《生理学》第二章--《细胞的基本功能》

细胞是构成人体的最基本结构和功能单位，人体各器官和系统的功能活动都与构成该器官和系统的细胞群体密不可分。本章主要介绍重要的知识点、难点和考点。

细胞的基本功能

• 细胞膜的物质转运功能（考点）
  • 物质跨膜转运方式
    • 被动转运方式
      • 单纯扩散
      • 易化扩散
        • 载体转运
        • 通道转运
    • 主动转运方式
      • 主动转运
        • 原发性主动转运
        • 继发性主动转运
      • 膜泡运输
        • 入胞
        • 出胞
    • 对比
      • • 只要叫扩散，都是被动转运
  • 单纯扩散
    • 概念：脂溶性小分子物质由膜的高浓度区一侧向膜的低浓度区一侧顺浓度差跨膜的转运过程称为单纯扩散。
      • 小分子
      • 脂溶性
      • 顺浓度差
    • 转运物质：除O2、CO2、NO、CO、N2等气体外，还有乙醇、类固醇类激素、尿素等
    • 特点：
      • ①顺浓度差，不耗能
      • ②无需膜蛋白帮助
      • ③最终使转运物质在膜两侧的浓度差消失
  • 易化扩散
    • 概念：是指某些非脂溶性或脂溶性较小的物质，在特殊蛋白的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。
    • 分类
      • 载体转运
        • 概念：以载体蛋白为中介的易化扩散（载体转运）：
        • eg.“血液中的葡萄糖和氨基酸进入到组织细胞”
          • 不耗能，只是利用血糖的浓度差
        • 特点：
          • （1）载体蛋白质有结构特异性
            • 葡萄糖的载体只能转运葡萄糖
          • （2）饱和现象
            • 细胞膜上的载体有限，存在最大转运能力
          • （3）竞争性抑制
            • 有的载体可以转运两种物质，这两个物质存在竞争，转运谁取决于谁的浓度高
      • 通道转运
        • 概念：以通道为中介的易化扩散（通道转运）
        • 举例
          • Na＋、K＋、Ca2＋等，经通道转运。
          • Na＋通道阻断剂——河豚毒素、利多卡因、苯妥英钠
          • K＋通道阻断剂——四乙铵
          • Ca2＋通道阻断剂——异搏定
        • 特点：
          • （1）相对特异性
            • 通道转运特异性较载体转运小
          • （2）无饱和性
            • 直到浓度差消失
          • （3）有开放、失活、关闭不同状态
            • 最大的特点
          • （4）有电压门控通道和化学门控通道之分
  • 主动转运
    • 概念：主动转运是指细胞通过本身的耗能过程，在细胞膜上特殊蛋白质（泵）的协助下，将某些物质分子或离子经细胞膜逆浓度梯度或电位梯度转运的过程
      • 最大特点：耗能
    • 最典型的例子：【钠泵】
      • 钠泵：细胞膜上的【Na＋-K＋依赖式ATP酶】
      • • 把细胞外的K+不断地运到细胞内，形成细胞内的高K+
        • 把细胞内的Na+不断地运到细胞外，形成细胞外的高Na+
        • 与临床联系：挤压综合征（地震，把人压在底下，把肌肉压碎了，细胞内的高K+全都进入细胞外，导致血钾骤升，血钾骤升容易导致心跳骤停）
      • 【钠泵】活动的生理意义：
        • ①钠泵活动造成的细胞内高K+，是许多代谢反应进行的必需条件；
          • eg.葡萄糖进入细胞内,进行有氧氧化生成能量和二氧化碳的过程,需要细胞内高 K+的环境
        • ②细胞内低Na+能阻止细胞外水分大量进入细胞，对维持细胞的正常体积、形态和功能具有重要意义；
        • ③建立一种势能贮备，供其他耗能过程利用（如为小肠和肾小管吸收葡萄糖、氨基酸提供条件）。
    • 主动转运的类型
      • 原发性主动转运
        • 直接消耗ATP
        • eg.Na+-K+泵、H+泵、Ca2+泵
      • 继发性主动转运
        • 不直接消耗ATP,但是消耗Na+的浓度差
        • eg.小肠粘膜和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖和氨基酸
        • • 一般来说,各种离子,由高浓度到低浓度均是通道转运,由低浓度到高浓度是主动转运
          • 易化扩散:细胞内的高K+顺着浓度差通过通道扩散出来
          • 原发性主动转运:细胞内的Na+通过钠泵消耗能量逆浓度差进入细胞外,形成Na+浓度差
          • 继发性主动转运:葡萄糖跟随Na+顺浓度差进入细胞内,消耗了Na+的浓度差
        • ◆Na＋ ——进细胞——通道转运 ◆Na＋ ——出细胞——主动转运
      • 对比
  • 膜泡运输
    • =膜动转运
    • 概念:大分子物质或物质团块进出细胞的过程。
    • 出胞典型例子:递质释放；激素分泌
    • 入胞典型例子:吞噬作用
  • 总结
    • • ◆血糖进入细胞内：载体转运 ◆小肠、肾小管吸收葡萄糖：继发性主动转运
• 细胞的兴奋性和生物电现象(难点)
  • （一）细胞的生物电现象及其产生机制
    • 记忆点
      • ◆Na＋内流 = 兴奋 = 去极化
      • ◆Cl－内流 = 抑制 = 超极化
      • ◇其它情况一律选——K＋外流
    • 什么是生物电?
      • 就是生物体产生的电！
    • 生物电在哪里产生的?
      • 在细胞膜两侧！
    • 生物电如何产生的?
      • 带电离子的流动！
    • 生物电的产生过程及其机制
