医学细胞生物学-细胞的运动

第七章细胞的运动一、细胞的位置移动二、细胞的形态改变三、细胞内运动细胞运动的形式：一、细胞的位置移动运动形式局部性：近距离整体性：远距离（一）鞭毛、纤毛摆动（整体）1、摆动使位置移动2、摆动起到运送物质的作用（二）阿米巴样运动（整体）附着固体的表面移动时，在前进方向的一端伸出大小不等的伪足。（三）褶皱运动（局部）二、细胞的形态改变细胞骨架不断组装、去组装，使细胞适应其功能状态，发生形态改变及其他运动形式。举例：肌纤维收缩、神经元轴突生长、细胞分裂中的胞质分裂三、细胞内运动1、细胞质流动（胞质环流）２、膜泡运输（胞吞作用、胞吐作用）３、物质运输（轴突运输）４、染色体分离①体细胞有丝分裂②生殖细胞形成第二节细胞运动的机制两种基本机制：①

动力蛋白水解ATP，释放能量驱动细胞运动；

②细胞骨架体系微管、微丝组装和去组装。、动力蛋白的类型与结构二、动力蛋白介导细胞运动的机制三、纤毛和鞭毛的运动机制四、微丝和微管组装引起的细胞运动、动力蛋白特点：①具有ATP酶活性②水解ATP释放能量使化学能转换为机械能类型：①微丝的动力蛋白：②微管的动力蛋白：动位蛋白驱动蛋白肌球蛋白（一）肌球蛋白1、种类2、分子组成10种肌球蛋白家族成员一条重链和数条轻链组成，3、肌球蛋白的结构：头部：水解ATP产生动力的部位颈部：调节头部的活性尾部：决定肌球蛋白的类型（二）驱动蛋白

由两条重链两条轻链聚合而成，头部是产生动力的活性部位。（三）动位蛋白胞质动位蛋白纤毛（或鞭毛）动位蛋白分类结构：由两条相同的重链和一些种类繁多的轻链以及结合蛋白构成。作用：在细胞分裂中推动染色体的分离、驱动鞭毛的运动、向着微管（-）极运输小泡。二、动力蛋白介导细胞运动的机制1、肌球蛋白的运动机制ATP存在情况下，肌球蛋白结合在肌动蛋白丝上，通过水解ATP，朝向微丝的+端移动。

肌球蛋白运动的机制：①肌球蛋白结合ATP，引起头部与肌动蛋白纤维分离；②ATP水解，引起头部与肌动蛋白弱结合。③Pi释放，头部与肌动蛋白强结合，头部构象恢复，带动颈部和尾部朝细肌丝方向移动；④ADP释放，肌球蛋白恢复初始状态。肌球蛋白运动的机制：肌球蛋白运动机制2、驱动蛋白和动位蛋白的运动机制以微管为轨道，驱动蛋白朝微管的+端移动，动位蛋白朝微管的-端运动。三、纤毛和鞭毛的运动机制通过轴称的二联管中的动位蛋白臂水解ATP释放能量，促使A动位蛋白沿相邻B微管动位蛋白朝-端移动，从而引起二联管之间相互滑动。四、微丝和微管组装引起的细胞运动肌动蛋白、微管蛋白组装和去本身组装能引起细胞产生的某种运动。举例：顶体运动顶体突起由一束细肌丝支撑，这些微丝束是在顶体反应开始后才重新聚合组装的。细胞丝从一小段微丝核心的（＋）端不断聚合而延长，推动顶体突起的细胞膜向前伸长。顶体反应后，精子核进入卵细胞。五、染色体分离六、肌肉收缩1、肌肉收缩是粗、细肌丝相互滑动的结果2、肌肉收缩收钙离子浓度的调节，游离钙离子浓度升高能触发肌肉收缩3、肌原纤维由粗丝和细丝组成七、成纤维细胞的运动▪运动特点：属于慢速运动细胞▪运动过程：细胞膜向运动方向突起，形成线状足或片状足▪随着细胞膜伸展及细胞骨架的组装，线状足和片状足与基底介质结合，在细胞腹形成黏着斑▪尾部拉向前方，一部分细胞附于基底▪黏着斑作用：一可将细胞固定在基底，二可防止细胞回缩八、白细胞的运动1、基本过程：细胞膜伸向细胞前方形成伪足→伪足被细胞质充满→细胞尾部拉向细胞体2、特点;移动速度快(包括阿米巴)3、快速移动细胞的运动特点：可见伪足和细胞质流动，并伴有皮质区细胞骨架在“凝”、“溶”间转换，从而引起皮质区细胞质黏度的变化第三节细胞运动的调节

许多分子均可作为趋化因子，包括糖，肽等••趋化分子结合细胞表面受体，激活G蛋白三、钙离子梯度1、在含有趋化分子梯度的溶液中，运动细胞胞质中钙离子浓度也存在梯度。即细胞前部钙离子浓度最低，在后部浓度最高；2、许多肌动蛋白都受钙离子浓度影响，3、钙离子可以调节细胞在运动中凝-溶转换，细胞前的低钙离子环境有利于形成肌动蛋白网络，后高钙离子则导致肌动蛋白网络解聚形成溶胶四、影响细胞骨架和运动的药物1、细胞松弛素

和肌动蛋白快速生长的正极处结合，制止肌动蛋白分子聚合成微丝2、鬼笔环肽

稳定微丝,抑制解聚，不易通过细胞膜，只与聚合的微丝结合，不与肌动蛋白分子结合，制止肌动蛋白分子聚合及解聚的动态平衡3、秋水仙素等

阻止微丝聚合，阻止细胞分裂，破坏微管，抑制细胞分裂，此外长春新碱、长春碱等广泛用于抗癌4、紫杉酚等

能够紧密与微管结合，起到稳定微管、抑制微管解聚的作用，这样可使分裂期的细胞停止分裂第四节细胞运动与医学一、原发性纤毛运动障碍(PCD)或纤毛无运动综合征：其纤毛超微结构具有特异的、先天性遗传缺陷导致的一组疾病二、阿尔茨海默病（AD)：与其严重性最相关的是新皮质和海马中突触的丧失，在AD的神经元中，微观是缺乏的或扭曲变形的，微管的不正常导致了轴浆流的不正常，进而导致了痴呆三、癌症：患者恶化细胞内的微丝短、微丝束减少，微丝组装变化使其不能成束，微管数量减少，并且钙调蛋白增多，抑制微管聚合，癌细胞细胞器运动异常四、肿瘤的浸润和转移：肿瘤转移的因素有很多，其中，肿瘤细胞活跃的移动能力是其浸润生长的重要因素之一，微管的形态改变特征与肿瘤细胞的侵袭及转移潜能有关，作为细胞骨架的微管，在正常细胞的运动和肿瘤细胞的侵袭都有着重要的作用，另外，微管的破坏可能抑制肿瘤细胞的转移五、胆道括约肌功能紊乱及胆结石成因等：胆道括约肌的细胞骨架的改变对解释成因具有重要意义。正常胆道括约肌细胞含有大量排列整齐、集结成束的微丝及密体，这是胆道括约肌产生的“高压带”，是调节胆流的重要结构基础，而细胞骨架的研究可以深入加以研究六、细胞运动方向的医学前景展望随着