第二章-细胞的基本功能

第二章细胞的基本功能

第一节细胞膜的物质转运功能一、细胞膜(cellmembrane)的分子结构

液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)

以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有不同结构和功能的蛋白质.

(一）细胞膜的脂质1.磷脂（phospholipid）:70%磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇2.胆固醇（cholesterol):<30%3.糖脂（glycolipid):<10%双嗜性分子（amphiphilicmolecule)脂质双层lipidbilayer脂质在体温条件下呈液态，具有流动性。意义：细胞的许多基本活动都有赖于质膜保持适当的流动性。影响流动性的因素：胆固醇含量越高、脂肪酸饱和度越高、镶嵌的蛋白质越多，则膜的流动性越低。Lipidsareamphiphilic（二）细胞膜的蛋白

表面蛋白(骨架蛋白、受体)整合蛋白(载体、通道、离子泵、转运体)

（三）细胞膜的糖类与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖脂成为抗原决定簇、受体可识别部分。二、跨细胞膜的物质转运

跨膜转运transmembranetransport:体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。转运方式:单纯扩散①被动转运passivetransport易化扩散原发性主动转运②主动转运activetransport继发性主动转运③出胞和入胞作用膜蛋白介导(一)单纯扩散Simplediffusion脂溶性物质由高→低浓度侧的净移动。通量(flux):摩尔/cm2.秒扩散浓度差膜通透性(脂溶性,分子量,带电状况)单纯扩散物质：O2、CO2、乙醇、尿素、少量激素、水(还可通过水通道waterchannel即水孔蛋白aquaprin来跨膜转运)

(二)易化扩散1.经通道易化扩散：带电离子

（Facilitateddiffusionviachannel）

离子通道：是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白。通道的特征：①离子选择性：每种通道都对一种或几种离子有较高的通透能力，而对其他离子的通透性很小或不通透。*钾通道

（K+:Na+=100:1）、钠通道etc②门控性：在通道蛋白分子内有一些可移动的结构或化学基团，在通道内起“闸门”作用。许多因素可刺激闸门运动，导致通道的开放或关闭。通道的分类：

化学门控通道Chemically-gatedchannel

电压门控通道Voltage-gatedchannel机械门控通道Mechanical-gatedchannel非门控通道：始终持续开放。钾漏通道通道转运的特点：①转运速率比载体快106-108/s;102-105/s②无饱和现象，无竞争性抑制③通道有不同的功能状态：通道蛋白状态：静息、激活、失活2.经载体易化扩散facilitateddiffusionviacarrier

水溶性小分子物质经载体介导顺浓度梯度和（或）电位梯度进行的被动跨膜转运。转运物质:小分子物质,如GS、AA、核苷酸特点：

①

结构特异性；

②饱和现象saturation;如对GS转运,转运右旋GS

③竞争抑制competitiveinhibition;（三）主动转运1.原发性主动转运

primaryactivetransport细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度和（或）电位梯度转运的过程。带电离子的跨膜转运的过程。（1）钠-钾泵/钠泵：sodium-potassiumpump每分解1分子ATP，可将3个Na+移出胞外，同时将2个K+移入胞内。（生电效应）

PrimaryactivetransportNa+-K+依赖式ATP酶（钠泵）3Na+(由胞内向胞外):

2K+

(由胞外向胞内)

①Na+-K+依赖式ATP酶由α和β两个亚单位构成,水解ATP及与阳离子结合部位均在α亚单位。当：

细胞内[Na+]↑ATP→钠泵激活→↓细胞外[K+]↑ADP+Pi+E3Na+(移出胞外):2K+（移入胞内）同时逆向转运。②钠泵抑制剂:哇巴因ouabain

钠泵活动的生理意义：

①细胞内高K+—胞内代谢反应所必需；②膜内外K+、Na+浓度差—RP、AP产生前提；③维持胞内渗透压和细胞容积的相对稳定；④生电效应可直接使膜内电位的负值增大；⑤胞外高Na+势能储备：

—GS、AA继发性主动转运；

—Na+-H+交换,维持胞内pH稳定；

—Na+-Ca2+交换,维持胞内Ca2+浓度稳定；（2）Ca2+泵(calciumpump)：主要分布于骨骼肌与心肌细胞内部的肌质网上,与肌肉收缩有关

（3）H+泵(质子泵):分布于胃粘膜壁细胞表面，与胃酸分泌有关

2.继发性主动转运secondaryactivetransport

细胞膜间接利用钠泵分解的ATP所释放的能量完成的主动转运。即细胞膜利用钠泵分解ATP释放的能量所建立起的细胞膜内外Na+浓度差的势能储备，再由转运体蛋白完成的逆电化学梯度差的跨膜转运。

如：小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收GS、AA为继发主动转运。

肾小管上皮细胞对GS的转运基侧膜钠泵活动↓Na+浓度势能差↓管腔膜Na+、GS同向转运体↓GS再易化扩散入血转运体transporter：转运体和载体具有相似的转运机制，也会出现饱和现象同向转运体反向转运体（交换体）(四)膜泡运输1.出胞

exocytosis指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。分泌物的出胞过程粗面内质网上合成↓转移到高尔基体↓修饰，由质膜包裹↓分泌囊泡↓移向细胞膜内侧↓融合、破裂，分泌信号出胞的两种形式：1）持续性出胞：细胞本身固有的活动。杯状细胞分泌黏液，etc2）调节性出胞：需要受到某些信号的诱导。神经递质的释放，etc2.入胞Endocytosis：大分子物质或物质团块（细菌、细胞碎片等）借助于细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程。吞噬（phagocytosis）：单核c、巨噬c、中性粒c吞饮（pinocytosis）：几乎所有cell1）液相入胞：细胞外液及