导图社区 细胞的基本功能
医学专业《生理学》第二章细胞的基本功能总结，细胞系统具有汲取能量，传递信息，分化等功能。
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细胞的基本功能
细胞膜的物质转运功能
物质转运两个必备条件
允许某物质通过，对物质有通透性
转运能力：消耗能量、浓度差、电位差
细胞膜的化学组成
细胞膜的脂质
1.蛋白质的分子量比脂质大的多，所以脂质的分子数远多于蛋白质
2.脂质成为细胞膜的基本构架
3.膜脂质主要由磷脂（>70%）、胆固醇（≤30%）和少量糖脂（≤10%）构成。
4.磷脂中的含量：磷脂酰胆碱>磷脂酰丝氨酸>磷脂酰乙醇胺>磷脂酰肌醇（可作为细胞内第二信使IP3和DG的供体）
5.脂质分子都是双嗜性分子，具有亲水性和疏水性
6.膜脂质可因温度改变而呈凝胶状态或溶胶状态
细胞膜的蛋白
表面膜蛋白约占膜蛋白总量的20%～30%，主要附着于细胞膜的内表面。
整合膜蛋白约占膜蛋白总量的70%～80%，以肽链一次或反复多次穿越膜脂质双层为特征。
细胞膜的糖类
主要是一些寡糖和多糖链，它们以共价键的形式与膜蛋白或膜脂质结合而形成糖蛋白或糖脂
跨细胞膜的物质转运
单纯扩散（简单扩散）
1.从高浓度—低浓度，顺浓度梯度，是一种物理现象无生物学转运，无需代谢耗能，属于被动转运
2.条件：脂溶性物质；少数不带电荷的极性小分子物质。比如，O2、CO2、N2、NH3、类固醇激素、乙醇、尿素、甘油、水。
3.影响因素：a. 被转运物在膜两侧的浓度差；b. 膜对该物质的通透性。浓度差愈大，通透性愈高，所在溶液温度愈高，膜有效面积越大，则单位时间内物质扩散的量就越多，转运速率就越高。
易化扩散
非脂溶性小分子物质，顺浓度梯度和电位梯度，属于被动运输，无需消耗ATP。
两种形式
经通道
各种带电离子在通道蛋白的介导下进行跨膜运输，也称为离子通道。
两个基本特征
离子选择性
门控特性
电压门控通道
化学门控通道，也称配体门控通道
机械门控通道
经载体
经历“与底物结合—构象变化—与底物解离”，如葡萄糖、氨基酸等的跨膜转运就是经载体易化扩散实现。
特点：（1）选择性【结构特异性】；（2）饱和现象；（3）竞争性抑制
主动转运
原发性主动转运
概念：细胞直接利用代谢产生的能量，将物质逆浓度梯度和电位梯度转运的过程
离子泵
其化学本质是ATP酶
离子泵的分类
钠钾泵
简称钠泵，是由a和贝塔两个亚单位组成的二聚体蛋白质。
钠泵的生理意义
1.钠泵活动造成的细胞内高K+为胞质内许多代谢反应所必需。
2.维持胞内渗透压和细胞容积，防止细胞水肿。
3.钠泵活动形成的钠离子和钾离子跨膜浓度梯度，是细胞发生电活动如静息电位和动作电位的基础。
4.生电效应可使膜内电位的负值增大，直接参与了静息电位的形成
5.建立势能储备，供其他耗能过程利用。
钙泵
具有特异性的Ca+结合位点，当胞质内Ca+浓度升高时，Ca+通过与钙调素（CaM)蛋白的结刺激钙泵活动
质子泵
一种是主要分布于胃腺壁细胞和肾脏集合管闰细胞顶端膜上的H+，K+—ATP酶（也称氢钾泵） 1.主要功能是分泌H+和摄入K+，可逆浓度梯度将H+有效分泌到胃液和尿液中，分别参与胃酸形成和肾脏的排酸功能。 2.如质子泵抑制剂奥美拉挫
一种是分布于各种细胞器膜中的H+—ATP酶（也称氢泵）
继发性主动转运
同向转运
例如，葡萄糖在小肠粘膜上皮的吸收以及在近端肾小管上皮的吸收，是通过钠—葡萄糖同向转运体一起实现
反向转运
两种重要的交换体：Na+—Ca+交换体；Na+—H+交换体
膜泡运输
也称批量运输，是一个主动的过程，需要消耗能量，需要蛋白质参与，伴有细胞膜面积的改变
出胞：持续性出胞、调节型出胞
入胞：吞噬、吞饮
细胞的信号转导
一、信号转导概述
二、离子通道型受体介导的信号转导
三、G蛋白耦联受体介导的信号转导
