细胞的基本功能

人体解剖生理学细胞的基本功能第1页第一章细胞基本功效

细胞的基本功能第2页引言细胞膜物质转运功效细胞膜生物电现象肌细胞收缩功效细胞的基本功能第3页

一、膜化学组成和结构模型电镜下膜分三层结构化学成份:脂质、蛋白质、糖类脂质分子数量多于蛋白质，蛋白质重量大于脂质。糖类最少，不足1%。2.5nm7.5nm

第一节细胞膜物质转运功效

细胞的基本功能第4页其结构模型经历了很多假设,1972年“液态镶嵌式模型”得到公认。1.脂质双分子层膜主要成份是脂质—磷脂（70%）胆固醇（30%）脂质分子为双嗜性分子,一端是磷酸和碱基构成亲水性极性基团,称作头端,另一端是脂肪酸烃链组成非极性基团,称作尾端。膜磷脂分子为双层,两头端朝着膜内外侧,两尾端在内侧。细胞的基本功能第5页细胞的基本功能第6页糖脂糖蛋白整合蛋白胆固醇表面蛋白通道磷脂膜厚度细胞膜结构示意图细胞的基本功能第7页脂质熔点较低,正常体温下呈液态,即膜具有流动性。主要表现为磷脂分子位置两两交换。普通以同层交换为多（105-7次/s）,调头较少。位置交换率越高,膜流动性越强,促生长物质进入细胞越多。而胆固醇对磷脂位置交换有阻尼作用。

细胞的基本功能第8页㈡细胞膜蛋白⒈表面蛋白:附着于膜内表面或外表面⒉整合蛋白:肽链一次或屡次穿越脂质双层如:载体、离子泵、通道、转运体㈢细胞膜糖类以糖脂、糖蛋白形式存在细胞的基本功能第9页二、细胞膜物质转运功效

（一）、被动转运（单纯扩散、易化扩散）（二）、主动转运（三）、出胞和入胞细胞的基本功能第10页被动转运｛单纯扩散易化扩散定义:这种顺浓度差扩散、不需要消耗能量转运方式（一）被动转运依据转运过程中膜蛋白参加情况细胞的基本功能第11页扩散（diffusion）:溶液中溶质由高浓度向低浓度方向移动扩散量影响原因①膜两侧物质浓度差:浓度差越大，单位时间内扩散量就越多；②通透性:物质经过细胞膜难易程度称为膜对该物质通透性；通透性越大，单位时间内扩散量就越多。细胞的基本功能第12页（1）单纯扩散（simplediffusion）⒈概念脂溶性小分子物质直接经过膜脂质双层顺浓度差跨膜转运如：O2、CO2.NO、CO、N2等气体，还有乙醇、部分类固醇类激素、尿素等细胞的基本功能第13页（2）易化扩散(facilitateddiffusion)⑴概念 指非脂溶性或脂溶性很小物质借助膜特殊蛋白质帮助,顺浓度梯度进行跨膜转运细胞的基本功能第14页（二）易化扩散（facilitateddiffusion）依据膜蛋白不一样将易化扩散分为分为二种形式:1.载体介导易化扩散（载体转运carrier）载体是一个跨膜蛋白质，但转运机制不甚明了。结合位点载体转运模式细胞的基本功能第15页载体转运三大特点：①严格结构特异性：即载体蛋白含有识别功效，如葡萄糖物理旋光性不一样分为左旋和右旋，细胞膜上G载体只识别右旋。②饱和现象：载体蛋白数量有限，当扩散物质达到一定浓度后，其扩散量已达最大。③竞争性抑制：当A.B二种物质很相同时，载体蛋白转运浓度高一个为主。如黄胺类药品所含苯环与细菌所需对氨基苯甲酸结构很相同。细胞的基本功能第16页对氨基苯甲酸四氢叶酸核酸代谢黄胺药细菌ABA单个细胞竞争性抑制模式细胞的基本功能第17页在细胞膜上通道蛋白帮助下顺电-化学梯度进行跨膜转运。通道蛋白是一类贯通膜脂质双分子层、中央带有亲水性孔道膜蛋白。2.通道介导易化扩散（通道转运）细胞的基本功能第18页孔道开放时，物质顺浓度差或电位差经过通道转运；孔道关闭时，物质不能经过。细胞膜上有各种通道，如:Na+、K+、Ca2+通道等，它们可分别让Na+、K+、Ca2+等离子通过、。细胞的基本功能第19页离子或小分子物质在生物泵帮助下,逆电-化学梯度耗能跨膜转运过程,称为主动转运。依据物质转运过程中是否需要ATP直接供给能量,可将其分为原发性和继发性两种。2.主动转运（activetransport）细胞的基本功能第20页原发性主动转运（primaryactivetransport)⑴概念:指细胞直接利用代谢产生能量将物质逆浓度梯度或电-化学梯度进行跨膜转运过程⑵转运膜蛋白:离子泵（ionpump）2.主动转运（activetransport）细胞的基本功能第21页离子泵:Na+-K+泵（Sodium-potassiumPump）①是Na+-K+依赖式ATP酶，当细胞膜内Na+和膜外K+浓度升高时泵激活②耦联转运Na+和K+，每分解1分子ATP，移出3个Na+至细胞外，2个K+移入细胞内③逆电-化学梯度转运，消耗能量④哇巴因抑制其作用⑴化学本质和功效特点细胞的基本功能第22页造成细胞内高钾,胞内许多代谢反应必需维持胞质渗透压和细胞容积相对稳定造成膜内外Na+和K+浓度差,是细胞生物电产生前提继发性主动转运动力（建立一个势能贮备）⑵钠泵生理意义细胞的基本功能第23页继发性主动转运（secondaryactivetransport）⑴概念伴Na+跨膜转运而进行另一物质主动转运，即间接利用ATP能量转运，所需能量来自钠离子在膜两侧浓度差，后者是钠泵利用分解ATP释放能量建立。⑵转运物质:葡萄糖、氨基酸等细胞的基本功能第24页细胞的基本功能第25页（三）出胞和入胞指大分子或团块状物质进出细胞过程。1.入胞定义:细胞外大分子物质或物质团块进入细胞过程，称为入胞。类型:进入细胞物质是固态，称为吞噬；假如进入细胞物质是液态，则称为吞饮。

