细胞的基本功能

生理学第二章细胞的基本功能，讲述了细胞膜的基本结构与功能、细胞的生物电现象、肌细胞的收缩功能等，收藏下图学习吧！

第二章 细胞的基本功能

• 主题
• 第三节 肌细胞的收缩功能
  • 一、神经-肌接头处的兴奋传递
    • （一）、神经-肌接头的结构
      • 1、结构
        • 接头前膜
        • 接头间隙
        • 接头后膜
          • 运动终板（终板膜）：与接头前膜对应的肌细胞膜
    • （二）、神经-肌接头兴奋的传递过程
      • 2、传递过程
      • 3、接头处兴奋传递
        • 电-化-电的过程
        • Ach为神经递质
        • Ach被乙酰胆碱酯酶水解
      • 4、兴奋传递的特征
        • ① 单向传递
        • ② 时间延搁
        • ③ 易受药物或其他环境因素的影响
          • 肌松弛
            • 筒箭毒、α-银环蛇毒：竞争受体
            • 肉毒杆菌：阻止神经递质释放
          • 肌紧张
            • 有机磷农药：一直乙酰胆碱酯酶释放，引起肌肉痉挛
            • 破伤风杆菌毒素：破坏胆碱酯酶
  • 二、骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联
    • （一）、肌管系统（基础结构）
      • 1、横管系统（T管）
        • 与肌原纤维垂直
        • 将兴奋传向肌细胞深部
      • 2、纵管系统（L管）
        • 走行：与肌原纤维平行
        • 作用：储存、释放、再聚集钙离子
      • 3、三联管（三联体）
        • 构成：终池+横管+终池
        • 作用：兴奋-收缩耦联的关键部位
    • （二）、耦联过程
  • 三、骨骼肌收缩机制
    • 1、骨骼肌的细微结构
      • 肌原纤维
      • 肌小节
        • 肌细胞收缩舒张的基本单位
        • 组成
          • 粗肌丝
            • 肌球蛋白（肌凝蛋白）是一种收缩蛋白
            • 横桥的作用
              • ① 与细肌丝可逆结合、使细肌丝向M线摆动滑行
              • ② ATP酶活性，分解ATP提供能量
          • 细肌丝
            • 肌动蛋白（与横桥结合，是一种收缩蛋白）
            • 肌钙蛋白（调节蛋白）
    • 2、骨骼肌的收缩机制
  • 四、骨骼肌的收缩形式
    • （一）、等长与等张收缩
      • 等长收缩
        • 概念：肌肉收缩时只有张力的增加，而长度不变
        • 意义：维持人体的位置和姿势
      • 等张收缩
        • 概念：肌肉收缩时张力不变而长度缩短的收缩
        • 意义：做功
    • （二）、单收缩与强直收缩
      • 单收缩（twitch）
        • 概念：肌肉受到一次有效刺激，引起一次迅速的收缩和舒张
          • 子主题
      • 强直收缩
        • 概念：肌肉受连续的有效刺激时，出现强而持久的收缩
        • 本质：新刺激落在前次收缩的收缩期内
        • 强直收缩是单收缩的复合
  • 五、影响骨骼肌收缩的主要因素
    • （一）、前负荷（preload)
      • 概念：肌肉收缩前遇到的负荷
      • 影响：在一定范围内，前负荷与肌张力呈正相关
      • 最适前负荷：使肌肉产生最大张力的前负荷
    • （二）、后负荷（afterload）
      • 概念：肌肉收缩过程中所承受的负荷
      • 特点
        • ① 最大张力和收缩速度成反变关系
        • ② 主要影响收缩速度
    • （三）、肌肉收缩性
      • 概念：指与前负荷和后负荷无关的肌肉本身的内在特性
      • 影响因素
        • ① 收缩能力降低——缺氧、酸中毒、能源物质降低
        • ② 收缩能力加强——钙离子、咖啡因、肾上腺素
• 第二节 细胞的生物电现象
  • 一、细胞的静息电位及其产生机制
    • （一）、静息电位的概念
      • 概念：细胞在安静时存在于细胞膜两侧的电位差称为静息电位（resting potential)
      • 特点：出现内负外正的极化状态，是由钾离子外移形成的电-化学平衡机制
      • 极化（Polarization）：安静时膜两侧的点位呈内负外正的状态
      • 超极化（hyperpoplarization）:膜内电位负值增大
      • 去极化（depolarization）:膜内电位负值减少
    • （二）、静电位的产生机制
      • 1、细胞膜内外两侧离子分布不均匀
      • 2、细胞膜在不同情况下对离子的通透性不同
    • （三）、影响RP的因素
      • 1、细胞膜对钾离子的通透性
      • 2、跨膜钾离子的浓度
      • 3、细胞的功能状态（缺氧、酸碱紊乱等）
  • 二、细胞的动作电位及其产生机制
    • （一）、动作电位的概念
