细胞的基本功能总结

1.跨细胞膜的物质转运:单纯扩散、易化扩散、主动转运和膜泡运输。 2.细胞的信号转导:离子通道型受体、G蛋白耦联受体、酶联型受体和核受体介导的信号转导 3.细胞的电活动:静息电位，动作电位,兴奋性及其变化，局部电位 4.肌细胞的收缩:骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递，横纹肌兴奋—收缩耦联及其收缩机制，影响横纹肌收缩效能的因素。

细胞的基本功能

• 物质转运
  • 两种易化扩散
  • 两种主动转运
  • 三种跨膜转运
  • 出胞与入胞
  • 常见物质的转运
  • 小结
    • 跨膜与不跨膜转运
      • 跨膜
        • 不需要膜蛋白参加
          • 单纯扩散
        • 需要膜蛋白参加
          • 通道介导的跨膜转运
          • 载体介导的跨膜转运
            • 经载体易化扩散
            • 主动转运
              • 原发性
              • 继发性
      • 不跨膜
        • 膜泡运输(出胞与入胞)
    • 主动与被动转运
      • 被动转运
        • 单纯扩散，易化扩散
      • 主动转运
        • 主动转运、膜泡运输
      • 区别
        • 是否耗能
          • 被动：不耗能 主动：耗能
        • 转运方向
          • 被动：顺电-化学势能 主动：逆电-化学势能
        • 结果
          • 被动：转运物质膜两侧浓度差减小 主动：转运物质膜两侧浓度差增大
• 信号转导路径
  • 信使分子
    • 第一信使
      • 指细胞外的信号分子，如激素、神经递质、细胞因子
    • 第二信使
      • 指细胞内的信号分子，如cAMP,cGMP,IP3,DG,Ca²⁺
  • 离子通道型受体介导的信号转导
    • 阳离子通道
      • 烟碱(N)型乙酰胆碱ACh受体
        • 如骨骼肌终板膜中的N2型ACh受体阳离子通道
      • 促离子型谷氨酸iClu受体
    • 阴离子通道
      • γ-氨基丁酸GABA2通道、甘氨酸Gly受体
  • G蛋白耦连受体介导的信号转导
    • 第一信使→G蛋白耦联受体→G蛋白(鸟苷酸结合蛋白)→G蛋白效应器→第二信使→蛋白激酶
    • cAMP第二信使系统
      • 受体→G蛋白→AC(腺苷酸环化酶) →cAMP(环磷酸腺苷)→PKA(蛋白激酶A)
    • IP3和DG第二信使系统
      • 受体→G蛋白→PLC(磷酯酶C)
        • IP3(三磷酸肌醇)
          • 钙离子
        • DG(甘油二酯)
          • PKC(蛋白激酶C)
        • • 经由该通道的受体（5-HT2受体，α1肾上腺素能受体）
  • 酶联型受体介导的信号转导(膜上)
    • 酪氨酸激酶受体TKR
      • 胰岛素和各种生长因子(血小板源,表皮,肝细胞和成纤维细胞生长因子)
    • 酪氨酸激酶结合型受体TKAR
      • 细胞因子(干扰素.白细胞介素)， 肽类激素(生长激素.催乳素和促红细胞生成素)
    • 鸟苷酸环化酶受体GC
      • GC(鸟苷酸环化酶)→cGMP(环磷酸鸟苷)→PKG(蛋白激酶G)
      • 心房钠尿肽ANP,脑钠尿肽BNP
    • 丝氨酸/苏氨酸激酶受体
      • 转化生长因子-βTGF-β
  • 核受体介导的信号转导(胞内)
    • 类固醇激素受体
      • 在胞质中的糖皮质激素受体、盐皮质激素受体 在胞质.胞核中均有的性激素受体 在胞核中的维生素D3受体
    • 胞核中的甲状腺激素受体
    • 维甲酸受体
• 电活动
  • 静息电位
    • 基本信息
      • 内负外正
        • 骨骼肌：-90mv
    • 形成机制
      • 钾的外流
        • 钾外向浓度差(钠泵)和内向电位差(离子移动)的平衡
    • 影响因素
      • 对钾平衡电位 (钾两侧浓度差)
        • 膜内钾↑/膜外钾↓
          • 膜内外浓度差↑→钾外流↑
            • 静息电位↑
