传导 无髓神经 有髓神经第七十七张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第七十八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第七十九张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第四节 肌细胞的收缩功能第八十张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月 1 . 神经冲动如何引起肌细胞 的兴奋？2 .肌细胞的兴奋如何引起肌肉 收缩？第八十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月一 、神经-肌肉接头处的兴奋传 递 （一） 神经-肌肉接头的基本结构 神经未梢 囊泡 接头间隙 细胞外液 终板 N-型Ach受体(Ach门控性通道)第八十二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第八十

22、三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月(二）神经未梢乙酰胆碱的释放 动作电位 神经未梢质膜去极化 电压门控Ca2 +通道开放 Ca2 +内流 囊泡迁移 囊泡膜与轴突膜融合 囊泡破裂 Ach倾囊释放(量子式释放) Ach进入接头间隙第八十四张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月(三) 终板电位和动作电位的形成 Ach分子与终板膜Ach门控性通道结合 终板膜离子通道开放Na+内流为主，少量K+外流第八十五张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月终板膜去极化，产生终板电位终板电位以电紧张性扩布肌细胞膜去极化达到阈电位肌细胞膜产生动作电位第八十六张，PPT共一百零四页，创作于2022

23、年6月(四）乙酰胆碱的灭活 胆碱酯酶(五) 神经肌接头处兴奋传递的特点 化学传递 保持1对1的关系 易受药物影响 第八十七张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月 二、 骨胳肌的收缩机制（一）骨骼肌细胞的微细结构 1、肌原纤维和肌小节 2、肌管系统 横管系统（T管） 纵管系统（L管） 终末池 三联管结构：横管+两侧终末池第八十八张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月第八十九张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（二）骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联兴奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling)） 1.定义 以膜电变化为特征的兴奋过程和以肌肉收缩过程通

24、过某种中介性过程把两者联系起来，这一过程称为兴奋-收缩耦联第九十张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2.兴奋-收缩耦联过程横管系统将动作电位传至肌细胞的深部终末池（肌浆网）中的Ca2+ 释放入胞浆胞浆Ca2+ i Ca2+和肌钙蛋白结合，触发肌丝滑行,肌肉 收缩第九十一张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月肌浆网膜上Ca2+ 泵,将Ca2+重新摄回胞浆Ca2+ I ，Ca2+和肌钙蛋白解 离，肌肉舒张第九十二张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月（三）肌肉收缩的分子机制 1. 滑行学说： 肌肉收缩时，在每一肌小节内发生了细肌丝向粗肌丝之间滑行，相邻的Z线互相靠近，肌小节长度变短第九十三张，PPT共一百零四页，创作于2022年6月2、粗细肌丝的分子结构粗肌丝（肌凝蛋白 ，肌球蛋白）： 横桥+长杆横桥特性：一定条件下和细肌丝呈可 逆性结合；具