导图社区 生理学-细胞的基本功能
关于生理学-细胞的基本功能思维导图,包含细胞膜的物质转运功能、细胞的信号转导、肌细胞的收缩、细胞的电活动等。
编辑于2024-02-14 11:53:52这是一篇关于新生儿黄疸的思维导图,主要内容包括:定义,新生儿胆红素代谢特点,分类。因胆红素在体内积聚引起的皮肤或其他器官黄染,是新生儿期最常见的临床问题。
正常足月儿(normal term infant)是指 37 周≤胎龄<42 周,2 500g≤出生体重≤4 000g,无畸形或疾 病的活产婴儿。早产儿(preterm infant)又称未成熟儿(premature infant)。
慢性肾衰竭CRF:慢性肾脏病引起的 GFR 下降及与此相关的代谢紊乱和临床症状组成的综合征,汇总了尿毒症症状的发生机制、危险因素、临床表现、诊断、鉴别诊断、预防与治疗等详细内容。
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正常足月儿(normal term infant)是指 37 周≤胎龄<42 周,2 500g≤出生体重≤4 000g,无畸形或疾 病的活产婴儿。早产儿(preterm infant)又称未成熟儿(premature infant)。
慢性肾衰竭CRF:慢性肾脏病引起的 GFR 下降及与此相关的代谢紊乱和临床症状组成的综合征,汇总了尿毒症症状的发生机制、危险因素、临床表现、诊断、鉴别诊断、预防与治疗等详细内容。
细胞的基本功能
细胞膜的物质转运功能
细胞膜的化学组成
脂质
磷脂>70%,胆固醇<30%,糖脂<10%; 磷脂中含量:磷脂酰胆碱(膜外层)>磷脂酰丝氨酸>磷脂酰乙醇胺>磷脂酰肌醇(最低,可作为细胞内第二信使三磷酸肌醇IP3和二酰甘油DG的供体)
蛋白
表面膜蛋白:20%~30%,主要附着于细胞膜的内表面; 整合膜蛋白:70%~80%,其肽链一次或反复多次穿越膜脂质双层;一般来说,与物质跨膜转运功能和受体功能有关的蛋白都属于整合膜蛋白,如载体、通道、离子泵、G蛋白耦联受体
糖类
主要是一些寡糖和多糖链,以共价键的形式与膜蛋白或膜脂质结合形成糖蛋白或糖脂
跨膜物质转运
单纯扩散
物质从质膜的高浓度一侧通过脂质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散。 氧气、二氧化碳、乙醇、尿素、甘油等脂溶性物质; 决定因素:膜两侧浓度差、膜对该物质的通透性
易化扩散
指非脂溶性小分子物质或带电离子在跨膜蛋白帮助下,顺浓度梯度和电位梯度进行的跨膜转运。
经通道的易化扩散:也称离子通道,无分解ATP的能力
还存在水通道
离子选择性
门控特性
电压门控通道:受膜电位调控
化学门控通道:受膜内或膜外某些化学物质调控,兼有通道和受体功能
机械门控通道:受机械刺激调控,质膜感受牵张刺激后引起其中的通道开放
非门控通道:始终开放,如神经纤维上的钾漏通道
经载体的易化扩散
水溶性小分子物质在载体蛋白介导下顺浓度梯度进行的跨膜运输; 葡萄糖、氨基酸等
结构特异性
饱和现象
竞争性抑制
主动转运
某些物质在膜蛋白的帮助下,由细胞代谢提供能量而进行的逆浓度梯度和电位梯度跨膜转运;根据膜蛋白是否直接消耗能量,分为原发性主动转运和继发性主动转运
原发性主动转运
细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度转运的过程; 介导这一过程的膜蛋白或载体称为离子泵,本质是ATP酶
