《细胞的基本功能》学习笔记

细胞是人体和其他生物体的基本结构单位。体内所有的生理功能和生化反应,都是在细胞及其产物的物质基础上进行的。本图是对《生理学》第二章《细胞的基本功能》内容的总结梳理，适合期末备考使用~

细胞的基本功能

• 细胞的跨膜物质转运功能
  • 细胞膜的结构
    • 细胞膜的结构为液态馕嵌模型， 以液态的纸质双分子层为摩的基架
    • 主要由脂质 蛋白质 少量的糖类组成
  • 细胞的跨膜物质转运功能
    • 转运熊是有单纯扩散，易化扩散，主动转运膜泡运输及（出包和入胞)四种
  • 单纯扩散
    • 是指物质从质膜的高浓度一侧通过纸质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散，是一种简单的物理扩散.
    • 转运物质有只溶性非极性物质或少数不带电荷的极性分子如氧二氧化碳，氮类固醇，激素，乙醇，尿素甘油等
    • 特点顺浓度差，不耗能，不需要膜蛋白的帮助 属于被动转运
    • 影响扩散的因素 ①膜通透性
      • ②浓度差
  • 易化扩散
    • • 易化扩散是指膜蛋白质的帮助下，非脂溶性的小分子物质或带电离子顺浓度梯度和电位梯度进行的跨膜转运
    • 分类
      • 经载体易化扩散
        • • 概念
            • 由载体中介的易化扩散是指水溶性小分子物质和离子在载体蛋白介导下顺浓度梯度进行的跨膜转运
          • 转运物质
            • 葡萄糖 氨基酸 等小分子有机物
          • 载体转运特点
            • ①结构特异性②饱和现象③竞争性抑制
      • 经通道易化扩散
        • • 通道中介的易化扩散是指各种带电离子在通道蛋白的介导下顺浓度梯度和电位梯度的跨膜转运
          • 转运物质
            • 钠 钾 钙 氯
          • 通道转运特点
            • ①转运速度快②离子选择性③门控性（具有开放和关闭两种状态)
          • 通道分类
            • 电压门控通道
              • 受膜电位调控闸门开闭的通道
              • 钾通道
                • 钾通道阻断剂是四乙胺
              • 钠通道
                • 阻断剂是河豚毒素
            • 化学门控通道
              • 受膜外和膜内化学物质调控 闸门 开闭的通道
            • 机械门控通道
              • 受机械刺激调控 闸门 开闭的通道
  • 主动转运
    • 概念
      • 在膜 泵 蛋白的参与下细胞通过耗能将小分子物质和离子逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运过程称为主动转运
    • 原发性主动转运
      • 概念
        • 细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度转运的过程
      • 转运特点
        • 每分解1分子ATP 将三个钠泵出两个钾泵入
      • 那泵活动的生理意义
        • 钠泵活动造成的细胞内高钾是胞质内许多代谢反应所必需的
        • 细胞内的低钠可维持胞内渗透压和细胞容积的相对稳定，防止细胞水肿
        • 维持细胞膜内外钾和钠的浓度差是细胞生物电活动的前提条件
        • 建立钠的跨膜浓度梯度为继发性主动转运提供势能储备
        • 钠泵活动是生电性的，钠泵活动增强可使细胞膜内电位的负值增大
      • 钠_钾泵
        • 细胞膜上普遍存在离子泵是钠钾泵简称为钠泵也称为钠钾依赖式ATP酶
      • 转运特点
        • 细胞内钠浓度升高或细胞外钾浓度升高
    • 继发性主动转运
      • 概念
        • 某些物质在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时所需的能量不是直接由ATP分解供给而是利用原发性主动转运所形成的离子浓度梯度进行的物质逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运方式这种间接利用ATP能量的主动转运继发性主动转运也称为联合转运
      • 种类
        • 同向转运
          • 指联合转运的物质与na转运方向相同
            • 葡萄糖，氨基酸在小肠粘膜上，皮细胞的吸收
            • 葡萄糖，氨基酸在肾小管上皮细胞的吸收
        • 反向转运
          • 指联合转运的物质与na转运方向相反
            • 心肌细胞上的钠钙离子交换
            • 肾小管的钠钾交换和钠氢交换
    • 膜泡运输
      • • 大分子和颗粒物质不能直接穿过细胞膜而是由包膜围城囊泡通过包膜裹，膜融合和膜离断等一系列过程完成的转运称为膜泡转运
        • 特点
          • 是一个主动的过程需要消耗能量
          • 需要多种蛋白质的参与
        • 分类
          • 入包
            • 是指细胞外大分子物质或物质团块，如细菌死亡细胞和细胞碎片等被细胞包裹后，以囊泡的形式进入细胞的过程
              • 吞噬
              • 吞饮
          • 出包
            • 是指细胞内大分子物质或物质团块，以分泌囊泡的形式排出细胞的过程
• 细胞的生物电现象
  • 静息电位
