生理学第二章细胞的基本功能

血红细胞有携带氧气的功能； 神经细胞有传导兴奋的作用； 淋巴细胞有免疫的作用； 体液中的吞噬细胞有消灭抗原的作用； 肌细胞有运动的作用； 植物的叶肉细胞可以进行挂光合作用合成有机物； 干细胞有分化出新细胞的作用； 表皮细胞有保护组织的作用...每个细胞都在我们体内兢兢业业地发挥着自己的作用，想了解等多的话赶快收藏学起来吧！

细胞的基本功能

• 物质的跨膜转运
  • 物质的跨膜转运方式
    • 被动转运
      • 顺浓度，无需耗能
      • 单纯扩散
        • 无需载体
        • 举例：O2、CO2、N2、类固醇激素、乙醇、尿素、甘油、水
          • 脂溶性物质、不带电荷的小分子，所有气体
      • 易化扩散
        • 经通道易化扩散
          • 需要通道蛋白的介导
          • 举例
            • 带电粒子Na+、K+、Ca+顺浓度梯度转运
              • 去极化Na+内流
              • 复极化K+外流
              • Ca+
                • 动作电位到达神经纤维末梢后激活钙通道Ca+内流
                • 心肌或骨骼肌兴奋-收缩耦联过程中Ca+通过肌膜或肌质网上的钙通道进入细胞质
            • 肾远曲小管和集合管水经水通道进入主细胞
          • 特性
            • 离子选择性
            • 门控特性
              • 电压门控通道
              • 化学门控通道
                • N2-AchR阳离子通道（终板膜上）
              • 机械门控通道
                • 内耳毛细胞上钾通道
                • 肾入球小A机械门控钙通道（肌源性学说）
        • 经载体易化扩散
          • 举例
            • 葡萄糖、氨基酸、核苷酸从血浆进入红细胞及其他普通细胞
          • 特性
            • 结构特异性
            • 饱和现象
            • 竞争性抑制
    • 主动转运
      • 逆浓度，需耗能
      • 原发性主动转运
        • Na+-K+泵
          • 抑制剂：哇巴因
          • 细胞膜中普遍存在的离子泵（膜蛋白）
          • 具有ATP酶活性
          • 维持细胞膜两侧Na+和K+的浓度差
          • 3个Na+移出胞外，2个K+移入胞内
            • 维持正常的静息电位
            • 生电效应
        • Ca2+泵
          • 心肌、骨骼肌肌质网经Ca2+回收细胞浆内Ca2+
        • 质子泵
          • H+-K+泵
            • 依赖K+，分布于细胞膜
          • H+泵
            • 不依赖K+，分布于细胞器膜
          • 举例
            • 胃壁细胞逆浓度将H+分泌到胃酸中
            • 肾远曲小管和集合管的闰细胞通过两种质子泵主动分泌H+进入小管液
      • 继发性主动转运
        • 同向转运
          • Na+-葡萄糖/氨基酸同向转运
            • 葡萄糖、氨基酸被小肠吸收、在肾小管近曲小管重吸收
          • Na+-K+-2Cl-同向转运体
            • 髓袢升支粗段NaCl的重吸收
            • 内耳血管纹维持耳蜗蜗管内淋巴高K+环境
          • Na+-I-同向转运体
            • 甲状腺滤泡上皮聚碘过程
          • H+-肽同向转运体
            • 参与寡肽被小肠吸收过程
          • Na+-Cl-同向转运
            • 远曲小管始段
          • Na+-单胺类神经递质同向转运
            • 突触前膜再摄取
        • 反向转运
          • Na+-Ca2+交换
            • 心肌细胞在兴奋-收缩耦联过程中流入胞质的Ca2+排出胞外
          • Na+-H+交换
            • 肾近端小管上皮细胞分泌H+
          • H+-单胺类递质逆向转运
            • 突触囊泡再摄取突触前膜前末梢内单胺类递质
    • 出胞
      • 细胞内大分子物质排出细胞的过程
