2.细胞膜的结构特征和物质转运功能

本思维导图的内容来自：人民卫生出版社临床医学“5 3”用教材《生理学》第三版（不过作者觉得临床五年制也可使用，差别不大）。第二章：细胞膜的结构特征和物质转运功能。本思维导图适用于课前预习、课后复习以及考前复习。

2.细胞膜的结构特征和物质转运功能

• 细胞膜的结构特征
  • 细胞膜由脂质、蛋白质和少量糖类物质组成
    • 蛋白质：60~80%
    • 类脂：20~40%
    • 碳水化合物：5%
    • 功能
      • 屏障功能
      • 物质转运功能
      • 信号转导功能
  • 液态镶嵌模型
    • 脂质双层是细胞膜的基本骨架
      • 磷脂
        • 分类
          • 甘油构成：甘油磷脂
            • 磷脂酰胆碱（PC）
              • 含量最多
            • 磷脂酰乙醇胺（PE）
            • 磷脂酰丝氨酸（PS）
            • 磷脂酰肌醇（PI）
            • 磷脂酰甘油（PG）
            • 甘油磷脂酸（PA）
          • 神经鞘氨醇构成：鞘脂
        • 特点
          • 与磷酸相连的取代基团（含氨碱或醇类）构成的亲水头，位于膜表面
          • 脂肪酸链构成的疏水尾，位于膜内侧
        • 可因温度的改变呈凝胶或溶胶状态：具有一定流动性
      • 糖脂
        • 鞘糖脂
          • 碱性鞘糖脂：神经酰胺等
          • 中性鞘糖脂：脑苷脂类等
          • 酸性鞘糖脂：神经节苷脂（最复杂，存在于大脑灰质）
        • 甘油糖脂
        • 磷酸多萜醇衍生糖脂
        • 类固醇衍生糖脂
      • 固醇
        • 胆固醇为主
        • 固醇含量
          • 越高，膜的流动性越低
            • 影响
              • 变形能力
              • 物质交换
              • 免疫功能
          • 越低，膜的流动性越高
    • 镶嵌在脂质双层中的膜蛋白是膜功能的主要执行者
      • 分类
        • 表面蛋白：20~30%
        • 整合蛋白：70~80%
      • 运动形式
        • 在膜平面上的侧向运动
        • 沿膜平面垂直轴的旋转运动
        • “插入”和“内化”运动
    • 细胞膜的糖类物质是细胞膜的另一分子标记或信息载体
• 细胞膜的物质转运功能
  • 被动转运
    • 是物质顺浓度梯度和（或）电位梯度的不耗能的跨膜移动
    • 扩散与渗透是溶液分子被动转运的两个过程
      • 扩散
      • 渗透：特殊形式的扩散
      • 扩散速率
        • 跨膜浓度梯度
        • 膜对扩散物质的通透性
        • 物质的分子量
        • 溶液温度
        • 膜的通透表面积
    • 单纯扩散：脂溶性分子和少数分子量小的水溶性分子的一种简单的跨膜物理扩散
    • 易化扩散：膜蛋白介导的被动转运
      • 通道介导
        • 离子通道
          • 通道的动力学
          • 通道的门控性
            • 电压门控性：膜电位变化
            • 配体门控性：配体与受体特异性结合
            • 机械门控性：细胞膜表面应力（摩擦力、压力、牵张力等）
          • 离子选择性
        • 水通道
      • 载体介导
        • 转运体三种形式
          • 单转运体：只能将一种溶质从膜的一侧转运至另一侧，称为单转运
          • 同向转运体和反向转运体：可同时转运两种或两种以上溶质的载体，称为耦联转运
          • 泵蛋白：耦联转运体，具有ATP酶活性，可通过分解ATP所产生的能量，将溶质从低浓度一侧主动转运（泵）至高浓度一侧
        • 共同特性
          • 结构特异性
          • 饱和现象：溶质经载体转运的速度远低于离子通道，可出现饱和现象
        • 竞争性抑制
          • 某一载体对A、B两种物质都具有转运能力，则加入A物质会减弱载体对B物质的转运能力
  • 主动转运
    • 在耗能条件下逆电-化学梯度进行的物质跨膜转运
    • 原发性主动转运
      • 离子泵或质子泵介导的逆电-化学梯度的离子跨膜转运
      • 钠-钾泵
        • 称钠泵，具ATP酶活性，也称Na+ - K+ -ATP酶
        • 工作原理
          • α亚单位（主要）：磷酸化位点、ATP酶活性、Na+、K+结合部位
          • β亚单位
        • 功能
          • 钠泵活动所造成的细胞内高K+为胞质内许多代谢反应所必需
          • 维持细胞内渗透压和细胞容积
          • 建立Na+的跨膜浓度梯度，为继发性主动转运的物质提供势能准备
          • 由钠泵活动形成的跨膜离子浓度梯度也是细胞发生电活动的前提条件
          • 钠泵活动是生电性的，可直接影响膜电位，使膜内电位负值增大
      • 钙泵
        • Ca2+ -ATP酶，位于质膜、肌质网、内质网膜上
          • 质膜：1分子ATP~1个Ca2+从胞质内→胞外
          • 肌质网、内质网膜：1分子ATP~2个Ca2+从胞质内→肌质网或内质网内
      • 质子泵
        • H+ - K+ -ATP酶
          • 分布于：胃腺壁细胞膜、肾小管闰细胞膜
          • 功能：分泌H+
        • H+ -ATP酶
          • 分布于：各种细胞器膜上
          • 可将H+转运至溶酶体、内质网、突出囊泡等细胞器内
    • 继发性主动转运
      • 载体介导的易化扩散与原发性主动转运耦联的转运系统
      • 与钠泵活动耦联
        • Na+ -葡萄糖同向转运体
        • Na+ - Ca2+交换体
        • Na+ - K+ - 2Cl-同向转运体
        • Na+ - H+交换体
      • 与质子泵耦联
  • 出胞和入胞
    • 是大分子物质或物质团块跨膜转运的主要形式
    • 出胞
      • 细胞分泌、递质释放以及胞内其他大分子物质或物质颗粒的外排方式
    • 入胞
      • 大分子物质或物质团块进入细胞的主要方式
      • 吞噬：被转运物体以固态形式进入细胞的过程
      • 吞饮：被转运物体以液态形式进入细胞的过程
        • 液相入胞
        • 受体介导入胞
    • 细胞穿膜肽是一种新的、有效的生物活性分子细胞内转运工具