      • 概念：可兴奋细胞受刺激后，在静息电位的基础上发生一次可扩布的变化，称为动作电位（action potential）
      • 包括
        • 锋电位
          • 是动作电位的主要组成部分
          • 除极化
          • 复极化
        • 后电位
    • (二)、动作电位的产生机制
      • 1、钠离子内流引起动作电位上升相（即去极化）
        • 动作电位的顶点是钠离子的平衡电位
      • 2、动作电位下降相是由钾离子外流引起的
      • 3、钠泵活动，泵出钠，泵入钾，细胞内外离子浓度得以恢复
    • （三）、膜电位的3个重要特征
      • 1、全或无
      • 2、脉冲式（动作电位不能产生叠加或总和）
      • 3、不衰减性传导
    • （四）、动作电位产生的条件
      • 阈电位：引起膜对钠离子通透性突然大量增加的临界膜电位数值
      • 基本条件：细胞受到刺激去极化达到阈电位水平
    • (五）、局部电位（local potential）
      • 特性
        • 1、不具有全或无的特征，其幅度与刺激强度相关
        • 2、衰减传播
        • 3、没有不应期，可以发生总和
• 第一节 细胞膜的基本结构与功能
  • 一、细胞膜的基本结构
    • （一）脂质双分子层
      • 组成：磷脂、胆固醇、少量糖脂
      • 意义：屏障作用，保持细胞内容物的相对稳定
    • （二）细胞膜的蛋白
      • 组成：表面蛋白（20%～30%）、整合蛋白（70%～80%）
      • 意义：转运物质、受体功能、免疫标志 作为通道、载体、泵、酶 起到跨膜转运、信息传递、能量转换作用
    • （三）细胞膜的糖类
      • 组成：糖蛋白、糖脂
      • 意义：受体识别部分、免疫标志物
    • （四）液态镶嵌模型
      • 细胞膜基架：液态脂质双分子层
      • 镶嵌：蛋白质
      • 外表面：糖脂或糖蛋白
  • 二、细胞膜的跨膜物质转运
    • （一）单纯扩散（simple diffusion）
      • 概念：指一些脂溶性小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。
      • 特点： ①脂溶性小分子物质（氧气、二氧化碳、氮气、氨气、乙醇、尿素等） ②顺浓度差转运 ③不需要膜蛋白参与 注：水有单纯扩散和通道转运 ④不耗能 ⑤结果：物质在膜两侧浓度平衡
      • 决定因素： 1）膜两侧物质浓度差 2）膜对该物质的通透性
    • （二）易化扩散（facilitated diffusion）
      • 概念：非脂溶性物质或脂溶性小的物质在细胞膜蛋白质的帮助下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
      • 两种类型
        • 1、载体介导的易化扩散——载体转运
          • 概念：通过细胞膜中的载体蛋白构型变化，将物质由高到低转运的过程。
          • 特点：①高度特异性 ②饱和现象 ③竞争性抑制
          • 意义：转运代谢物质（葡萄糖、氨基酸等小分子物质）
        • 2、通道介导的易化扩散——通道转运
          • 概念：接细胞膜中通道蛋白的作用，将物质由高到低转运的过程。
          • 类型
            • 化学门控通道：化学物质浓度（Ach）
            • 电压门控通道：膜两侧电位差
            • 机械门控通道：机械刺激（例如内耳的毛细胞）
          • 特征
            • ①离子选择性
            • ②速度快
            • ③通道的门控性
              • 非门控性通道一直处于开放状态
    • （三）主动转运（active transport）
      • 概念：细胞消耗自身能量逆浓度差或电位差进行跨膜转运的过程。
      • 分类
        • 原发性主动转运（直接耗能ATP）
          • 典型举例：钠-钾泵（钠泵）
          • 泵的本质：钠-钾依赖式ATP酶
          • 泵的作用：分解ATP供能，逆浓度差转运钠钾离子
            • 两钾入胞，三钠出胞
          • 钠泵活动的意义
            • ①维持细胞内高钾，是细胞内代谢的基本条件
            • ②维持渗透压、离子平衡，使细胞维持正常的形态、结构
            • ③建立势能储备，供其他耗能过程利用
        • 继发性主动转运（间接耗能）联合转运
          • 概念：细胞利用势能储备并依靠转运体使物质逆浓度差或电位差转运的过程
          • 特点
            • ① 间接耗能（钠泵建立的势能储备）
            • ② 需要膜蛋白的参与
      • 特点
        • ① 逆浓度差或电位差转运
        • ② 直接或间接耗能
        • ③ 需要膜蛋白（泵/转运体）参与
    • （四） 出胞和入胞
  • 三、细胞膜的跨膜信号传导功能