细胞的基本功能

生理学第二章细胞的基本功能笔记，包括细胞膜的物质转运功能、细胞信号转导、细胞电活动、肌细胞的收缩等内容。

细胞的基本功能

• 细胞的信号传导（联系生化）
  • 概述
    • 受体（三种，生化两种）
    • 配体（水溶性/物理信号，脂溶性→影响基因表达）
    • 第一信使，第二信使（。。）
  • 具体作用机制图
  • 离子通道型受体介导的信号传导
    • 离子通道型受体
    • 阳离子通道型受体： 骨骼肌终板膜中N2ACh受体阳离子通道(nAChR)→引发钠离子内流 促离子型谷氨酸受体（iGluR)
    • 氯离子受体通道：甘氨酸受体、γ氨基丁酸A受体
    • 电压门控通道和机械门控通道
  • G蛋白偶联受体（需要第二信使，胺类/肽类。如胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质）
    • G蛋白偶联受体： ①无通道结构、无酶活性，又称促代谢受体 ②配体：。。 ③7次跨膜受体 ④受体和G蛋白各自独立
    • G蛋白：αβγ异三聚体，α单位有GTP酶活性→激活和失活态
    • G蛋白效应器（G蛋白直接作用靶标）： AC、PLC、PLA2、PDE→生成/降解第二信使
    • 蛋白激酶（将ATP磷酸基团转移到底物蛋白而磷酸化的酶）： cAMP依赖性→PKA，Ca依赖性→PKC
  • 酶联型受体介导的信号传导（需第二信使，生长因子、钠尿肽、NO）
    • ①每个受体只有单跨膜区段②胞外受体胞内酶结构
    • 酪氨酸激酶受体：配体有胰岛素。。
    • 酪氨酸激酶结合型受体：配体有促红细胞生成素 。。
    • 尿苷酸环化酶受体：需要cGMP,配体有钠尿肽。。
    • 丝氨酸/苏氨酸激酶受体：配体有转化生长因子β
  • 核受体介导的信号传导
    • 类固醇激素受体、维D3受体、甲状腺激素受体、维甲酸受体
    • 结构（多肽单链）
      • 激素结构域、DNA结构域（锌指结构）、转录激活结构域、铰链区（核受体定位用）
    • 核受体活化：核受体由非DNA结合型转变为DNA 结合型（需要分子伴侣）
• 细胞的电活动
  • 所有细胞均有RP，只有可兴奋细胞才有AP（神经细胞、肌细胞、腺细胞等）
  • 静息电位
    • 概述
      • RP值（以细胞外液为零电位）→骨骼肌90，神经70，平滑肌55，红细胞10 以上为非人数据，人类神经细胞为-90mV
      • 几个概念：极化，超极化，去极化，超射，反极化，复极化
    • 膜两次离子浓度差和平衡电位（主要由钠泵维持浓度差）
      • 安静时：内钾为外30倍，外钠氯为内10、30倍 →贡献大小钾钠钙氯→RP略小于K的平衡电位（其他离子贡献）
      • 电化学驱动力（定义 ）=0即为平衡定位，此时外流≠0，净外流＝0 公式：平衡电位=60lg（该离子细胞外浓度/胞内浓度） 哺乳动物：钾-90~-100，钠+50~+70 跨膜电位梯度：高→低
    • 静息时细胞膜对离子的相互通透性（相对通透性越高，RP约接近该离子平衡电位）
    • 钠泵生电作用：一定程度参与RP的形成
    • 影响RP的因素 （平衡电位=60lg（该离子细胞外浓度/胞内浓度），此处平衡电位大小比较应当算上±号）
      • 细胞外液钾离子浓度：可利用公式
      • 膜对钠钾相对通透性：通透性不能用公式（公式浓度指的是原发性变化的浓度）
      • 钠泵活动水平
  • 动作电位
    • 概念：去极相、复极相、峰电位（AP标志）、后电位（正后电位和负后电位）
      • 模式图知识点。。
    • 特点：全或无、不衰减、脉冲式 （局部电位以电紧张扩布）
    • 产生机制（去极相为内向电流，反之）
      • 电化学驱动力及其变化（推导见书）： =膜电位-其平衡电位。最终值+为外向，-为内向 。。
      • 细胞膜对离子通透性
    • 动作电位的触发：阈电位（细胞兴奋必要条件）、阈刺激、阈强度
    • 动作电位的传播
      • 在同一细胞 ： ①无髓神经纤维和肌细胞：局部电流，不衰减传播 ②有髓神经纤维：传导与直径成正比，跳跃式传播，郎飞结允许离子通过，快，消耗能量少
      • 在细胞间：缝隙连接（属于非门控通道）→使 同功能的同类细胞同步化
  • 兴奋性及其变化： 绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期→兴奋性、阈值、持续时间、与模式图 中对应关系、原因机制
  • 局部电位（少考）：与AP区别→阈下刺激，幅度小且随刺激强度变化（等级性电位），电紧张传播，不能远距离无衰减（衰减性传导），可总和，（无不应期），因为钠通道开放少所致
• 肌细胞的收缩
  • 骨骼肌和心肌为横纹肌，心肌和平滑肌为非随意肌
  • 骨骼肌神经-肌接头的兴奋传递
    • 结构特征：接头前膜-接头间隙-接头后膜 1、前膜：10*4个ACh/囊泡；动作电位激活电压门控钙通道，Ca通透性增加使其内流致囊泡破裂释放 2、间隙：细胞外液； 3、后膜（终板膜）：①乙酰胆碱酯酶（分解为胆碱和乙酸，新斯的明可以抑制进而治疗重症肌无力）②AChR，即N2型ACh受体阳离受子通道。化学门控通道（受体和通道为同一个蛋白）使钠通透性增加致钠离子内流产生终板电位EPP，达到阈电位后产生动作电位进行传播 （微终板电位MEPP）
    • EPP特点：为局部电位，和ACh的量有关，只去极不反极，终板膜无电压门控钠通道（终板电位通过电紧张刺激周围电位门控钠通道而产生AP），ACh产生EPP后迅速被酶分解
    • 与经典突出传递比较。。
  • 横纹肌兴奋收缩偶联
    • 结构特征 （明带、暗带、H带、M线、Z线、肌节、粗肌丝、细肌丝、T管、L管LSR、JSR或终池、肌质网SR。骨骼肌三联管结构故Ca完全来自终池，心肌二连管故一部分来自慢钙转运，都为兴奋收缩关键部位）
    • 肌丝滑行理论（收缩时暗带不变，明带变窄）
    • 肌丝分子结构
      • 粗肌丝
        • 肌球蛋白（肌凝蛋白）：形成横桥，ATP酶活性、分子马达
      • 细肌丝
        • 肌动蛋白：与横桥头部结合
• 跨细胞膜的物质转运
  • 单纯扩散（膜）
    • 脂溶性（非极性）/少数不带电荷的极性分子→气体/水
    • 决定因素：浓度差、通透性、温度、膜面积
    • 无饱和现象
  • 易化扩散（通道/载体）
    • 经通道（带点离子）→特性。。
      • 离子选择性
      • 门控特性
        • 电压
          • 钠通道(阻断剂、三状态，两形式）
          • 钾通道（阻断剂、两状态、两形式）
        • 化学→例子。。
        • 机械→例子。。
    • 经载体（G/aa/核苷酸）→特性。。（G/aa在小肠、肾以继发主动转运）
  • 主动转运（载体+能量）
    • 原发性：直接利用能量，底物常为离子→离子泵
      • 钠泵： ①1ATP→三钠出二钾进 ②哇巴因（对钠钙交换体作用在生理、内科的区别） ③意义。。
      • 钙泵： 肌钙蛋白调节 胞质+肌质网/内质网。。→胞质游离钙低水平
    • 继发性：利用原发建立的钠氢离子浓度差，间接利用了ATP
      • 同向转运：G/AA在小肠、肾重吸收
      • 反向转运：钠钙交换体、钠氢交换体
  • 膜泡转运(蛋白质+能量）
    • 出胞→例子。。
      • 分类：持续性出胞，调节性出胞
    • 入胞→例子。。
      • 吞噬
      • 吞饮
        • 液相入胞
        • 受体介导入胞
• 几种常考物质的跨膜转运方式