钠钾泵:由a(为催化亚单位,需膜内的钠离子和膜外的钾离子共同参与才具有ATP酶的活性)和b两个亚单位组成,每分解一分子ATP将3个钠离子移出胞外,将2个钾离子移入胞内
钙泵:也称Ca2+-ATP酶,质膜上的钙泵称为质膜钙ATP酶(PMCA),肌质网和内质网上的钙泵称为肌质网和内质网钙ATP酶(SERCA); PMCA每分解1分子ATP可将1个钙离子由胞质内转运到胞外;SERCA每分解1分子ATP可将2个钙离子从胞质内转运至内质网
质子泵
氢钾泵:主要分布于胃腺壁细胞和肾脏集合管闰细胞顶端膜上,分泌氢离子和摄入钾离子,逆浓度梯度将氢离子分泌到胃液或尿液中,参与胃酸形成和肾脏的排酸功能
氢泵:分布于各种细胞器膜中,将氢离子由胞质转运至溶酶体、内涵体、高尔基复合体、内质网、突触囊泡内
继发性主动转运
不直接来自ATP的分解,而是利用原发性主动转运机制建立起的钠离子或氢离子浓度梯度,在钠离子或氢离子顺浓度梯度扩散的同时使其他物质逆浓度梯度和电位梯度跨膜转运
同向转运:被转运的分子或离子都向同一方向运动;如葡萄糖在小肠粘膜上皮的重吸收(2个钠离子和1个葡萄糖同向)和在近端肾小管上皮的重吸收(1个钠离子和1个葡萄糖同向)通过钠-葡萄糖同向转运体实现
反向转运:被转运的分子或离子向相反方向运动; 钠离子-钙离子交换体、钠离子-氢离子交换体
膜泡运输:大分子和颗粒物质进出细胞不直接穿过细胞膜,而是由膜包围形成囊泡,通过膜包裹、膜融合、膜离断等一系列过程完成转运
入胞
吞噬:被转运物质以固态形式入胞
吞饮:被转运物质以液态形式入胞
出胞
持续性出胞:细胞在安静情况下,分泌囊泡自发地与细胞膜融合而是囊泡内大分子物质不断排出细胞的过程
调节性出胞:细胞受到某些化学信号(如激素)或电信号(如动作电位)的诱导时,储存于细胞某些部位的分泌囊泡大量与细胞膜融合,并将囊泡内容物排出细胞的过程
细胞的信号转导
生物学信息(兴奋或抑制)在细胞间或细胞内转换和传递,并产生生物效应的过程,通常指跨膜信号转导,即生物活性物质(激素、神经递质、细胞因子等)通过受体或离子通道的作用而激活或抑制细胞功能的过程。 信号分子:参与完成细胞间信号通讯或细胞内信号转导的化学物质。 信使分子:专司生物信息携带功能的小分子物质。 信号转导通路:完成细胞间或细胞内生物信息转换和传递的信号分子链
离子通道介导
化学门控通道兼有受体和离子通道的功能,又称离子通道型受体,eg烟碱型乙酰胆碱受体、促离子型谷氨酸受体 电压门控通道和机械门控通道具有与化学门控通道类似的“促离子型”信号转导功能,也可归入离子通道型受体,只是接受电信号或机械信号
G蛋白耦联受体介导
G蛋白耦联受体:指被配体激活后,作用于与之耦连的G蛋白,再引发一系列以信号蛋白为主的级联反应而完成跨膜信号转导的一类受体。 该类型的转导所涉及的信号分子包括多种信号蛋白(G蛋白耦联受体、G蛋白、G蛋白效应器、蛋白激酶)和第二信使
G蛋白耦联受体
种类多,分布广泛,为7次跨膜受体;G蛋白耦联受体被配体激活后,通过改变分子构象而结合并激活G蛋白
G蛋白
鸟苷酸结合蛋白的简称,存在于细胞膜的内侧面,由a、b、g三个亚单位构成的三聚体G蛋白; a亚单位为主要功能单位,既有结合GTP或GDP的能力,又具有GTP酶活性;b和g亚单位形成功能复合体; G蛋白与GDP结合为G蛋白三聚体-GDP复合物为失活态,与GTP结合为激活态(激活态G蛋白解离成a -GTP和bg复合体两部分,各自激活下游效应器,将信号转导到细胞内部