      • • 粉色线段--细胞安静时,细胞内外的电位差,[-70],稳定的电位差---静息电位
        • 蓝色线段--细胞受刺激,兴奋了 ---动作电位
      • • 绿色部分--静息电位产生机制--细胞内的钾离子向外流(极化),导致细胞外带正电,细胞内带负电--即细胞外的电位高,细胞内的电位低,出现了电位差,这个电位差是细胞安静时稳定存在的电位差,电位差为-70--K+的平衡电位.
        • 橙色部分--动作电位产生机制--受到刺激的时候,钠通道开放,钠离子内流,细胞内的正电越来越多,形成动作电位的上升支(去极化),当Na+内流停止时,形成动作电位的峰值,此时达到Na+的平衡电位,为+35.之后钠通道迅速关闭,钾通道开放,钾离子外流,把细胞内的正电荷带出细胞外,形成动作电位的下降支(复极化).之后钠泵工作,把内流的钠离子往外送,把外流的钾离子往内送,维持钠钾离子在细胞内外的不均匀分布.
      • 总结
        • ◇静息电位（RP）
          • 概念:细胞未受刺激时膜两侧的电位差。
          • 产生机制：K＋外流
          • 电荷分布状态：极化
            • 外正内负
        • ◇动作电位（AP）
          • 概念:是膜受到有效刺激后，在RP的基础上发生的一次膜电位的快速，可逆，可扩布的电位变化。
          • 产生机制：Na＋内流
          • 电荷分布状态：去极化、复极化
        • ※膜两侧电荷分布状态：
          • • 超极化--浅绿色部分
  • （二）兴奋和兴奋性的概念
    • 兴奋（动作电位）的引起能使膜上Na＋通道瞬时间大量开放的临界膜电位值。——阈电位！
      • 刺激引起兴奋的基本条件是使跨膜电位达到阈电位
      • • 对于这个细胞而言,-90是其静息电位,-70是其阈电位
    • 兴奋——刺激使组织或细胞发生反应（动作电位）的过程
      • “兴奋=动作电位”
      • 肌细胞兴奋的表现是收缩，腺体细胞兴奋的表现是分泌，神经细胞兴奋的表现是产生神经冲动，细胞兴奋的表现各不相同，但是共同的特点都是在细胞的两侧产生动作电位
    • 兴奋性——活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力或特性。
      • 不是所有的细胞都具有兴奋性
      • 兴奋性的指标：阈强度，又称阈值
        • 细胞对刺激产生反应的能力有强有弱
        • 概念：阈强度（阈值）是指引起组织发生反应的最小刺激强度
        • • 随着刺激强度的越来越大，局部电位的幅度越来越大，当强度是5的时候，正好使得局部电位达到阈电位，继而产生动作电位，那么强度5即是该细胞的阈电位
        • >>阈值高——兴奋性低
        • >>阈值低——兴奋性高
        • 总结
          • 刺激强度＝阈强度
            • 阈刺激
          • 刺激强度>阈强度
            • 阈上刺激
          • 去极化
            • 达到阈电位
              • 动作电位
          • 刺激强度<阈强度
            • 阈下刺激
              • 去极化
                • 未达到阈电位
                  • 局部电位
    • 可兴奋细胞、组织
      • 神经细胞
      • 肌细胞
      • 腺细胞
  • （三）兴奋在同一细胞上的传导机制
    • 概念:膜上任何一处产生动作电位都将沿着细胞膜扩布，称为传导
    • 1.传导机制：局部电流
      • • 神经细胞动作电位的传导就是神经冲动
    • 2.动作电位的传导特征
      • ※神经纤维兴奋传导的特征＝动作电位的传导特征
      • ◇双向性
        • 动作电位在同一个细胞的细胞膜上是双向的,细胞间的兴奋的传递是单向的
      • ◇不衰减性
        • 动作电位一旦产生,那么无论其传得多远,其电位幅度都是不变的
      • ◇生理完整性
        • 细胞必须是完整的,才能产生动作电位
      • ◇绝缘性
        • 互相不影响
      • ◇相对不疲劳性
      • ◇安全性
        • 比较稳定
  • 总结
    • ※静息电位——K+外流——极化
    • ※动作电位——Na+内流——去极化
    • ※动作电位的引起——阈电位
    • ※可兴奋细胞——肌细胞、神经细胞、腺细胞
    • ※兴奋性的指标——阈强度（阈值）
    • ※动作电位的传导机制——局部电流
• 骨骼肌的收缩功能（考点）
  • 两个环节
    • 神经－肌接头兴奋的传递
      • • 借助神经肌接头,神经纤维的兴奋电位就可以传递到肌细胞膜上
    • 兴奋－收缩耦联
      • 肌肉的收缩就是肌丝的滑行
  • 神经-肌接头兴奋的传递
    • • 释放的神经递质是乙酰胆碱(Ach)
      • 骨骼肌上所长的受体是N2受体
  • 兴奋-收缩耦联
    • • 兴奋-收缩耦联的结构基础是三联体
      • 耦联因子是Ca2+
  • 小结
  • 知识点整合
    • 神经-肌接头兴奋的传递 ==突触传递（细胞间兴奋传递）==兴奋在中枢的传递（多突触传递）
    • ※突触传递：
      • ※突触传递（细胞间兴奋传递）的特点：
        • ◇电-化学-电的过程
        • ◇时间延搁（慢）
        • ◇易受药物或内环境因素的影响
          • 突触间隙属于内环境
        • ◇单向传递
        • ◇易疲劳
          • 因为完成突触传递需要递质的合成和释放,递质的量是有有限的
        • ◇总和
          • 可以多个突触共同影响一个细胞
      • ※兴奋在中枢的传递——即：多突触传递。
    • 记忆要点