生理学第一章细胞的基本功能

关于生理学第一章中有关细胞的基本功能总结，内容有细胞膜的结构和物质转运功能、细胞的跨膜信号传导、细胞的生物电现象等。

细胞的基本功能

• 细胞膜的结构和物质转运功能
  • 细胞膜的结构
    • 细胞膜的脂质
      • 特点：流动性
        • 意义：流动性使细胞膜能承受相当大的张力和变形而不破裂
    • 细胞膜的蛋白质
      • 存在形式
        • 表面蛋白
          • 占20%~30%，主要附着于膜的内表面
        • 整合蛋白
          • 占70%~80%，以肽链一次或多次穿越膜脂质双层为特征。如载体、通道、离子泵、G蛋白耦联受体等
      • 膜蛋白的功能
        • 1.物质跨膜转运
        • 2.信号跨膜传导
        • 3.与能量转化有关，如ATP酶、腺苷酸环化酶等
    • 细胞膜的糖类
      • 主要是一些寡糖和多糖链以共价键的形式与膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂或糖蛋白，膜上的糖链主要分布于细胞膜外侧。
        • 糖链的作用
          • 免疫标志
          • 传递信息
  • 细胞膜的物质转运功能
    • 小分子物质或离子
      • 脂溶性较高的分子
        • 被动运输
          • 单纯扩散
            • O2、N2、CO2、乙醇、尿素等
          • 易化扩散
            • 经载体
              • 高度特异性
              • 有饱和现象
              • 有竞争抑制性
            • 经通道
              • Na+、K+、Ca2+等离子
                • 特点
                  • 离子选择性
                    • Na+通道-河豚毒素（TTX)
                    • K+通道-四乙胺（TEA）
                    • Cａ+通道-维拉帕米
                  • 转运速度快
                  • 门控特性
                    • 电压门控通道
                    • 化学门控通道
                    • 机械门控通道
          • 水的跨膜转运
            • 主要通过水通道
            • 由渗透压驱动
      • 脂溶性较低的分子或离子
        • 主动转运
          • 原发性（直接耗能）
            • 离子泵分解ATP产生能量
            • 将离子逆浓度梯度和电位梯度进行跨膜转运
          • 继发性（间接耗能）
            • 根据转运方向分为同向或反向
              • 钠钙交换
              • 钠氢交换
          • 肠及肾小管吸收葡萄糖
    • 大分子物质或物质团块
      • 胞纳、胞吐
        • 大分子的物质或固态、液态的物质团块进行转运的方式
        • 神经末梢突触囊泡内神经递质的释放等
        • 出胞
          • 持续性
          • 调节性
        • 入胞
          • 吞噬（转运物为固体）
          • 吞饮（转运物为液体）
    • 物质完成扩散的条件
      • 先决条件
        • 膜对物质的通透性
      • 动力
        • 物质在膜两侧的浓度差
      • 带电离子还受膜两侧的电场力影响
• 细胞的跨膜信号传导
  • 跨膜信号传导方式
    • G蛋白耦联受体介导的信号转导
      • G蛋白耦联受体
      • G蛋白
        • 鸟苷酸结合蛋白，起着承前启后的作用
      • G蛋白效应器
        • G蛋白直接作用的靶标
          • 作用：效应器酶：催化生成或分解第二信使门控离子通道，调节离子通道活性
      • 第二信使
        • 一般是由G蛋白激活的效应器酶分解细胞内底物而产生的小分子物质，包括：cAMP cGMP IP3 DG NO和Ca+等
      • 蛋白激酶
    • 离子通道介导的信号转导
    • 酶耦联受体介导的信号转导
  • 跨膜信号转导的一般步骤
    • 特定的细胞释放信息物质
      • 经扩散或血循环到达靶细胞
        • 与靶细胞的受体特异性结合
          • 信号进行转换并启动细胞内信使系统
            • 靶细胞产生生物学效应
    • 核心：特定信号通路进行生物信息的细胞内转换与传递过程
• 细胞的生物电现象
  • 腺细胞分泌
  • 神经递质释放
  • 肌细胞收缩
  • 膜电位
    • 静息电位
      • 去极化、极化、超极化、复极化、超射
      • 静息电位的产生机制
        • 基础——先决条件
          • 膜对离子的通透性
            • 静息时对K+通透性高
            • 对Cl-和Na+通透性很低
            • 对氨基酸和蛋白质不通透
        • 前提——动力
          • 细胞内外离子分布不同
      • 静息电位的形成机制
        • K+在膜内外的不均衡分布及由此产生的电化学驱动力
        • 静息时主要对K+有通透性
        • 钠泵的作用
      • 静息电位与K+平衡电位
        • K+平衡电位=静息电位
        • 钾离子在建立静息电位中的作用
          • 静息电位是钾离子的平衡电位
