导图社区 细胞的基本功能
主要学习细胞的跨膜转运,电活动和横纹肌的收缩机制
编辑于2022-03-01 12:59:02细胞的基本功能
细胞膜的物质转运功能
细胞膜的脂质双分子层的疏水区是一个天然屏障,导致细胞内外成分大不相同; 而另一方面细胞为了维持生命活动需要依赖物质转运,且物质转运需要消耗耗能总量的2/3
转运方式
被动转运(不消耗能量)
单纯扩散
脂溶性物质和少数不带电荷的极性小分子物质
如O2、CO2、N2、类固醇激素、乙醇、甘油
水在脂质双分子层通过率很低,而某些组织是因为含有水通道蛋白而对水通过率极高
易化扩散
一些非脂溶性的小分子物质、离子和水
经通道的易化扩散
离子通道的特性
离子选择性
门控特性
电压门控
大多数
化学门控
神经元之间、神经元与肌肉之间
机械门控
耳蜗基底膜毛细胞
动脉血管平滑肌细胞
某些感觉细胞(触觉、听觉、运动觉、位置觉、血压)
经载体的易化扩散(单转运体) 鉴别于继发性主动转运
结合-构象变化-解离
特性
结构特异性
饱和现象
细胞膜中的载体数量和转运速率有限,当增加底物浓度到一定程度时,扩散速度不再随底物浓度的增加而增加
扩散速度达Vmax一半时的底物浓度——称之为米氏常数Km
反应载体蛋白对底物的亲和力和转运速率
Km越小,亲和力以及转运速率越高
竞争性抑制
能与同一载体结合的两种结构相似的物质间存在竞争性抑制
常常浓度较低或Km较大的底物会被抑制
主动转运(耗能)
原发性主动转运
钠泵
产生一个正电荷的净外移,具有生电效应
钙泵(维持胞内钙离子低浓度)
质膜上的钙泵
将一个钙离子由胞内转向胞外
肌质网和内质网膜上的钙泵
将两个钙离子由胞内转向内质网中
质子泵
胃腺壁细胞、肾脏集合管闰细胞顶端膜上的H-K泵
作用:泌氢、摄钾
各种细胞器膜中的氢泵
作用:将细胞质内的氢离子转运入细胞器内
意义:维持细胞质内中性环境、细胞器内酸性环境
继发性主动转运
依赖于原发性主动转运产生的Na、H浓度梯度,随着Na、H顺浓度扩散的同时,使其它物质逆浓度转运
故其依赖于原发性主动转运,若使用“哇巴因”抑制钠泵,则继发性主动转运减弱甚至消失
与经载体易化扩散的单转运体不同,该载体需同时结合两种或两种以上的底物,才能发生构象变化
同向转运
aa、GLU在小肠、肾小管的重吸收
肾小管上皮细胞上的Na-K-2Cl、Na-HCO3同向转运体
反向转运
Na-Ca
Na-H
膜泡运输
出胞
持续性出胞
安静状态下,自发融合
如小肠黏膜杯状细胞分泌黏液
调节性出胞
受信号诱导
如神经轴突末梢释放化学物质
入胞
吞噬
被转运物质以固体团块或颗粒形式入胞
如中性粒细胞、巨噬细胞
吞饮
以液态入胞
液相入胞
对底物选择没有特异性
受体介导入胞
被转运物质与细胞膜受体特异性结合,选择性入胞
见于运铁蛋白、LDL、vit B12转运蛋白
可发生于体内几乎所有细胞
细胞的电活动
静息电位RP -10~-100mv
红平升新股
RBC
-10mv
平滑肌细胞
-55mv
神经细胞
-70mv
心肌细胞
-90~-80
骨骼肌细胞
-90mv
动作电位AP
组成部分
峰电位
AP标志
后电位
后去极化电位(负后电位)
膜电位仍小于静息电位
后超极化电位(正后电位)
膜电位大于静息电位
特点
全或无
不衰减传播
脉冲式发放