G蛋白效应器
G蛋白效应器,G蛋白直接作用的靶标,包括效应器酶、膜离子通道、膜转运蛋白; 效应器酶有腺苷酸环化酶AC、磷脂酶C(PLC)、磷脂酶A2(PLA2)、磷酸二酯酶PDE,作用:催化生成(或分解)第二信使
第二信使:指激素、神经递质、细胞因子等细胞外信使分子(第一信使)作用于膜受体后产生的细胞内信使分子,通常指由G蛋白激活的效应器酶再分解细胞内底物所产生的小分子物质;可进一步激活蛋白激酶 环-磷酸腺苷cAMP、三磷酸肌醇IP3、二酰甘油DG、环-磷酸鸟苷cGMP、钙离子、花生四烯酸AA
蛋白激酶
一类将ATP分子上的磷酸基团转移到底物蛋白而产生蛋白磷酸化的酶类; 若底物蛋白也是一种蛋白激酶,可触发瀑布样依次磷酸化,称为磷酸化级联反应; 蛋白激酶引起的磷酸化作用,可通过胞内存在的蛋白磷酸酶使底物去磷酸化而终止 eg:cAMP依赖性蛋白激酶(蛋白激酶A,PKA)、Ca2+依赖性蛋白激酶(蛋白激酶C,PKC)
酶联型受体介导
指本身就具有酶的活性或与酶相结合的膜受体; 结构特征:每个受体分子只有单跨膜区段,胞外结构域含有可结合配体的部位,胞内部位域具有酶的活性或能与酶的结合的位点。
酪氨酸激酶受体TKR
胞内结构域具有酪氨酸激酶活性,包括表皮生长因子、血小板源生长因子、成纤维细胞生长因子、肝细胞生长因子、胰岛素; 与配体结合——酪氨酸激酶被激活——磷酸化下游蛋白的酪氨酸残基(若是结构蛋白或功能蛋白——直接改变细胞功能;若是信号蛋白——触发下游信号转导过程)
酪氨酸激酶结合型受体TKAR
本身没有酶的活性,在激活后才在胞内侧与胞质中的酪氨酸激酶结合,并激活,进而磷酸化下游信号蛋白的酪氨酸残基 激活该类受体的配体是各种生长因子,如促红细胞生成素、干扰素、白细胞介素、生长激素、催乳素、瘦素
鸟苷酸环化酶受体GC
是一种胞外N末端为配体结合域而胞内C末端为GC活性结构域的单跨膜a 螺旋分子; 心房钠尿肽ANP/脑钠尿肽BNP——鸟苷酸环化酶受体——使GTP生成cGMP——cGMP激活cGMP依赖性蛋白激酶PKG——PKG作为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶使底物磷酸化而实现信号转导; NO作用的受体是一种游离于胞质中的可溶性GC,其被激活后也通过cGMP-PKG通路产生生物效应
丝/苏氨酸激酶受体
该类受体胞内结构域具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性,被激活后——使Smad蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化,并转位到细胞核中,调控特定的蛋白质基因表达
招募型受体介导
单跨膜受体,胞内域无酶的活性,但胞外域一旦与配体结合,其胞内域便可在胞质中招募激酶或转接蛋白,激活下游不涉及经典第二信使的信号转导通路; 主要调控造血细胞及免疫细胞的功能
核受体介导
胞内的受体统称核受体
肌细胞的收缩
骨骼肌神经-肌接头
结构特征
是运动神经末梢与其所支配的骨骼肌细胞之间的特化结构,由接头前膜、接头后膜和接头间隙组成。 接头前膜:运动神经轴突末梢膜的一部分 接头后膜:与接头前膜相对的骨骼肌细胞膜,也称终板膜,呈向内凹陷的浅槽,槽底部终板膜又向内凹陷形成许多皱褶