细胞的基本功能第26页（三）出胞和入胞1.入胞举例:血浆中脂蛋白、细菌、异物等进入细胞，这些物质先被细胞识别并接触，然后接触处细胞膜向内凹陷或伸出伪足把物质包裹起来，今后包裹细胞膜融合、断裂，物质连同包裹它细胞膜一起进入细胞形成吞噬小体，吞噬小体与溶酶体融合，溶酶体中蛋白水解酶将吞入物质进行消化分解。中性粒细胞摄入异物过程细胞的基本功能第27页（三）出胞和入胞2.出胞作用（exocytosis）定义:大分子物质或物质团块排出细胞过程，称为出胞。分布:主要见于细胞分泌，如消化腺细胞分泌消化酶、内分泌细胞分泌激素、神经末梢释放神经递质等举例:大分子物质在细胞内形成后，被一层膜性物质包裹形成囊泡，当分泌时囊泡向细胞膜移动，囊泡膜与细胞膜融合、破裂，囊泡内贮存物质一次性全部排出细胞细胞的基本功能第28页（三）出胞和入胞2.出胞作用（exocytosis）举例:大分子物质在细胞内形成后，被一层膜性物质包裹形成囊泡，当分泌时囊泡向细胞膜移动，囊泡膜与细胞膜融合、破裂，囊泡内贮存物质一次性全部排出细胞神经末梢胞裂外排释放递质末梢修复神经末梢释放递质示意图细胞的基本功能第29页二、细胞膜受体功效:定义:受体是指能与配体特异性结合并传递信息特殊蛋白质。分布:受体主要存在于细胞膜上，称为膜受体。细胞内也有受体，按存在部位不一样分为胞质受体和核受体。功效:一是能识别对应配体，并与配体特异性结合；二是与配体结合后，开启细胞内信息传递系统，引发对应生物学效应。细胞的基本功能第30页二、细胞膜受体功效:能与受体结合化学物质依据所引发不一样效应分为两类:一类在受体结合后引发特定生理效应，称为受体激动剂；另一类即使能与受体结合，但不能引发特定生理效应或使生理效应减弱，称为受体阻断剂。细胞的基本功能第31页定义:细胞在生命活动过程中常含有带电表现，称为生物电现象。因为生物电发生在细胞膜两侧称为跨膜电位，简称膜电位。细胞生物电现象主要表现形式有两种:一是平静状态下静息电位；二是兴奋时动作电位。第二节细胞生物电现象细胞的基本功能第32页一、细胞生物电现象及其产生原理（一）细胞静息电位细胞在平静状态时存在于膜两侧电位差。第二节细胞生物电现象cellcell电流计电流计电极插入膜内细胞的基本功能第33页（一）细胞静息电位用电生理仪测量细胞带电情况,当参考电极和测量电极（微电极）均置于细胞膜外表面时,示波器荧光屏上光点一直在基线水平上扫描,表明两个电极之间不存在电位差。cellcell电流计电流计电极插入膜内细胞的基本功能第34页（一）细胞静息电位把参考电极置于细胞膜外表面,而把微电极插入膜内时,荧光屏上光点马上向下移动,并停留在一个较稳定水平上。由此可见,细胞膜内外之间存在着电位差,表现为细胞膜外带正电荷,细胞膜内带负电荷,即“内负外正”。细胞在平静状态下所保持膜外带正电,膜内带负电状态称为极化。极化是细脆处于平静状态标志。cellcell电流计电流计电极插入膜内细胞的基本功能第35页（一）细胞静息电位假如要求细胞膜外为0电位,则细胞膜内为负电位,哺乳动物神经细胞和骨骼肌细胞静息电位为-70到-90mV。静息电位大小通常以负值大小来判断,假如由-60mV改变至-80mV,表明细胞膜内外电位差增大；假如由-80mV改变到-60mV,表明细胞膜内外电位差减小。细胞的基本功能第36页（一）细胞静息电位

