生理学第二章：细胞的基本功能

生理学第二章细胞的基本功能笔记，包括细胞膜的物质转运功能、细胞信号转导、细胞电活动、肌细胞的收缩等内容。

细胞的基本功能

• 细胞的结构和物质转运功能
  • 结构
    • 组成：脂质、蛋白质、糖类 液态镶嵌模型（脂质双分子层和不同生理功能的蛋白质）
    • 脂质: 磷脂双分子层是基本骨架 ，以磷脂为主，水溶性物质一般不能自由的通过细胞膜
    • 蛋白质
      • 表面蛋白——非共价键结合
      • 整合蛋白——α螺旋、α螺旋束或β折叠的结构形式结合
      • 功能：①参与物质的跨膜转运；②参与信息传递；③与能量转化有关。
    • 糖类：寡糖和多糖链
  • 物质转运功能
    • 被动转运（顺浓度梯度、不耗能）
      • 单纯扩散：转运物质为脂溶性非极性或极性极性弱的小分子物质
      • 易化扩散
        • 通道为中介：转运物质为带电离子
          • 通道蛋白为膜整合蛋白
          • 离子扩散条件来自于膜两侧的浓度差和电位差
          • 水孔蛋白AQP
        • 载体为中介
          • 特点：①结构特异性高；②饱和现象；③竞争性抑制。
        • Na+通道阻断剂：河鲀毒素（TTX） K+通道阻断剂：四乙胺（TEA） Ca+通道阻断剂：维拉帕米
    • 主动转运（逆浓度梯度、耗能）
      • 介导的膜蛋白为离子泵
      • 原发性主动转运
        • 直接利用细胞代谢产生的能量
        • 钠-钾泵（生电钠泵）
          • 概念：Na+ - K+ 依赖式ATP酶 具有酶的活性 能使Na+，K+ 进行相反方向的移动
          • 转运过程：水解一个ATP分子 泵出3个Na+ 泵入2个K+
          • 生理学意义：①维持胞内高K+；② 维持细胞正常的渗透压与形态；③逆浓度差和电位差进行转运，最终建立一种势能储备，是Na+、K+易化扩散的能量来源。
        • 钙泵
      • 继发性主动转运
        • 不直接利用伴随ATP或其他供能物质消耗的物质转运
        • 倚靠Na+泵在细胞膜内的外建立的势能储备
          • 同向转运（与Na+同向）
          • 逆向转运（与Na+反向）
        • Eg：小肠上皮、肾小管上皮等对葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收
    • 胞纳和胞吐（耗能）
      • 胞纳
        • 吞噬（固体）
        • 胞饮（液体）
      • 胞吐
• 细胞的生物电现象
  • 静息电位（内负外正--极化）
    • 跨膜静息电位：静息状态下存在于细胞膜两侧的电位差
    • 膜的极化：内负外正
      • 膜电位增大（例如静息电位-70mV变为-80mV）→超极化
      • 膜电位减小（例如静息电位-70mV变为-60mV）→去极化
      • 反极化
      • 去极化至零电位后膜电位进一步变为正值（内正外负）→超射
      • 去极化后向静息电位方向回复→复极化
    • 静息电位与K+平衡 影响因素
      • 膜内外K+浓度的差值
      • 膜对Na+ K+的相对通透性
      • 钠钾泵活动的水平活动增加
  • 动作电位
    • 受到刺激时，发生一次膜电位的快速而短暂的逆转并且扩布的电位变化
    • 产生机制
      • 去极相（上升支）--Na+通道开放，Na+的快速内流
      • 复极相（下降支）--Na+通道关闭，K+通道开放，K+外流
    • 特点（单根神经或单个细胞）
      • 全或无
      • 不衰减
      • 不应期
    • 动作电位与Na+平衡电位
      • 细胞膜两侧跨膜电位出现平衡点
      • 峰电位
        • 上升相 Na+通透性突然增大 造成快速内流
        • 下降相 K+通透性增大造成外流
    • 阈值、阈刺激阈上刺激、阈下刺激、阈电位、跳跃式传导
  • 局部电位
    • 特点：①以电紧张形式扩布，其电位幅度随传播距离的增加而减小，不能进行远距离传播；②在一定范围内，局部电位幅度可随刺激的增大而增大，“全或无”；③局部电位没有不应期，可产生时间总和和空间总和。
  • 细胞兴奋后兴奋性的变化
    • 神经细胞、肌肉细胞和腺细胞兴奋性较高 称为可兴奋性细胞
    • 绝对不应期----Na+通道失活，兴奋性降低到零； 相对不应期----Na+通道开始复活、状态差，只有进行阈上刺激才可能产生新的兴奋； 超常期----Na+通道逐渐复活、膜电位与阈电位较近，此时细胞兴奋性稍高于正常水平，阈下 刺激可产生新的兴奋； 低常期----Na+通道恢复备用状态、膜电位与阈电位较远。
• 肌肉的收缩功能
  • 横纹肌
    • 肌管系统
      • 横管/T管--与肌原纤维垂直
        • 横系统管的作用是将肌细胞兴奋时出现的电变化沿T管膜传入细胞内
      • 纵管/肌质网/L管--与肌原纤维平行
      • 终池/连接肌质网（JSR）--接近肌节两端的横管时纵管官腔出现的膨大部分
      • 纵管和终池作用是通过Ca+的贮存、释放和再积聚，触发肌丝的滑动，使肌节收缩和舒张
      • 三联管--每一横管和来自两侧肌节的纵管终池所构成
        • 三联管结构是把肌细胞膜的电位变化和胞内的收缩过程衔接或耦联起来的关键部位。Ca+被认为是兴奋-收缩耦联的因子。
    • 肌原纤维（即横纹肌）----有明带和暗带；肌节--是肌肉收缩和舒张的基本单位
    • 肌丝滑行学说（横纹肌细胞的收缩机制）p28
      • 肌丝结构
        • 粗肌丝由肌球蛋白（亦称肌凝蛋白）分子组成
        • 细肌丝由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白分子组成
        • 肌动蛋白和肌球蛋白一同被称为收缩蛋白
        • 子主题
      • 子主题
      • 子主题
    • 兴奋-收缩耦联p30
      • 钙触发钙离子释放
    • 影响横纹肌收缩的因素
      • ①前负荷决定了肌肉在收缩前的长度，亦即肌肉的初长度。 ②后负荷。 ③肌肉收缩能力（肌肉本身特性）。
    • 骨骼肌收缩的外部表现
      • 等张收缩和等长收缩、单收缩和强直收缩
  • 平滑肌p33
    • 致密体和致密斑