生理学第二章细胞的基本功能

细胞体形极微，在显微镜下始能窥见，形状多种多样。主要由细胞核与细胞质构成，表面有细胞膜。高等植物细胞膜外有细胞壁，细胞质中常有质体，体内有叶绿体和液泡，还有线粒体。动物细胞无细胞壁，细胞质中常有中心体，而高等植物细胞中则无。细胞有运动、营养和繁殖等机能。

细胞的基本功能

• 细胞膜的基本结构
  • 液态镶嵌模型
    • 基本内容:细胞膜以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质
    • 细胞膜的脂质
      • 脂质种类:
        • 磷脂大于70%
        • 胆固醇小于30%
        • 糖脂小于10%
      • 特性
        • 双噬性
        • 流动性
    • 细胞膜蛋白质
      • 转运蛋白质
        • 载体、通道和泵
      • 受体和抗原标志蛋白
      • 整合蛋白
      • 表面蛋白
    • 糖类
      • 寡糖和多糖链作为分子标记
• 细胞膜的跨膜物质运输
  • 两个主要因素
    • 物质的通透性
      • 脂溶性
      • 分子大小
      • 极性
    • 物质转运的动力
      • 物质跨膜浓度差
  • 离子
    • 跨膜电场(电化学驱动力)
  • 被动转运(不需要消耗能量)
    • 特征
      • 逆电化学梯度
      • 耗能
    • 类型
      • 原发性主动转运
        • 转运物质
          • 带电离子
        • 介质:泵蛋白
        • 钠钾泵 钙泵 质子泵
      • 继发性主动转运
        • 特点
        • 转移物质
  • 主动转运(需要消耗能量)
  • 转运方式
    • 非膜蛋白介导
    • 膜蛋白介导
      • 膜蛋白
        • 被动转运
          • 通道蛋白
          • 载体蛋白(单转运体)
        • 主动转运
          • 联合转运体、泵转运体
      • 易化扩散
        • 转运物质:小分子或离子
        • 类型
          • 通道介导的易化扩散
            • 转运机制:亲水性孔道开放
            • 转运特点:速度快，离子选择性，门控特性
            • 离子通道类型
              • 电压门控通道
              • 化学/配体门控通道
              • 机械门控通道
              • 非门控通道
              • 水通道
          • 载体介导的易化扩散
            • 载体转运特点
              • 结构特异性
              • 饱和现象
              • 竞争性抑制
    • 囊泡介导
      • 入胞
        • 吞噬
        • 吞饮
      • 出胞
        • 持续性出胞
        • 调节性出胞
• 细胞的电活动
  • 生物电
    • 细胞在进行生命活动时伴随的电现象
    • 形式:静息电位 动作电位
  • 静息电位
    • 概念
    • 特点
      • 为负值
      • 不同类型细胞电位水平不一致
      • 相对稳定
    • 相关概念
      • 极化:指事物在一定条件下发生两极分化，使其性质相对于原来状态有所偏离的现象
      • 去极化:跨膜电位处于较原来的参照状态下的跨膜电位更正(膜电位的绝对值较低)的状态
      • 超极化:指神经细胞膜的一种生理状态，膜内电位大于70毫伏，达到80毫伏甚至90毫伏。
      • 反极化:细胞膜电位由外正内负变为外负内正的状态。当膜由0mV变化到20-40mV就是反极化过程
      • 复极化:是在动作电位发生和发展过程中，从反极化的状态的电位恢复到膜外正电位，膜内负电位的静息状态
      • 超射:膜电位超过零电位的部分
    • 产生机制
      • 神经元，肌细胞等活组织细胞处于静息状态时，膜内的电位较膜外为负，相差70-90mv，称极化状态，这种膜内外的电位差称为静息电位或膜电位
    • 影响因素
      • 细胞膜内外钾离子浓度差
      • 细胞膜对钠离子，钾离子通透性
      • 钠钾泵
  • 动作电位
    • 概念
      • 动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时，在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程
    • 组成
      • 上升支
        • 去极化
      • 下降支
        • 复极化
      • 后电位
    • 产生机制
      • 上升支
        • 大于或等于阈刺激→细胞部分去极化→那离子少量内流→去极化至阈电位水平→钠离子内流与去极化形成正反馈(钠离子爆发性内流)→基本达到钠离子平衡电位
      • 下降支
        • 膜去极化达到一定电位水平→钠离子内流停止，钾离子迅速外流
      • 后电位
        • 神经纤维的峰电位下降支在最后恢复到静息电位水平以前，膜两侧电位还要经历一些微小而缓慢的变化，称为后电位
    • 触发条件
      • 达到阈电位
    • 离子跨膜流动条件
      • 存在电化学驱动力
      • 电导特性
    • 刺激
      • 阈刺激
      • 阈上刺激
      • 阈下刺激
        • 由阈下刺激产生的电位称为局部电位
      • 有效刺激
• 肌肉的收缩功能
  • 骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递
    • 接头前膜
    • 接头间隙
    • 终板膜
    • 胆碱酯酶
  • 横纹肌细胞的收缩机制
    • 横纹肌
      • 骨骼肌
      • 心肌
    • 平滑肌
  • 骨骼肌的结构组成
    • 肌肉组织
    • 肌纤维束
    • 肌纤维
    • 肌原纤维
    • 肌细胞
      • 肌节
      • 肌丝
        • 粗肌丝
        • 细肌丝
    • 横桥
      • 与细肌丝可逆结合，同时向M线摆动
      • 具有ATP酶活性，可以分解ATP以供摆动获得能量
      • 横桥周期
  • 横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联
    • 关键部位:三连体
    • 关键分子:钙离子
    • 肌质网
      • 储存大量钙离子器，膜上有钙泵，可以逆浓度梯度将钙离子从胞浆转运到肌质网中
    • 横管
      • 肌细胞内陷并向内部延伸而成，有L型钙离子通道
    • 终池
      • 肌质网末端膨大部分，与横管相邻，有钙离子的释放通道
    • 三联体
      • 由横管和其两侧的终池组成
    • 钙离子大量进入胞浆→横桥周期→肌肉收缩→AP过后肌质网上的钙泵活动增强→胞浆内钙离子浓度迅速降低→肌肉舒张
    • 影响因素
      • 前负荷
        • 等长收缩
        • 等张收缩
      • 后负荷
      • 肌肉的收缩能力
        • 骨骼肌收缩的形式
          • 单收缩
          • 复合收缩
            • 不完全强直收缩
            • 强直收缩