导图社区 细胞的基本功能
本篇导图与医学有关，其内容主要涉及细胞的基本功能，涵盖了跨细胞膜的物质转运，细胞的信号传导以及细胞的电活动等内容，详细且全面，富含精华
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细胞的基本功能
跨细胞膜的物质转运
单纯扩散
物质从高浓度的一侧通过脂质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散
O2，CO2，N2等高脂溶性小分子
不消耗能量，被动转运
易化扩散
经通道的易化扩散
经载体的易化扩散
主动转运
某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢提供能量而进行的逆浓度梯度和（或）电位梯度的跨膜转运
根据膜蛋白是否直接消耗能量
原发性主动转运
钠-钾泵
也称钠泵、Na+，K+-ATP酶
本身具有ATP酶活性，可以分解ATP释放能量
每分解1分子ATP，可将3个Na+移出胞外，同时将2个K+移入胞内
哇巴因是钠泵的特异性抑制剂
钙泵
质膜上的钙泵称为质膜钙ATP酶（PMCA），每分解1分子ATP，可将其结合的1个Ca2+由胞质内转运至胞外
肌质网和内质网膜上的钙泵称为肌质网和内质网钙ATP酶（SERCA），每分解1分子ATP，可将2个Ca2+从胞质内转运至内质网中
两种钙泵可使胞质内游离Ca2+浓度保持在低水平。
继发性主动转运
同向转运
Na+-葡萄糖
Na+-氨基酸
在小肠黏膜上皮的吸收以及在近端肾小管上皮的重吸收都是通过同向转运体实现的
反向转运
Na+-Ca2+交换体
Na+-H+交换体
两者鉴别
膜泡运输
细胞的信号传导
细胞的电活动
静息电位
安静状态下，细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差，称为静息电位
产生机制
细胞膜两侧离子的浓度差与平衡电位
静息时细胞膜对离子的相对通透性
细胞膜在安静状态下，如果只对一种离子具有通透性，那么实际测得的静息电位应等于该离子的平衡电位
如果安静状态下，细胞膜对多种离子同时具有通透性，则静息电位的大小取决于细胞膜对这些离子的相对通透性和这些离子各自在膜两侧的浓度差
钠泵的生电作用
钠泵每分解一个ATP，钠泵可使3个Na+移出胞外，同时使2个K+移入胞内，相当于把1个净正电荷移出膜外，结果使膜内电位的负值增大
影响因素
细胞外液K+浓度
细胞外液K+浓度升高时，K+平衡电位减小，故静息电位减小
膜对K+和Na+的相对通透性
如果细胞膜对K+通透性增大，则静息电位将增大。反之，则静息电位减小
钠泵活动水平
钠泵活动增强时，其生电效应增强，膜发生一定程度的超极化
动作电位
细胞在静息电位基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的电位波动
动作电位特点
“全或无”现象
刺激强度不能决定幅度高低
不衰减传播
脉冲式发放
电-化学驱动力及其变化
安静状态下，Na+的内向驱动力明显大于K+的外向驱动力；在去极化时，Na+的内向驱动力逐渐减小，K+的外向驱动力则逐渐增大
动作电位期间细胞膜通透性的变化
动作电位的触发
动作电位的传播
同一细胞上的传播
无髓神经纤维或肌纤维上呈顺序式传导
有髓神经纤维上呈跳跃式传导
细胞之间的传播
缝隙连接
兴奋性及其变化
兴奋性
指机体的组织或细胞接受刺激后发生反应的能力或特性
可兴奋细胞
接受刺激后能产生动作电位的细胞
神经细胞
肌细胞
腺细胞
细胞兴奋后兴奋性的变化
局部电位
细胞收到刺激后，部分离子通道开放形成的，不能向远距离传播的膜电位改变
特征
幅度与刺激强度相关，而不具有“全或无”特点
局部电位以电紧张的方式向周围扩布（衰减性传导）
无不应期，多个局部电位叠加可使细胞膜去极化，从而引发动作电位
与动作电位的区别
肌细胞的收缩
概述
人体肌组织
骨骼肌
心肌
横纹肌
平滑肌
非随意肌
骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递
骨骼肌神经-肌接头的结构特征
接头前膜
运动神经轴突末梢的一部分，其内侧的轴浆中含有数个突触囊泡，每个囊泡含有数个ACh分子
接头间隙
接头后膜
骨骼肌细胞膜，也称终板膜。终板膜上有ACh受体，即N2型ACh受体阳离子通道。接触后膜外表面还分布有乙酰胆碱酯酶
骨骼肌神经-肌接头的兴奋传递过程
动作电位沿轴突传至末梢
接头前膜去极化
Ca2+内流进入神经末梢
突触囊泡与接头前膜融合、破裂
ACh释放进入接头间隙并扩散至接头后膜
ACh与接头后膜上的ACh受体结合
化学门控通道开放
终板膜对Na+、K+通透性增加
终板电位
肌膜动作电位
横纹肌兴奋-收缩耦联
横纹肌细胞的结构特征
细胞内含有大量的肌原纤维和高度发达的肌管系统
肌原纤维和肌节
肌管系统
横纹肌细胞中有横管和纵管两种肌管系统
横纹肌细胞的收缩机制
肌丝滑行理论
横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联
横纹肌细胞产生动作电位的电兴奋过程与肌丝滑行的机械收缩联系起来的中介机制，称为兴奋-收缩耦联
Ca2+是重要的耦联因子
由肌膜上的动作电位转变为肌细胞的收缩过程
T管膜的动作电位传导
肌膜上的动作电位沿T管膜传至肌细胞内部，并激活T管膜和肌膜中的L型钙通道
JSR内Ca2+的释放
Ca2+触发肌丝滑行
胞质内升高的Ca2+与TnC结合而触发肌肉收缩
JSR回摄Ca2+
在骨骼肌，肌质内Ca2+几乎全部经激活的LSR膜中的钙泵而被回摄进SR中
影响横纹肌收缩效能的因素
前负荷和后负荷
肌肉收缩能力
与前、后负荷无关，又能影响肌肉收缩效能的肌肉内在特性
收缩的总和
肌细胞收缩的叠加特性，是骨骼肌快速调节其收缩效能的主要方式。心脏的收缩为“全或无”式，不会发生心肌收缩的总和
空间总和形式称为多纤维总和
时间总和形式称为频率总和
收缩形式
单收缩
每次动作电位之后出现一次完整的收缩和舒张
不完全强直收缩
后一次收缩过程叠加在前一次收缩过程的舒张期，所产生的收缩总和称为不完全强直收缩
完全强直收缩
后一次收缩过程叠加在前一次收缩过程的收缩期，所产生的收缩总和，称为完全强直收缩
横纹肌收缩时，A带宽度不变，只有明带和H带变窄
随意肌
