细胞的基本功能

细胞的基本功能，包括细胞膜的基本结构和物质运转功能，细胞的信号传导，生物电现象和兴奋性，肌细胞的收缩功能。

细胞的基本功能

• 细胞膜的基本结构和物质转运功能
  • 细胞膜的化学组成和分子结构
    • 膜的化学组成
      • 主要化学成分是脂质和蛋白质，还有少量的糖类物质、水、无机盐和金属离子等。蛋白质和脂质在膜内的比例根据功能活跃度的不同在（4:1）～（1:4）之间，多数细胞膜的比例为1:1
      • 膜脂质：主要是磷脂和胆固醇，还有糖脂。磷脂中最多的是磷脂酰胆碱
        • 膜脂质种类多，但有共同特性——含有疏水和亲水两部分，称为双嗜性分子或兼性分子
      • 膜蛋白：分为1⃣️外周蛋白：附着在脂质的极性头部或整合蛋白亲水区一侧，间接和膜结合，可以增加膜强度；2⃣️整合蛋白（最多）：又称内在蛋白和跨膜蛋白，是与物质跨膜转运有关的功能蛋白；3⃣️脂锚定蛋白：又称脂连接蛋白，在脂双层外侧
      • 膜糖类：ABO血型抗原就是一种糖脂
    • 膜的分子结构
      • 液态镶嵌模型、晶格镶嵌模型、板块镶嵌模型
  • 细胞膜的物质转运功能
    • 被动转运
      • 单纯扩散
        • 特点：1、被转运的物质为脂溶性物质；2、不需要耗能，扩散动力来自浓度差或电位差；3、不需要膜蛋白；4、不同分子通过细胞膜的扩散速率不同
      • 易化扩散
        • 经通道的易化扩散（离子通道）
          • 有明显的离子选择性
          • 电压门控通道：
          • 化学门控通道：
          • 机械门控通道：
        • 经载体的易化扩散
          • 特点：1、特征性：载体的结合位点具有化学结构的特异性；2、竞争性抑制；3、饱和现象；4、高速性
        • 非脂溶性或亲水性物质，如葡萄糖、氨基酸、各种离子等借助于膜上转运蛋白进入细胞，不耗能，顺浓度梯度转运
    • 主动转运
      • 原发性主动转运（动力直接来自ATP分解）
        • Na+泵每分解1分子ATP可将3个Na+泵出细胞外及将2个K+泵入细胞内 Na+泵有重要的生理作用：1、生电性：产生细胞生物电活动；2、维持细胞内高浓度K+，有利于胞内许多代谢反应；3、维持细胞内ph稳定；4、为葡萄糖等的继发性主动转运（协同运输）提供了驱动力；5、维持胞质渗透压及细胞容积相对稳定
          • 钠泵抑制剂：喹巴因
      • 继发性主动转运（动力来自膜两侧离子钠离子浓度差势能，间接利用ATP）
        • 典型例子：小肠上皮细胞对葡萄糖的吸收
    • 跨膜囊泡转运
      • 吞噬作用：只见于吞噬细胞
      • 入胞作用：与吞噬作用相比，细胞膜是内缩而不是外突，且不涉及细胞骨架运动，需要借助受体识别
      • 出胞作用
• 细胞的信号转导
  • 细胞信号转导的组分
    • 信号分子（配体）
    • 受体
    • 第二信使
  • 常见细胞信号转导途径
    • G蛋白及G蛋白偶联受体介导的信号转导
    • 酶偶联受体介导的信号转导
    • 离子通道受体介导的信号转导
    • 核受体介导的信号转导
  • 是生化信息转导（十七章的内容），生理不作重点考察
• 生物电现象和兴奋性
  • 静息电位及其产生机制
    • 静息电位：外正内负。将细胞静息状态下的状态称为极化状态，膜内负电位增大（更负了）称为超极化；膜内负电位减小称为去极化；去极化至零后变为正值称为反极化；去极化之后向原来静息电位的方向恢复称为复极化。
    • 静息电位的产生机制
      • k+外流——重要因素：1⃣️膜内外k+分布不均2⃣️静息时细胞膜主要对k+有通透性——证据：膜两侧静息电位与k+的平衡电位非常接近。—— Na+泵在维持静息电位中发挥重要作用（详见p20）
        • k+通道阻断剂是四乙基铵（TEA）
  • 动作电位及其产生机制
    • 动作电位：包括锋电位（由去极化相和复极化相组成，为动作电位的主要部分）和后电位两部分
    • 动作电位的产生机制
      • 主要是由Na+内流产生，当膜电位恢复到静息水平之后Na+的电压门控通道才能被再次激活
    • 影响动作电位的因素
      • 1⃣️细胞外Na+离子浓度；2⃣️静息电位的负值大小；3⃣️钠泵的功能状态————（跨膜电位取决于三要素：1、离子的极性；2、膜内外离子浓度差；3、膜对离子的通透性
  • 刺激与兴奋
    • 刺激与兴奋的一般概念（p22)
    • 刺激引起兴奋的条件
      • 刺激的强度
        • 1⃣️阈强度（阈值）：引起组织发生兴奋的最小刺激 2⃣️最大刺激：引起组织产生最大反应的刺激 3⃣️“全或无现象”：反应一旦达到阈值，就引起细胞的最大反应
      • 刺激的作用时间