中心主题

• 影响横纹肌收缩效能因素
  • 前负荷：长度张力曲线 后负荷：张力速度曲线 ？
  • 肌肉收缩能力（内在因素）：增高→长张曲线上移，张速曲线右上移
  • 收缩总和（心肌收缩为全或无，没有总和）
    • 多纤维总和/多运动单位总和
    • 频率总和
      • 单收缩：频率很低，完全的收缩和舒张
      • 不完全强直收缩：频率较低，下一次在上一次舒张期
      • 完全强直收缩：频率很高，下一次在上一次的收缩期
• 横纹肌兴奋收缩偶联
  • 肌丝分子结构
    • 粗肌丝
      • 肌球蛋白（肌凝蛋白）：形成横桥，ATP酶活性、分子马达
    • 细肌丝
      • 肌动蛋白：与横桥头部结合
      • 原肌球蛋白：组织肌球蛋白和肌动蛋白结合（肌钙蛋白给了信号改变构想就可以）、
      • 肌钙蛋白：与Ca结合启动收缩，三个亚单位TnT,TnI,TnC3，作用分别为。。
      • 调节蛋白
  • 横桥周期
    • 动作电位引发骨骼肌收缩的关键因素：胞质内Ca浓度瞬时增加
    • 产生张力由每一瞬间与肌动蛋白结合的横桥数目决定，速度取决于横桥周期的长短
    • 过程图。。
  • 横纹肌收缩偶联
    • 动作电位传至T管至其L型钙通道激活
    • JSR内Ca释放，心肌上。。
    • Ca触发肌丝滑行,与TnC
    • 回摄Ca：LSR全部回摄，心肌。。
  • 神经-肌接头-收缩完整过程。。P36
• 收缩蛋白