（一）主要的信号蛋白
1.G蛋白耦联受体
2.G蛋白
3.G蛋白效应器
4.蛋白激酶：PKA，PKC
（二）第二信使
目前已知的有：环-磷酸腺苷（cAMP）、环-磷酸鸟苷（cGMP）、三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DG）、花生四烯酸（AA）、Ca+及其代谢物
(三)常见的信号转导通路
1.受体-G蛋白-AC-cAMP-PKA通路
关键信使分子是cAMP
2.受体-G蛋白-PLC- IP3-Ca2+和DG-PKC通路
关键信使分子是IP3和DG
3.Ca+信号系统
四、酶联型受体介导的信号转导
五、招募型受体介导的信号转导
六、核受体介导的信号转导
细胞的电活动
静息电位（内负外正）
影响因素
细胞内外K+浓度差
膜对Na+、K+的通透性
钠钾泵的水平
静息电位下膜对Na+的通透很小，接近K+平衡电位
动作电位（内正外负）
特点
1.全或无现象
2.不衰减传播（等级电位衰减传播）
3.脉冲式发放
过程
去极化
Na+内流（电压门控特性、正反馈）
复极化
K+外流
负后电位（后去极化电位）
钠钾泵：正后电位（后超极化电位）
传播
在同一细胞上传播
有髓神经纤维：郎飞结（跳跃式传导）
无髓神经纤维：局部电流形式
通道功能状态
Na+
静息态
激活门关闭，失活门开放
激活态
激活门和失活门都开放
失活态
激活门和失活门都关闭
两道门
K+
静息状态
门关闭
激活状态
门开放
一道门
四期
绝对不应期【锋电位】
相对不应期【负后电位前半段】
超常期【负后电位后半段】
低常期【正后电位】
局部电位
分类
终板电位
EPSP/IPSP
感受器电位/发生器电位
没有全或无现象
没有不应期，反应可以叠加（时间和空间）
电竞张传播，衰减性传播
肌细胞的收缩（横纹肌）
骨骼肌神经—肌接头处的兴奋传递
神经动作电位
钙通道开放，钙内流
囊泡释放ach（单个囊泡释放产生微终板电位MEPP）
激活突触后膜N2型Ach通道(Na+)内流，终板电位EPP，是局部电位
终板电位总和，引起周边肌膜Na通道开放
产生骨骼肌动作电位
横纹肌细胞结构特征
明带/暗带
M线/Z线/H带
肌节（收缩单位）：1/2明带➕暗带➕1/2明带
肌管系统
横管（T管），纵管（L管）
连接肌质网/终池（有钙释放通道，释放钙离子进入胞浆）
纵行肌质网（有钙泵，主动回收胞浆内钙离子）
收缩机制
粗肌丝
肌球蛋白（形成横桥，有ATP活性）
细肌丝
有肌动蛋白、肌钙蛋白、原肌球蛋白3种蛋白构成
兴奋—收缩耦联
耦联因子：Ca2+
部位：在骨骼肌的三联管结构或心肌的二联管结构
基本步骤：T管膜的动作电位传导———JSR内Ca2+的释放———Ca2+触发肌丝滑行———JSR回摄Ca2+
影响横纹肌收缩效能的因素
前负荷
是指肌肉在收缩前所承受的负荷
与最适初长度相对应的肌节长度为2.0～2.2微米
大于时，粗细肌丝，重叠下降，肌缩力下降
小于时，细肌丝重叠卷曲，肌缩力下降
在整体情况下，肌肉一般都处于最适初长度状态，以利于产生最大的收缩张力
后负荷
是指肌肉在收缩后所承受的负荷
理论上为零时肌肉缩短速度最大，称为最大缩短速度，表现为等张收缩
随着后负荷的增大，表现为先等长收缩后等张收缩
当后负荷增加到使肌肉不能缩短时，肌肉产生了张力，达到最大称为最大收缩张力表现为等长收缩
肌肉收缩能力
与前负荷和后负荷无关，但能影响肌肉收缩效能的，具有内在特性
收缩的总和
是指肌细胞收缩的叠加特性，是骨骼肌快速调节其收缩效能的主要方式
心脏的收缩为全或无式的，不会发生心肌收缩的总和
由于骨骼肌是随意肌，其收缩的总和实质上是中枢神经系统调节骨骼肌收缩效能的方式
强直收缩
单收缩：刺激一次
不完全强直收缩：刺激间隔大于收缩期的一连串刺激
完全强直收缩：刺激间隔小于收缩期的一连串刺激