      • 神经纤维末梢释放神经递质（如乙酰胆碱）
      • 外分泌腺细胞排放酶原颗粒和黏液®不入血
      • 内分泌细胞分泌激素®入血
    • 入胞
• 细胞的信号转导
• 细胞的生物电活动
  • 概念
    • 极化
      • 安静时细胞膜两侧处于外正内负的状态
    • 超极化
      • 静息电位增大的过程或状态
    • 去极化
      • 静息电位减小的过程或状态
    • 反极化
      • 去极化至零电位后膜电位进一步变为正值
    • 超射
      • 膜电位高于零电位的部分
    • 复极化
      • 细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程
  • 电-化学驱动力和平衡电位
    • 离子跨膜转运
      • 通透性
      • 作用力
        • 电驱动力（电场力）
        • 化学力（离子形成的浓度差）
        • 电-化学驱动力
          • 某种离子在膜两侧的电位差和浓度差两个驱动力的代数和
          • 电-化学驱动力=|膜电位（Em）-平衡电位（E）|【|起点-终点|】
            • 静息状态
    • 平衡电位
      • 离子净扩散量为零（电-化学驱动力为零）时的跨膜电位差
  • 静息电位
    • 所有细胞
    • 定义：安静情况下细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差，称为静息电位
    • 产生原因：K+向膜外移动
      • EK+是静息电位产生的原因（主动跨膜）
    • 静息电位值接近于K+的平衡电位
      • 通透性
        • 安静状态
          • 细胞膜对K+通透性最大
          • 细胞膜对Ca2+通透性最小
        • 兴奋状态
          • 细胞膜对Na+通透性最大
      • 电-化学驱动力
        • 静息状态
          • Ca2+的电-化学驱动力最大
          • Cl-的电-化学驱动力最小
            • ECl-是静息电位作用的结果（被动跨膜）
      • 静息电位的实测值并不等于K+平衡电位，而是略小于（接近于）K+平衡电位
        • 安静时少量进入细胞的Na+可部分抵消由K+外流形成的膜内负电位
    • 影响静息电位水平的因素
      • 细胞外液K+浓度
        • 细胞外液K+浓度升高（高血钾）
          • K+平衡电位减小
          • K+静息电位减小
      • 膜对K+和Na+的相对通透性
        • 膜对K+通透性增大
          • 静息电位增大
        • 膜对Na+通透性增大
          • 静息电位减小
      • 钠泵活动水平
        • 钠泵活动增强
          • 静息电位增大
        • 钠泵活动抑制
          • 静息电位减小
  • 增加细胞外液中Na+/K+，静息/动作电位的变化
    • 【K+】增高
      • 静息电位减小
      • 动作电位减小
    • 【Na+】增高
      • 静息电位减小
      • 动作电位增大
    • 钠泵被抑制
      • Na+-Ca2+交换减小
      • 静息电位减小
      • 动作电位减小
      • 细胞内、外液
        • 细胞内液K+减少，Na+增多
        • 细胞外液K+增多，Na+减少
      • 渗透压增加
        • 细胞水肿
  • 动作电位
    • 可兴奋细胞：神经细胞、肌细胞、部分腺细胞
    • 产生机制
      • 静息电位
        • K+通道开放，K+净外流为零，Na+通道关闭
      • 有效刺激
        • 指能使细胞产生动作电位的阈刺激或阈上刺激
      • 膜电位逐步去极化达到阈电位水平
        • Na+通道开放，少量Na+内流（经通道易化扩散）
      • 动作电位升支（去极相）
        • 膜对Na+通透性增大，大量Na+内流（经通道易化扩散）
      • 超射
        • 膜电位高于零电位的部分
      • 动作电位降支（复极相）
        • Na+通道失活，K+通道开放，K+外流（经通道易化扩散）
      • 钾、钠通道
        • 钾通道
          • 静息态（关闭）
            • 激活门关闭
          • 激活态（开放）