静息电位增大过程称为超极化,超极化作用是使细胞兴奋性降低；静息电位减小过程称为去极化或除极化；去极化至0电位后如深入变为正值则称为反极化；细胞发生去极化后膜电位又恢复到静息电位过程,称为复极化细胞的基本功能第37页示波器放大器膜内外电位相差约70mV膜外为0，则膜内-70mV枪乌贼神经轴突玻璃微电极（统计）参考电极神经细胞细胞内电位记录示意图细胞的基本功能第38页（一）细胞静息电位细胞生物电现象普通用离子流学说来解释。即需要具备两个前提条件:一是细胞膜内外离子分布不均，即存在浓度差；二是细胞膜在不一样状态下，对各种离子通透性不一样。细胞的基本功能第39页（一）细胞静息电位正常细胞处于静息状态时,细胞膜对K+通透性较大,对Na+通透性很小,而对A-几乎没有通透性。所以,细胞静息时K+顺浓度梯度外流,因为K+外流必定带有正电荷向外转移,膜内A-不能经过细胞膜被留在膜内,对K+形成隔膜相吸。这么就形成了细胞膜外侧带正电荷,细胞膜内侧带负电荷。当浓度差形成促使K+外流力量与电场力形成阻止K+外流力量到达平衡时,膜内外不再有K+净移动。此时,细胞膜两侧形成电位差,稳定于某一数值,即静息电位。因为静息电位主要是K+外流到达平衡时电位,所以称为K+平衡电位。

细胞的基本功能第40页膜内K+高于膜外30倍,平静时膜对K+有通透性,静息电位相当于K+平衡电位K+K+K+K+K+K+K+K+K+细胞的基本功能第41页（二）动作电位（actionpotential,AP）可兴奋细胞受到刺激发生兴奋时,细胞膜在静息电位基础上发生一次快速、可传输电位改变,称作动作电位。动作电位是细胞兴奋标志。RP去极化复极化超极化负后电位示波器反极化（超射）AP正后电位0mV-70mV+30mV细胞的基本功能第42页（二）动作电位（actionpotential,AP）

不一样组织受刺激后产生动作电位含有不一样形态,神经纤维动作电位,普通只连续0.5~2毫秒,而心肌细胞动作电位连续时间较长,可达数百毫秒。细胞的基本功能第43页（二）动作电位（actionpotential,AP）以神经细胞轴突为例,简述动作电位改变过程。当细胞受刺激兴奋时,膜内电位很快由原来-70mV到+30mV,这么就组成了动作电位上升支。膜内电位由-70mV到0mV为去极化。膜内电位由0mV到+30mV称为超射。膜内电位表现为内正外负,称为反极化。RP去极化复极化超极化负后电位示波器反极化（超射）AP正后电位0mV-70mV+30mV细胞的基本功能第44页（二）动作电位（actionpotential,AP）上升支是细胞膜去极化过程,动作电位上升支到达顶点(+30mV)后马上快速下降,膜内由正电位又回到负电位,直到靠近静息电位水平,组成动作电位下降支。RP去极化复极化超极化负后电位示波器反极化（超射）AP正后电位0mV-70mV+30mV细胞的基本功能第45页（二）动作电位（actionpotential,AP）膜内电位快速下降过程即为复极化。动作电位形成尖峰样波形,称为峰电位。峰电位后膜内电位下降较迟缓,最终回到静息电位水平。峰电位后膜电位经历这段微小而迟缓过程,称为后电位,包含负后电位和正后电位。后电位时程较长,只有在后电位结束后,膜电位才能完全恢复到静息电位水平细胞的基本功能第46页（二）动作电位（actionpotential,AP）动作电位产生机制也用离子流学说来解释,一是细胞内外Na+浓度分布不均；而是细胞受到有效刺激时,膜对Na+通透性发生突然改变,引发Na+跨膜流动而形成。