        • 1⃣️任何强度的刺激都必须作用一定时间才能引起兴奋2⃣️刺激强度与作用时间并不是简单的直线关系 3⃣️时间阈值（阈时间）：一定强度的刺激引起兴奋所需的最短时间。
      • 刺激强度-时间变化率
        • 1⃣️兴奋性较低的组织，刺激强度-时间变化率要更大才能引起兴奋；2⃣️时值（p23）
    • 内向电流和外向电流
    • 局部兴奋及其特点
      • 定义：少量钠离子内流引起的去极化和电刺激引起的去极化叠加起来，是受刺激的细胞膜产生局部的轻微的去极化，称为局部电流。
      • 特点：1⃣️反应幅度随阈下刺激变化，不表现为“全或无”的特征；2⃣️衰减行扩布；3⃣️没有不应期；4⃣️有总和现象（包括时间总和和空间总和）
    • 阈电位：能引起钠离子通道大量开放并引起动作电位的临界膜电位
    • 动作电位（兴奋）在神经纤维的传导
      • 有髓神经纤维的跳跃式传导速度必然大于非跳跃式
  • 细胞兴奋后兴奋性的周期性变化
    • 绝对不应期
      • 定义：可兴奋组织在兴奋后的短时间内不能再兴奋（即兴奋性下降为零），此期称为绝对不应期
    • 相对不应期
      • 定义：在绝对不应期后，兴奋性略有恢复，但兴奋性仍低于正常，需高于阈强度的刺激才能引起兴奋，此期称为相对不应期
    • 超常期
      • 定义；相对不应期以后，兴奋性高于平常
    • 低常期
      • 定义：超常期过后，兴奋性又低于平常
• 肌细胞的收缩功能
  • 骨骼肌细胞的结构及收缩功能
    • 神经-肌肉接头的构成及兴奋传递
      • 构成：神经-肌肉接头由运动神经末梢与骨骼肌细胞膜构成。（具体的特化结构见p26，终板膜，突出沟槽……）
      • 作用机制：神经末梢分泌乙酰胆碱作用于肌细胞，与肌细胞膜表面的受体结合，引起钠（最多）钾钙离子内流，终板膜去极化，产生终板电位（EPP），其具有局部兴奋的特征。
      • Ca+离子内流能促进突触小泡与接头前膜融合，对于Ach的释放非常重要！
      • 神经-肌肉接头的兴奋传递的特点：1⃣️单向传递；2⃣️时间延搁（兴奋传递需要较长时间）；3⃣️保持一对一的传递关系；4⃣️易受环境因素和药物影响（能通过阻断Ach释放、与受体结合、降解等多个途径影响兴奋传递）
    • 骨骼肌细胞的结构
    • 骨骼肌细胞收缩的分子机制
    • 组胚内容，非生理学重点
  • 骨骼肌收缩的力学分析
    • 前负荷：肌肉收缩前就作用在肌肉上的负荷。初长度：前负荷使肌肉收缩前就处于被拉长的状态，使肌肉具有一定程度的长度，称为初长度。后负荷：肌肉收缩开始时才遇到的负荷或阻力。
    • 肌肉收缩的方式
      • 等长收缩：当肌肉收缩产生的最大张力小于后负荷时，肌肉就无法收缩，这种不出现肌肉长度变短而只有张力增加的收缩过程，称为等长收缩
      • 等张收缩：肌肉收缩过程中克服后负荷做功，张力不变，这样的收缩过程称为等张收缩。
    • 肌肉收缩的总和
      • 定义：肌肉在不同情况下每次肌收缩相叠加，以增加肌肉收缩强度。 主要因素两个：1、肌纤维数量增多，称多纤维总和；2、刺激频率或兴奋频率增加，称为频率总和
      • 单收缩：整个骨骼肌或单根肌纤维受到一次短促刺激时，首先产生一次动作电位，继而出现一次机械收缩和舒张，称为单收缩。分为潜伏期、收缩期、舒张期。
      • 强直收缩：指连续多个刺激引起肌肉的持续性收缩。分为完全强直收缩（上一次收缩期还未结束就开始了下一次）和不完全强直收缩（上一次舒张不完全就开始了下一次收缩）。
    • 影响骨骼肌收缩的因素
      • 前负荷——长度-张力关系曲线
        • 最适前负荷：肌肉能产生最大张力时的前负荷。最适初长度（Lo）：仅有最适前负荷作用于肌肉时，肌肉的长度。
        • 初长度太长会把细肌丝从粗肌丝中完全拉出，肌肉不能产生张力；相反，初长度太短会减小细肌丝收缩的余地。 体骨骼肌处于舒张时，大多数肌肉的初长度都接近最适初长度
      • 后负荷——张力速度关系曲线
        • 1、后负荷增加，肌肉张力增加，收缩速度越小；2、后负荷为零时达到最大收缩速度，称为最大缩短速度
      • 肌肉收缩能力
        • 受内环境变化，神经体液调节因素、疾病和药物等影响
    • 骨骼肌疾病
      • 肌肉痉挛：表现为不自主的肌肉强直收缩
      • 低钙抽搐：细胞外液钙离子浓度降低使细胞对钠离子通透性增加，钠离子内流，细胞兴奋性增高并产生自发兴奋。
      • 肌营养不良：是一种发病率较高的遗传疾病。
      • 重症肌无力：主要表现为进行性肌肉疲劳和收缩力减弱。病因是自身免疫机制的紊乱
  • 平滑肌
    • 分类
    • 结构特点
    • 收缩机制
    • 控制
• 关于几个概念的辨析😵‍💫：基强度：引进了时间概念，与阈强度还是不同的；阈强度针对的是一个神经纤维，最大刺激针对的是一整条神经；阈电位和阈强度：阈强度刺激之后产生的电位就叫阈电位（两个不同的东西！）