连续刺激所产生的动作电位,总有一定的时间间隔,而不会融合起来
离子通道的功能状态
Na通道
激活门、失活门
静息态
激活门关闭、失活门开放
激活态
一过性
激活门开放、失活门逐渐关闭但尚未关闭的瞬间
失活态
激活门开放、失活门关闭
K通道
激活门
静息态
激活态
触发
阈刺激
阈电位TP
能触发AP的膜电位的临界值
影响TP水平的主要因素
电压门控钠通道在细胞膜中的分布密度、功能状态
细胞外Ca离子水平
Ca离子浓度升高,会降低细胞膜对Na离子的通透性
故称Ca为“稳定剂”
AP在细胞间传播
缝隙连接
意义:使某些功能一致的同类细胞快速发生同步化活动
兴奋性及其变化
兴奋性
细胞接受刺激后产生动作电位的能力,刺激的阈值越小,兴奋性越高
细胞兴奋后兴奋性的变化
绝对不应期
对应峰电位阶段
一方面兴奋发生时,大部分钠通道已经激活,不存在再激活
另一方面兴奋后最初一段时间,所有钠通道都进入了失活状态
相对不应期
对应负后电位前半段
必须要阈上刺激才可发生兴奋
钠通道复活数量很少
超常期
对应负后电位后半段
此期钠、钙通道已基本复活,距离TP水平较近
故只需阈下刺激即可发生兴奋
低常期
对应正后电位阶段
此期虽然钠、钙通道已完全恢复,但膜电位处于轻度超极化状态,距离TP水平较远
故需阈上刺激才可兴奋
局部电位
骨骼肌终板膜上的终板电位EPP
突触后膜上的兴奋性突触后电位
感觉神经末梢上的发生器电位
特点
等级性电位
幅度与刺激强度相关
衰减性传导
没有不应期
反应可以叠加总和
肌细胞的收缩
横纹肌
骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递
横纹肌细胞的结构特征
肌原纤维和肌节
明带中央有一条Z线,相邻两Z线之间为肌节
暗带中央有一条M线,M线两侧有相对较亮的区域叫H带
肌管系统
横管(T管)
纵管(肌质网SR)
包绕在肌原纤维周围的SR交织成网称“纵行肌质网LSR”
终池(连接肌质网JSR)
纵管与相连T管形成的扁平区域
在骨骼肌中,T管与两侧相邻的终池形成“三联管” 在心肌中,T管与单侧相邻的终池形成“二联管”
收缩机制
肌丝的分子结构
粗肌丝
肌球蛋白(豆芽状),豆头为横桥,激活后使肌球蛋白向M线方向移动
细肌丝
原肌球蛋白(双螺旋细丝)
肌动蛋白(球状)
有横桥结合位点
肌钙蛋白
TnT
TnI
TnC
有4个钙结合位点
肌肉收缩所产生的张力大小与每分钟肌动蛋白结合的横桥数有关
肌肉缩短的速度取决于横桥周期(肌球蛋白的横桥与肌动蛋白结合、扭动、复位的过程)的长短
兴奋收缩耦联
AP沿T管传至细胞内,激活T管膜和肌膜(心肌)中的L型钙通道。骨骼肌中构象改变触发拔塞样改变,使得肌质网中的钙离子顺浓度进入胞内;心肌中胞外少量钙离子通过L型钙通道进入胞内,触发肌质网上的钙结合位点,从而释放大量钙离子。钙离子与TnC结合触发肌丝滑性
影响肌肉收缩效能的因素
肌肉收缩效能
肌肉收缩产生的张力大小、缩短程度以及产生张力或缩短的速度
等长收缩
等张收缩
影响因素
前负荷(初长度)
在一定范围内,主动张力随初长度的增加而增加
最适肌节初长度2.0~2.2um
后负荷
影响横桥周期,故影响收缩速度
肌肉收缩能力
收缩的总和
多纤维总和
子主题
平滑肌
我们的大小是依据绝对值看的,而符号主要表示方向
复活
收缩蛋白
调节蛋白