2细胞的基本功能

本思维导图是对细胞的基本功能相关知识的整理，包括细胞膜基本结构与物质转运功能、细胞的信号转导、 生物电现象与兴奋性、肌细胞的收缩功能。

细胞的基本功能

• 细胞膜基本结构与物质转运功能
  • 细胞膜化学组成
    • 膜脂质
    • 膜蛋白
    • 膜糖类
    • 蛋白质与脂质膜内比例取决于膜的功能活动水平
  • 物质转运
    • 被动转运（扩散）：高—低（顺浓度梯度）
      • 单纯扩散
        • 脂溶性物质（氧气、二氧化碳）
          • 水除了单纯扩散还有水通道即易化扩散
        • 不耗能
        • 不需要膜蛋白
      • 易化扩散
        • 非脂溶性物质或亲水物质（葡萄糖、氨基酸、离子）
        • 不耗能
        • 需要转运蛋白
        • 类型
          • 经通道的易化扩散
            • 水化离子的离子通道
              • 电压门控通道
                • 开、闭受膜两侧电位差控制
                  • 神经细胞中钙离子通道、钠离子通道、钾离子通道
              • 化学门控通道（配体门控通道）
                • 配体（神经递质等）与通道蛋白某部位结合
                  • N2型ACH受体阳离子通道
              • 机械门控通道
                • 机械刺激
          • 经载体的易化扩散
            • 葡萄糖、氨基酸、核苷酸等的载体蛋白
              • 溶质与载体蛋白上结合位点结合后载体蛋白构象改变
                • 特异性
                • 竞争性抑制
                • 饱和现象
    • 主动转运：低—高（逆浓度）
      • 原发性主动转运
        • 所需能量直接来自ATP分解释放的高能磷酸键
          • 钠钾泵（钠离子泵）：具有分解ATP能力
            • E1构型胞质内侧三个钠离子结合位点
              • E1与钠离子结合后磷酸化为E2
            • E2构型将结合的钠离子释放并结合2个钾离子
              • E2与钾离子结合后去磷酸化为E1
            • 作用
              • 建立的内外钠离子与钾离子浓度差是产生生物电的先决条件
              • 细胞内高浓度钾是胞内许多代谢反应所必须的
              • 有利于维持细胞质渗透压稳定
              • 细胞外高钠维持钠离子-氢离子交换动力，维持ph值
              • 高钠为葡萄糖等协同运输提供驱动力
          • 钙离子泵
            • 胞质内的钙运出去，1ATP-2钙离子
      • 继发性主动运输
        • 所需能量来自钠离子浓度差势能
          • 同向转运
            • 小肠上皮细胞对葡萄糖吸收
              • 钠离子-葡萄糖同向转运体
                • 由钠离子泵与同向转运体共同协作完成
          • 逆向转运
    • 跨膜囊泡转运
      • 吞噬作用
      • 入胞作用
        • 受体介导的入胞作用
      • 出胞作用
• 细胞的信号转导
  • 化学信号分子与受体结合
    • 细胞外信号分子（第一信使）转变为细胞能感知的信使（第二信使）
      • 信号转导的组分
        • 信号分子
          • 亲脂性信号分子—与胞质中受体结合
          • 亲水性信号分子—与膜受体结合
            • 第一信使/配体
        • 受体
          • 膜受体
            • 离子通道受体
              • 化学门控通道兼有通道与受体功能
            • G蛋白偶联受体
            • 酶偶联受体
        • 第二信使
          • 环腺苷酸（cAMP）与蛋白激酶A
            • cAMP是细胞膜上腺苷酸环化酶分解ATP产生的
              • cAMP门控离子通道
                • 作为第二信使控制这些通道开放
              • 蛋白激酶A（PKA）
                • cAMP激活PKA来调节新陈代谢与基因表达
          • 环鸟苷酸（cGMP）与蛋白激酶G
            • 由鸟苷酸环化酶分解三磷酸尿苷（GTP）而生成
              • cGMP门控阳离子通道
              • 蛋白激酶G（PKG）
                • cGMP激活
          • 二酰甘油（DG）与蛋白激酶C（PKC）
            • Gq的G蛋白激活膜上的磷脂酶C（PLC）将二磷酸磷脂肌醇分解为（DG与IP3）
          • 三磷酸肌醇（IP3）
            • 与内质网的IP3受体结合激活钙离子通道
          • 钙离子
      • 常见信号转导途径
        • G蛋白及G蛋白偶联受体介导的信号转导
          • G蛋白
            • 安静时，与GDP结合，当配体与受体结合，受体与G蛋白的a亚单位结合后激活G蛋白，G蛋白释放GDP结合GTP且a单位与另两个单位分离，a亚单位-GTP结合物结合并激活效应器蛋白，结合的GTP又变为GDP，a亚单位重新与另两个结合有回复安静
              • 兴奋型G蛋白
              • 抑制型G蛋白
              • Gq型G蛋白
                • 激活磷酸酶C参与对DG与IP3生成的调节
          • G蛋白偶联受体的信号转导
            • cAMP-PKA途径
              • 兴奋型/抑制型G蛋白激活或抑制AC活性从而影响cAMP
            • IP3-钙离子途径
              • 激活Gq型蛋白，Gq型蛋白激活磷酸酶C，PLC水解PIP2，生成的IP3与内质网的IP3受体结合（化学门控钙离子通道）使钙离子增加
            • DG-PKC途径
        • 酶偶联受体介导的信号转导
          • 子主题
        • 离子通道偶联受体介导的信号转导
        • 核受体介导的信号转导
• 生物电现象与兴奋性
  • 静息电位及其产生机制
    • 静息电位：外正内负
    • 叫法
      • 极化状态
        • 跨膜电位内负外正
      • 超极化
        • 膜内负电位增大（-70变为-90）
      • 去极化
        • 膜内负电位减少（-70变为-60）
      • 复极化
        • 去极化后向原来静息电位恢复
      • 反极化
        • 去极化到零电位后进一步变为正值
      • 超射
        • 膜电位高于零电位部分
    • 静息电位产生机制
      • 静息时细胞膜主要对钾离子具有通透性
      • 钾离子扩散受扩散动力与扩散阻力，当两者相等时钾离子净移动静止
      • 实际的静息电位略小于Ek（-90mV），因为钠离子内流抵消了钾离子外流
  • 动作电位及其产生机制
    • 动作电位
    • 动作电位形成机制
      • 当细胞兴奋时，膜主要对钠离子具有通透性
      • 动作电位去极化出现由于电压门控钠通道被激活
      • 动作电位为钠离子平衡电位
    • 影响动作电位因素
      • 细胞外钠离子浓度
      • 静息电位负值大小
      • 钠泵功能状态
  • 引起兴奋的条件
    • 刺激强度—阈值
    • 刺激的作用时间
      • 基强度：表示当刺激强度低于基强度时，无论怎样延长刺激时间，都不能引起组织兴奋
  • 细胞兴奋后兴奋性的周期性变化
    • 绝对不应期
      • 兴奋后短时间内任何刺激都不兴奋
        • 峰电位发生时期
    • 相对不应期
      • 足够强度的刺激才兴奋
    • 超常期
      • 小于域强度刺激能引起兴奋
    • 低常期
      • 兴奋性低于正常
• 肌细胞的收缩功能
  • 骨骼肌细胞结构与收缩功能
  • 骨骼肌收缩力学分析
    • 强直收缩
      • 不完全
        • 收缩尚未完全舒张
      • 完全
        • 子主题