Na+Na+化学力量电学力量无Na+环境AP不产生+300-70（mV）K+细胞的基本功能第47页（二）动作电位（actionpotential,AP）当细胞受到有效刺激而兴奋时,细胞膜上少许Na+通道开放,少许Na+顺浓度差内流,使静息电位减小,当电位减小到阈电位时,膜上大量Na+通道开放,细胞外Na+顺浓度差和电位差快速、大量内流,造成膜内电位急剧上升,形成膜去极化和反极化,组成动作电位上升支。Na+Na+化学力量电学力量无Na+环境AP不产生+300-70（mV）K+细胞的基本功能第48页（二）动作电位（actionpotential,AP）当膜内正电位增大到足以阻止Na+内流时,Na+净移动量为零,膜电位到达了Na+平衡电位,形成峰电位。随即大量Na+通道失活而关闭,造成Na+内流停顿,与此同时钾通道被激活而开放,K+顺着浓度差和电位差快速外流,使膜内电位快速下降,直到恢复静息电位水平,形成动作电位下降支,也就是复极化。Na+Na+化学力量电学力量无Na+环境AP不产生+300-70（mV）K+细胞的基本功能第49页（二）动作电位（actionpotential,AP）这时膜电位虽已基本恢复,但离子状态并未恢复,这就需要经过钠泵话动,恢复细胞膜两侧原先Na+、K+分布不均衡状态。动作电位上升支主要是因为Na+大量、快速内流,形成Na+平衡电位；下降支是因为K+快速外流,形成K+平衡电位。Na+Na+化学力量电学力量无Na+环境AP不产生+300-70（mV）K+细胞的基本功能第50页（二）动作电位（动作电位引发与阈电位）阈电位:刺激作用于细胞，引发细胞膜上钠通道部分开放，出现Na+少许内流，使细胞膜静息电位减小而发生去极化，当去极化到达一个临界值时，就可引发钠通道大量开放，造成Na+大量内流而触发动作电位。这个能触发动作电位膜电位临界值称为阈电位。

细胞的基本功能第51页（二）动作电位（动作电位引发与阈电位）静息电位去极化到达阈电位是产主动作电位必要条件。细胞兴奋性高低普通与细胞静息电位和阈电位差距呈反变关系,即差距越大,细胞兴奋性越低；差距越小,细胞兴奋性越高。任何形式刺激只要能使膜电位到达阈电位,都能引发动作电位产生。一旦到达阈电位后,动作电位幅度就由静息电位水平及膜内外Na+浓度差决定,而与所给刺激种类和强度无关。所以,动作电位含有“全或无”特征。细胞的基本功能第52页（二）动作电位（动作电位传导）