        • 对钾通透性↓
          • 膜内外浓度差↓
            • 静息电位↓
      • 对钾通透性
        • 通透性↑
          • 钾外流↑
            • 静息电位↑
      • 钠泵活性
        • 低温、酸中毒、缺氧→钠泵↓
          • 内外浓度差↓
            • 钾外流↓
              • 静息电位↓
      • 注
        • 钠平衡电位影响极小，可忽略不计
  • 动作电位
    • 电位名称
      • 电位时程
        • 1.超极化：RP负值增大的过程或状态(例如由-70→-90mV) 2.极化：膜处于内负外正的稳定状态(静息电位) 3.去极/除极化：RP负值减小到0的过程或状态(如由-70→-50mV) 4.反极化/超射：电位从0到动作电位峰值的过程 5.复极化：电位从AP峰值恢复到静息电位的过程
      • 特殊电位
        • 锋电位bcd段
          • 动作电位的标志，峰值c点接近Na⁺平衡电位
          • 升支与降支共同形成的尖峰状的电位变化
            • 去极相,升支bc段
            • 复极相,降支cd段
        • 后电位
          • 在锋电位后出现的低幅、缓慢的波动
            • 后去极化电位ADP/负后电位de段
              • 后电位中膜电位绝对值大于RP部分
            • 后超极化电位AHP/正后电位ef段
              • 后电位中膜电位绝对值小于BP部分
    • 形成机制
      • ac段 形成上支
        • 静息时，钠离子受到强内向驱动力作用，但无通道打开，不内流 钠离子的电化学驱动力=-70mV－(+67mV)=-137mV
          • 电-化学驱动力=膜电位－该离子平衡电位
            • • 静息电位：骨骼肌=-90mV，神经细胞=-70mV
              • Ca²⁺(最大)电-化学驱动力=-213mv
              • Cl(最小)电-化学驱动力=0mv
          • 受刺激后，电压依赖性钠通道打开，钠快速内流，直到锋电位峰值
      • cd段 形成下支
        • 锋电位时，钾离子受到很强的外向驱动力的作用，但无通道打开，不外流 钾离子的电化学驱动力=+30mV－(-98mV)=+128mV
          • 一段时间后，时间依赖性钾通道打开，钾外流
      • de段
        • 复极化时迅速外流的K⁺蓄积在膜外侧附近,暂时阻碍了K⁺外流，形成负后电位
      • ef段(唯一耗能)
        • 钠钾泵泵出Na⁺,泵入K⁺，形成正后电位
    • 特点
      • 全或无、不衰减双向传播、脉冲式发放
    • 影响因素
      • 时程
        • 复极化时间
          • 钾外流减慢→动作电位时程变长
      • 幅度
        • Na⁺的平衡电位
          • 钠离子浓度差
            • 浓度差↑→钠外流↑
              • 峰值↑
          • 钠通道通透性
            • 通透性↑→钠外流↑
              • 峰值↑
  • 局部电位
    • 常见
      • 骨骼肌膜上的终板电位 突触后膜上的兴奋性突触后电位EPSP 突触后膜上的抑制性突触后电位IPSP 感觉神经末梢上的发生器电位
    • 特点
      • 等级性电位、衰减性传导、没有不应期
    • 与动作电位
• 肌细胞的收缩 (兴奋-收缩耦连)
  • 生理结构
    • 肌原纤维
      • 结构
        • 暗带
          • 即粗肌丝群，较密，故较暗
          • 在暗带的中央有一条横向的线,称为M线
            • 固定粗肌丝
          • M线两侧有相对较亮的区域称为H带
            • 粗肌丝和细肌丝交错，故亮度适中
        • 明带
          • 即细肌丝群，较疏，故较亮(明带)
          • 在明带的中央也有一条横线,称为Z线(立体看为Z盘)