            • 激活门开放
        • 钠通道
          • 静息态（关闭）
            • 激活门关闭、失活门开放
          • 激活态（开放）
            • 激活门、失活门开放
          • 失活态（关闭）
            • 激活门开放、失活门关闭
      • 锋电位（由去、复极相共同形成）
        • 是动作电位的主要部分，是动作电位的标志
          • 绝对不应期
            • 兴奋性为零
            • 无论施加多强的刺激都不能使细胞再次兴奋
            • 大部分钠通道失活
      • 负后电位（后去极化电位）
        • 复极时迅速外流的K+蓄积在膜外侧，暂时阻碍了K+外流
          • 相对不应期（负后电位前半段）
            • 从零逐渐恢复到接近正常
            • 阈上刺激可发生兴奋
            • 部分钠通道恢复
          • 超常期（负后电位后半段）
            • 轻度增高（高于正常）
            • 阈下刺激可发生兴奋
            • 钠通道恢复已基本复活，膜电位未完全回到静息电位
      • 正后电位（后超极化电位）
        • 生电性钠泵活动增强（原发性主动转运）
          • 低常期
            • 轻度降低（低于正常）
            • 阈上刺激可发生兴奋
            • 钠通道恢复已完全复活，膜电位处于轻度超极化
    • 特性
      • “全或无”现象
        • 举例
          • 动作电位的特点
          • 心肌细胞的收缩方式
          • 神经纤维上动作电位传导
        • 若刺激未达到一定强度，动作电位就不会产生（无）
        • 不会随刺激强度的继续增强而增大（全）
      • 不衰减传播
        • 以局部电流形式传导，其幅度和波形在传播过程中始终保持不变
      • 脉冲式发放
        • 不会融合，呈现一个个分离的脉冲式发放
    • 动作电位的传播
      • 细胞之间的传播
        • 一般：细胞之间高电阻，动作电位不能从一个细胞传播到另一个细胞
        • 心肌：存在缝隙连接，可以使某些同类细胞发生同步化活动
      • 在同一细胞上的传播
        • 不衰减传遍整个细胞
        • 局部电流
• 肌细胞的收缩
  • 骨骼肌神经-骨骼肌接头处的兴奋传递
    • 接头前膜
      • 运动神经末梢（接头前膜）动作电位
      • 接头前膜去极化
      • 电压门控钙通道开放，接头前膜对Ca2+通透性增加
        • Ca2+经电压门控钙通道介导的易化扩散流入神经末梢
      • Ca2+进入运动神经末梢
      • 突触囊泡与接头前膜融合、Ach释放
    • 接头后膜
      • Ach激阳离子通道活N2型Ach受体
        • 受体与离子通道是同一个蛋白质大分子
      • 终板膜对Na+、K+等通透性增高（Na+内流为主）
      • 终板膜去极化产生终板电位
        • 终板膜上无电压门控钠通道，不会产生动作电位
      • 终板电位激活周围普通肌膜上电压门控钠通道
      • 骨骼肌细胞爆发动作电位（肌膜动作电位）
• 3种电位
  • 电紧张电位
    • 没有钠通道激活、膜电导无改变
  • 局部电位（局部反应、局部兴奋）
    • 举例
      • 终板电位
      • 发生器电位
      • 感受器细胞的感受器电位
      • 神经元突触
        • 兴奋性突触后电位（EPSP）
        • 抑制性突触后电位（IPSP）
    • 开放数目少，Na+内流少
  • 特点
    • 幅度小，等级性电位
    • 可叠加总和
    • 无“全或无”现象
    • 电紧张传播，衰减性传导
    • 没有不应期
  • 动作电位
    • 开放数目多，Na+内流多
      • 特点
        • 幅度大，电位不随刺激增大而增大
        • 不可叠加总和
        • 有“全或无”现象
        • 以局部电流传播，不衰减传导
        • 有不应期
• 具有分解ATP或GTP功能的结构
  • Na+-K+
  • 横纹肌粗肌丝横桥头部（肌球蛋白）
  • ATP酶活性
  • G蛋白（异源三聚体G蛋白）
  • Ras蛋白（又称P21蛋白或小G蛋白）
  • 原核生物释放因子RF-3
  • GTP酶活性