动作电位在同一细胞传输称为传导。在神经纤维上传导动作电位又称为神经冲动。细胞的基本功能第53页（二）动作电位（动作电位传导机制）动作电位传导机制可用局部电流学说来解释。当轴突膜局部区域受刺激达阈电位时,该处产生动作电位,出现内正外负反极化状态,这么在细胞膜两侧兴奋部位与未兴奋部位之间有了电位差,所以会产生电流流动。细胞的基本功能第54页（二）动作电位（动作电位传导机制）流动方向是,在细胞膜外侧,电流由未兴奋部位流向兴奋部位；在细胞膜内侧,电流则由兴奋部位流向未兴奋部位,这种在兴奋部位与未兴奋部位之间产生电流称为局部电流。细胞的基本功能第55页（二）动作电位（动作电位传导机制）局部电流流动造成与兴奋部位相邻未兴奋部位膜内电位上升,膜外电位下降,使细胞膜产生去极化,当去极化到达阈电值时,即暴发动作电位,使动作电位由兴奋部位传向未兴奋部位,这么过程在细胞膜上连续进行下去,就表现为动作电位在整个细胞膜上传导。可见,动作电位传导是局部电流作用结果。细胞的基本功能第56页（二）动作电位（动作电位传导机制）有髓神经纤维髓鞘含有绝缘作用,动作电位传导只能在没有髓鞘郎飞结处进行。郎飞结膜上钠通道密集,易产生动作电位。传导时,出现动作电位郎飞结与它相邻郎飞结之间产生局部电流,使相邻郎飞结产生动作电位,这种传导称为跳跃式传导。故其传导速度比无髓鞘神经纤维传导速度要快得多。细胞的基本功能第57页有髓鞘类神经纤维——跳跃式传导-++郎飞结跳跃式传导不但传导速度快,而且耗能少。有鞘类神经纤维跳跃式传导示意图细胞的基本功能第58页（二）动作电位（神经纤维传导特点）(1)双向性:传导动作电位从受刺激兴奋部位可向两侧未兴奋部位同时传导，称为双向性。(2)不衰减性:兴奋传导过程中，动作电位幅度不会随传导距离而减小，称为不衰减性。3)相对不疲劳性:因为一次兴奋过程引发细胞膜内外离子浓度改变很小，而且经过钠钾泵转运，可使离子浓度及时恢复，因而能较持久地保持其兴奋性和传导能力。细胞的基本功能第59页第四节肌细胞收缩一、神经-肌接头处兴奋传递（一）神经-肌接头超微结构神经-骨骼肌接头是运动神经末梢与骨骼肌细胞之间相互接触形成。运动神经末稍靠近骨骼肌细胞时失去髓鞘,末梢部位膨大。在神经末梢中含有许多囊泡,称接头小泡,内含乙酰胆碱(ACh)递质。突触小泡乙酰胆碱（Ach）运动神经肌细胞受体+通道Ca2+细胞的基本功能第60页（一）神经-肌接头超微结构神经-骨骼肌接头由接头前膜、接头后膜和接头间隙三部分组成。接头前膜是运动神经末梢嵌入肌细胞膜部位。接头后膜是与接头前膜相对应是肌细胞膜,又称运动终板或终板膜。突触小泡乙酰胆碱（Ach）运动神经肌细胞受体+通道Ca2+细胞的基本功能第61页（一）神经-肌接头超微结构在接头后膜上有能与乙酰胆碱特异结合受体。接头前膜与接头后膜之间有一个充满细胞外液间隙,称为接头间隙。突触小泡乙酰胆碱（Ach）运动神经肌细胞受体+通道Ca2+细胞的基本功能第62页（二）神经-骨骼肌接头处兴奋传递过程

兴奋由一个细胞传给另一个细胞过程称为兴奋传递。当神经冲动沿神经纤维传到轴突末梢时,引发接头前膜上钙通道开放,Ca+从细胞外液顺电一化学差进入轴突末梢,触发轴浆中囊泡向接头前膜方向移动突触小泡乙酰胆碱（Ach）运动神经肌细胞受体+通道神经-肌肉接头处兴奋传递Ca2+细胞的基本功能第63页（二）神经-骨骼肌接头处兴奋传递过程

囊泡膜与接头前膜融合、破裂,以出胞方式使乙酰胆碱释放进入接头间隙,乙酰胆碱扩散抵达终板膜时,马上与终板膜上乙酰胆碱受体结合,使钠、钾通道开放,允许Na+、K+经过,但以Na+内流为主,产生终板膜去极化,称为终板电位。突触小泡乙酰胆碱（Ach）运动神经肌细胞受体+通道神经-肌肉接头处兴奋传递Ca2+细胞的基本功能第64页（二）神经-骨骼肌接头处兴奋传递过程

当终板电位到达阈电位时,使附近肌细胞膜上Na+通道大量开放而暴发动作电位,引发骨骼肌细胞兴奋。突触小泡乙酰胆碱（Ach）运动神经肌细胞受体+通道神经-肌肉接头处兴奋传递Ca2+细胞的基本功能第65页（二）神经-骨骼肌接头处兴奋传递过程

接头前膜释放到接头间隙中乙酰胆碱并没有进入肌细胞,它只起到传递信息作用,很快就被存在于接头间隙和终板膜上胆碱酯酶分解为胆碱和乙酸而失去活性,这么就确保了一次神经冲动仅能引发肌细胞兴奋一次。不然释放乙酰胆碱在接头间隙中积聚起来,将使骨骼肌细胞连续地兴奋和收缩而发生痉挛突触小泡乙酰胆碱（Ach）运动神经肌细胞受体+通道神经-肌肉接头处兴奋传递Ca2+细胞的基本功能第66页二骨骼肌收缩形式

骨骼肌在体内功效，就是在它们受到刺激时能产生收缩，以完成躯体运动或抵抗一些外力作用。表现形式:（一）等长收缩；（二）等张收缩细胞的基本功能第67页（一）等长收缩