            • 固定细肌丝
          • 相邻两Z线之间的区段(一半明带+暗带+一半明带)称为肌小节
            • 是肌肉收缩和舒张的基本单位
      • 分类
        • 收缩蛋白：肌动蛋白(动)肌球蛋白(酶) 调节蛋白：原肌球(阻碍)，肌钙蛋白(启动)
        • 粗肌丝
          • 10nm×1.6μm
          • 组成
            • 肌球蛋白/肌凝蛋白
              • 其上有ATP酶，形成横桥
        • 细肌丝
          • 5nm×1.0μm
          • 组成
            • 肌动蛋白/肌纤蛋白
              • 与粗肌丝横桥头部结合
            • 原肌球蛋白/原肌凝蛋白
              • 阻止肌动蛋白与横桥结合，调节肌肉收缩
            • 肌钙蛋白
              • 与Ca²⁺结合通过构象改变来启动收缩
    • 肌管系统
      • 横管,T管
        • 定义
          • 与肌原纤维走行方向垂直的膜型管道，分布有L型钙通道
            • 肌膜中也存在L型钙通道
        • 作用
          • 可将肌膜传导的电信号迅速传至肌原纤维
      • 纵管,L管
        • 定义
          • 与肌原纤维走行方向平行的膜型管道,即肌质网SR
        • 分类
          • 纵行肌质网ISR
            • 在肌原纤维周圉包绕.交织成网的肌质网
            • 其膜上有钙泵,可逆浓度梯度将胞质中Ca²⁺转运至SR内
          • 连接肌质网JSR/终池
            • SR与T管膜或肌膜(见于心肌)相接触的末端膨大
            • 嵌有钙释放通道(称雷诺丁受体RYR),贮存大部分Ca²⁺，分布与L型钙通道相对应
      • 耦连部分
        • 在骨骼肌,T管与其两侧的终池形成三联管
        • 在心肌,T管与单侧的终池相接触形成二联管
  • 总过程
    • T管膜的动作电位传导
      • 终板电位扩散到肌膜引起的动作电位
      • 肌膜电兴奋通过肌膜T管膜传播到JSR并激活L型钙通道
        • JSR释放Ca²⁺
    • Ca²⁺触发肌丝滑行
      • 肌丝滑行的复位：肌肉舒张，横桥ATP酶分解ATP，获得势能而复位→复位不属于收缩耦连环节
      • 胞质中Ca²⁺升高促使TnC与Ca²⁺结合并引发肌肉收缩
    • 回收Ca²⁺
      • Ca²⁺升高，激活肌质网膜上的钙泵回收Ca²⁺,肌肉舒张
  • 兴奋
    • 终板电位
      • 过程
        • 接头前膜开放Ca²⁺通道，引起Ca²⁺内流→囊泡释放ACh
        • 终板膜上虽然Na、K通道都开放，但以Na内流为主 (静息态，Na受到的电-化学驱动力更强)，形成终板电位
      • 终板电位特点
        • 1.电-化学-电传递 2.1：1传递(一次AP,只引起一次兴奋和收缩) 3.单向传递 4.时间延搁 5.易受内环境影响 6.局部电位(A.等级性电位、B.衰减性传导、C.没有不应期) 7.不会发展为动作电位：终板电位幅度仅50-75mv，不能使静息电位反极化 8.存在时间短：产生终板电位后，即被胆碱酯酶分解
      • 影响因素
  • 收缩
    • 过程
      • 静息时
        • 原肌球蛋白遮盖肌动蛋白与横桥的结合位点，两者分离，肌肉处于舒张
      • 充足钙存在下
        • 1.肌质中Ca²⁺与肌钙蛋白结合，构象改变 2.促进原肌球蛋白构象改变，暴露肌动蛋白的横桥结合位点 3.肌球蛋白的横桥与肌动蛋白结合、扭动、复位（横桥运动） 4.肌丝运动→肌肉收缩
          • 横桥运动
            • 肌球蛋白上的ATP酶分解结合的ATP，并储存ATP分解产生的势能(结合ADP和无机磷酸)
              • 亲和力提高而与肌动蛋白暴露的位点结合
            • 横桥构象改变，使其头部向桥臂方向扭动45度,产生“棘齿作用”而拖动 细肌丝向M线方向滑行,横桥储存的势能转变为克服负荷的张力和(或)肌节长度的缩短