            • Nernst公式：Ek=60lg[K +]0/[K+]i
    • 动作电位
      • AP特点
        • 全或无特性
          • 给予阈下刺激时无法产生动作电位；一旦产生动作电位，电位幅度不会随刺激增加而增加
        • 不衰减传导
          • 向远处迅速传导；动作电位的幅度、波形不变
        • 脉冲式发放
          • 由于不应期的存在所以成脉冲式发放
      • 动作电位产生机制
        • 细胞外高Na+浓度
          • 浓度梯度使Na+向细胞内扩散
            • 电场力将Na+拉向细胞内
              • 静息时膜对Na+相对不通透
      • Na+通道的状态
        • 失活
        • 备用
        • 激活
      • 动作电位的引起
        • 刺激
          • 刺激强度
            • 阈强度
              • 刺激时间和强度变化率保持不变，仅改变刺激强度，则能引起组织发生反应的最小刺激强度，又称为刺激阈或阈值。
          • 刺激持续时间
          • 刺激强度对时间的变化率
        • 阈电位
          • 去极化达到临界膜电位
      • AP的过程
    • 局部电位
      • 阈下刺激引起较小的去极化膜电位波动
        • 机制
          • 少量Na+内流，引起轻度去极化
        • 特点
          • 电位幅度小且呈电紧张性扩布
          • 非全或无
          • 无不应期，可总和
            • 时间总和
            • 空间总和
      • 传导机制——局部电流
        • 有髓神经纤维——跳跃式传导
          • 影响兴奋传导因素
            • 细胞直径
            • 髓鞘
      • 细胞兴奋后兴奋性的变化
        • 绝对不应期——锋电位
          • 细胞膜上的钠通道进入失活状态
        • 负后电位
          • 相对不应期
            • 部分钠通道已恢复备用状态但尚未完全恢复
          • 超常期
            • 钠通道已基本恢复至备用状态，膜电位更靠近阈电位水平
        • 低常期
          • 钠通道已完全复活，膜电位处于轻度超极化状态
• 肌细胞的收缩
  • 神经－肌接头的兴奋传递
    • 神经－肌接头的微细结构
      • 接头前膜
        • ACｈ（乙酰胆碱）
      • 接头间隙
        • 胆碱酯酶
      • 接头后膜（终版膜）
        • N２ＡＣｈ受体阳离子通道
    • 神经肌－接头的兴奋传递过程
    • 神经－肌接头的兴奋传递特点
      • 单向传递
      • 时间延搁
      • 易受药物及内环境的影响
    • 影响神经－肌接头兴奋传递的因素
      • 抑制ＡＣｈ的释放：肉毒杆菌毒素
      • 阻断胆碱能受体通道：筒箭毒
      • 抑制胆碱酯酶活性：有机磷农药、新期的明
  • 骨骼肌细胞的微细结构
    • 肌原纤维和肌节
      • 肌小节＝１／２明带＋暗带＋１／２明带＝２条Z线间的区域
    • 肌管系统
      • 横管（T管）
        • 功能：将肌细胞膜兴奋时产生的电变化传入细胞内部
      • 纵管系统（肌浆网）
        • 纵管和终池的功能：
          • 通过对Cａ＋储存、释放及再积聚，触发和终止肌细胞的收缩过程
      • 三联管
      • 肌管的作用：
        • 横管：传AP至细胞深部
        • 纵管：贮存、释放、聚积钙
        • 三联管：兴奋－收缩耦联的结构基础
  • 骨骼肌收缩的分子机制
    • 肌丝滑行学说
      • 肌丝的分子组成
        • 肌原纤维
          • 粗肌丝
            • 横桥：拉动细肌丝滑动的直接发动者
            • 肌球蛋白（肌凝蛋白）
          • 细肌丝
            • 肌动蛋白（肌纤蛋白）
              • 收缩蛋白质
            • 原肌球蛋白（原肌凝蛋白）
            • 肌钙蛋白（T、C、L
            • 调节蛋白质
      • 肌丝滑行的过程
        • 子主题
  • 骨骼肌细胞的兴奋－收缩耦联
    • 结构基础：三联体
    • 兴奋－收缩耦联的步骤
      • 
    • 肌肉收缩和舒张的基本过程
      • 肌肉的收缩和舒张都耗能，都是主动过程
  • 影响骨骼肌收缩效能的因素
    • 肌肉收缩效能表现为收缩时产生的张力大小和肌肉缩短程度，以及产生张力或缩短的速度
      • 等长收缩
        • 张力不变，长度缩短
      • 等张收缩
        • 长度不变，张力增加
    • 前负荷
      • 决定了收缩前的初长度
    • 后负荷
      • 肌肉收缩开始后及过程中承受的负荷
    • 肌肉收缩能力（内在特性）
      • 决定内在特性的因素
        • 兴奋收缩耦联期间胞浆内Cａ＋的水平
        • 肌球蛋白的ATP酶活性
    • 收缩总和
      • 根据刺激频率不同
        • 单收缩
        • 强直收缩
          • 不完全强直收缩
            • 发生在前一次收缩过程的舒张期
          • 完全强直收缩
            • 发生在前一次收缩过程的收缩期
• 浮动主题
• 整体内，骨骼肌的收缩都属于强直收缩
• 一不均、二选择、三钠泵
• 细胞膜=半透膜