兴奋传递过程
运动神经纤维传到轴突末梢的AP——触发接头前膜钙离子依赖性突触囊泡出胞,释放Ach至接头间隙——Ach激活终板膜上氮分子型Ach受体阳离子通道——产生膜电位变化
兴奋-收缩耦联
概念
横纹肌细胞产生AP的电兴奋过程与肌丝滑行的机械收缩联系起来的中介机制
基本步骤
1.T管膜的动作电位传导:肌膜上的动作电位沿T管膜传至细胞内部,并激活T管膜和肌膜中的L型钙通道
2.JSR内钙离子释放:肌膜的去极化,使骨骼肌通过构象变化触发钙释放机制,在心肌通过钙诱导钙释放机制,使JSR内钙离子释放到胞质中
3.钙离子触发肌丝滑行:胞质钙离子浓度升高促使钙离子与Tnc结合而触发肌肉收缩
4.JSR回摄钙离子:在骨骼肌中,胞质内钙离子几乎全部经激活的LSR膜中的钙泵回摄进SR中,心肌胞质内大部分经LSR膜中的钙泵活动被回收,少部分由肌膜中的钠离子-钙离子交换体和钙泵排至胞外
肌丝滑行
细胞的电活动
细胞在进行生命活动时都伴随有电现象,称为细胞生物电; 由一些带电离子跨膜流动而产生的,表现为一定的跨膜电位,简称膜电位
静息电位RP
概念
静息状态下存在于细胞膜两侧的内负外正的电位差
产生机制
基本原因:带电离子的跨膜转运; 安静状态下,细胞膜对各种离子的通透性以钾离子最高,静息电位更接近钾离子的平衡电位(因安静时细胞膜仍对钠离子有一定的通透性,故实际测量时略小于钾离子的平衡电位)
动作电位AP
概念
细胞在静息电位基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动
组成
去极相
复极相
峰电位
后电位
后去极化电位ADP
后超极化电位AHP
特点
“全或无”现象
不衰减传播
脉冲式发放
产生机制
两个因素:1.电-化学驱动力2.细胞膜对离子的通透性; 动作电位的产生正是在静息电位基础上两者发生改变的结果
河豚毒素(TTX)可阻断钠通道;四乙胺(TEA)可阻断钾通道
AP 的触发
阈强度:能使细胞产生动作电位的最小刺激,相当于阈强度的刺激称为阈刺激;大于或小于阈强度的刺激分别称为阈上刺激和阈下刺激; 阈电位:能触发动作电位的膜电位临界值称为阈电位; 阈刺激的强度刚好能使细胞的静息电位发生去极化达到阈电位水平的刺激
AP的传播
在同一细胞上的传播
以局部电流的方式传播;在有髓神经纤维上呈跳跃式传导
在细胞间的传播
某些组织,如脑内核团、心肌以及某些种类的平滑肌,细胞间存在缝隙连接; 神经细胞间有电突触和化学突触
细胞兴奋后兴奋性的周期性变化
绝对不应期
相对不应期
超常期
低常期
电紧张电位
概念
由膜的被动电学特性决定其空间分布和时间变化的膜电位称为点紧张电位
传播范围
用空间常数来描述,指膜电位衰减至最大值的37%时所扩布的空间距离,用l表示; 增大膜电阻或减小轴向电阻,可使l增大
生成速度
用时间常数来描述电紧张电位时间变化特征,指膜电位在充电时上升到最大值的63%或放电时下降到初始值的37%时所需的时间,用t表示; 减小膜电容可缩短电紧张电位达到稳定值的时间
极性
向细胞注射正电荷表现为去极化电紧张电位;向细胞内注射负电荷表现为超极化电紧张电位
特征
等级性电位
衰减性传导
电位可融合
局部电位
概念
细胞受到刺激后,由膜主动特性参与即部分离子通道开放形成的、不能向远距离传播的膜电位改变称为局部电位
特征
等级性电位
衰减性传导
没有不应期
反应可以叠加,时间总和、空间总和