              • 暗带长度不变，明带长度、肌小节缩短
            • 横桥与ADP和无机磷酸解离,同时结合ATP
              • 亲和力降低而与肌动蛋白分离
          • 肌丝运动
            • 宏观
              • 肌肉的缩短和伸长均通过粗、细肌丝在肌节内的相互滑动而发生肌丝本身的长度不变
            • 微观
              • 细肌丝朝肌节中央滑行，暗带长度不变，明带、H带变短
            • 注
              • 肌肉在保持长度不变的条件下进行收缩 (肌丝不滑行，也可收缩产生张力)
                • 由于横桥头部与杆状部之间的横桥具有弹性，横桥的扭动可使横桥臂被拉长，借其弹性回缩而产生张力
    • 评价
      • 定义
        • 张力
          • 被动张力
            • 因为肌丝产生的弹性形变而出现的趋向于恢复原来形态的力
              • 与前负荷正相关，由初长度决定
          • 主动张力
            • 当肌肉收缩时，重叠的粗细肌丝彼此结合所产生的力， 相当于等张收缩时的后负荷(方向相反)
              • 大小由与肌动蛋白结合的横桥数目决定
                • 初长度↑→结合横桥数目增加→主动张力↑
                • 后负荷↑→肌肉克服阻力↑→主动张力↑
                  • 肌肉收缩开始时间延迟， 肌肉缩短长度与速度减小
          • 注
            • 肌肉收缩速度由横桥周期的长短决定
        • 负荷
          • 前负荷(弹弓)
            • 肌肉收缩之前所承受的负荷→维持肌肉变长但不收缩
            • 决定被动张力
              • 前负荷越大,肌肉越长，拥有的被动张力越大
              • 当肌肉张力达到最大时，此时的肌肉长度为最适初长度，而维持此时肌肉长度的前负荷为最适前负荷
                • 收缩前的肌肉长度即初长度
              • 之后，再增加前负荷使肌肉变长，肌肉的主动张力反而减小
          • 后负荷(大门)
            • 肌肉在收缩时所承受的负荷
            • 反映主动张力
              • 当主动张力较小时，主动张力＜后负荷，肌肉长度不变， 但肌肉内部张力不断增加，直至最大
                • 等长收缩
              • 当主动张力＞后负荷时，主动张力不再增大，肌肉收缩
                • 等张收缩
              • 如提水，（后负荷即对水桶的提力） 提起前，等长收缩（提力变大，后负荷变大） 提起后，等张收缩（提力保持，后负荷不变）
        • 收缩效能
          • 肌肉收缩时产生的张力大小、缩短程度以及产生张力的速度或肌肉缩短的速度
        • 肌肉收缩
          • 肌梭是一种感受肌肉长度的感受器，在骨骼肌长度增加或缩短时，肌梭的传入冲动会增加或减少； 腱器官是一种能感受肌肉张力的感受器，在骨骼肌肌张力增加或降低时，腱器官的传入冲动增加或降低
          • 等长收缩
            • 肌肉收缩时,只有张力增加而长度不变的收缩→腱器官兴奋
              • 保持一定的体位
          • 等张收缩
            • 肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不变的收缩→肌梭兴奋
              • 移动负荷作功
      • 收缩的总和
        • 强直收缩
          • 骨骼肌的收缩几乎都以完全强直收缩的形式进行，有利于完成各种躯体运动和对外界物体做功
          • 动作电位频率高时,前一次收缩和舒张尚未结束,新的收缩在此基础上出现的过程
          • 分类
            • 不完全强直收缩
              • 新收缩位于前收缩舒张期
            • 完全强直收缩（张力最大）
              • 新收缩位于前收缩收缩期