    • 静息电位RP是指安静情况下，细胞膜两侧存在的内负外正相对稳定的电位差，差值与大即静息电位越大
    • 静息电位分五期
      • 极化 指在静息电位存在时细胞膜外正内负的稳定状态
      • 去极化 指静息电位的减小及膜内电位负值又称绝对值减小
      • 超级化 指静息电位的增大及膜内电位负值增大
      • 反极化 指膜内电位变为正值膜两侧极性倒转的状态，此时膜内电位高于零电位的部分称为超射
      • 复极化 指细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程
    • 静息电位产生的机制
      • 主要是由钾外流形成的电化学平衡电位
      • 钠钾泵
        • 每次活动时将三个na转运到细胞外纸，将两个钾转运到细胞内，造成细胞内负电位
    • 影响静息电位的因素
      • 细胞外钾浓度
        • 钾浓度升高时，可使细胞内外钾浓度差减小，钾外流减少，静息电位减小，反之细胞外钾浓度降低时，静息电位增大
      • 细胞膜对钠的通透性
        • 钠通透性减小静息电位增大
      • 钠钾泵活动
        • 钠钾泵活动受到抑制，如细胞缺氧缺血导致代谢障碍或使用钠钾泵的抑制剂哇巴音时，其生电作用下降也会导致静息电位减小
  • 动作电位
    • • 动作电位ap 是指细胞在静息电位基础上接受有效刺激后产生的一个迅速向远处传播的膜电位波动，动作电位是细胞产生兴奋的标志
      • 组成
        • 锋电位
          • 有快速去极化的升支和快速复极化的降支组成
        • 后电位
          • 是峰电位之后膜电位的低幅缓慢波动，包括两个成分
            • 去极化电位
              • 膜电位仍小于静息电位，也称为负后电位
            • 后极化电位
              • 膜电位大于静息电位，也称为正后电位
      • 动作电位的特点
        • • 全或无现象
          • 不衰减式传导
          • 脉冲式发放
            • 此期给任何强大的刺激细胞都不会再发生动作电位
              • 原因动作电位不发生融合，是因为锋电位处于绝对不应期细胞兴奋性降至为零
      • 产生机制
        • 上升支 去极化的产生机制 ……钠内流
          • 属于经通道的易化扩散，不需要细胞代谢供能
        • 下降支 复极化的产生机制...钾外流
      • 影响因素
        • • 改变电压门控钠钾通道本身的特性可影响动作电位
        • • 改变细胞膜两侧两种离子的浓度差和膜两侧的电位差也可影响动作电位
      • 动作电位的产生条件
        • 域电位Tp
          • 是指能触发动作电位的临界膜电位是细胞产生动作电位的必要条件
        • 域刺激
          • 能够触发组织或细胞产生动作电位的最小刺激强度
            • 域上刺激 能使细胞产生动作电位的最小刺激强度
            • 域下刺激
              • 小于域强度的刺激
        • 局部电位
          • 由单个阈下刺激引起的幅度达不到阈电位水平，电位波动较小，只限于膜局部的去巨化，而不能向远距离传播的电位波动，称为局部电位
          • 特点
            • 幅度呈等级性
            • 衰减式传导
            • 反应可以总和
        • 组织兴奋性的周期变化
          • 绝对不应期
            • 在组织兴奋后，最初的一段时间，无论是加多强的刺激，也不能再次兴奋 相当于动作电位的锋电位
          • 相对不应期
            • 在绝对不应期之后组织的兴奋性逐渐恢复，但其兴奋性容低于正常，需受到阈上刺激后才能够引起兴奋 相当于动作电位中的附后电位前半段
          • 超长期
            • 相对不应期之后组织出现兴奋性轻度增高，受到域下刺激也能引起新的兴奋 相当于动作电位中富后电位的后半段
          • 低常期
            • 超长期之后组织又出现兴奋性轻度减低，需给予一上刺激，才能引起新的兴奋，此期为低长期 相当于动作电位的正后电位
        • 动作电位的传导与局部电流
          • 动作电位的传导
            • 动作电位在同一细胞上的传播称为 传导
            • 动 动作电位在两个细胞之间进行的传播，则称为传递
            • 在神经纤维上的传导的动作电位称为神经冲动
          • 动作电位传导的原理
            • 局部电流
              • 无髓鞘神经纤维动作电位的传导
            • 跳跃式传导
              • 有髓鞘神经纤维动作电位的传导
              • 动作电位从一个朗飞结传给相邻的郎飞结的传导方式称为跳跃式传导
              • 其特点 耗能少，传导速度快
• 骨骼肌的收缩功能
  • 骨骼肌神经-接头处的兴奋传递
    • • 接头前膜
        • 突出末梢中含有许多囊泡，称为突出小泡，内含有乙酰胆碱
      • 接头后膜
        • 与乙酰胆碱特异结合的烟碱型乙酰胆碱n2受体，它的本质是一种化学门控通道
        • 乙酰胆碱酯酶可将乙酰胆碱分解为胆碱和乙酸灭活乙酰胆碱
      • 接头间隙
  • 骨骼肌神经-肌头接头兴奋的传递过程
    • 神经递质乙酰胆碱从接头前膜的释放属于出胞过程，是由钙离子内流触发的，钙离子是兴奋-收缩偶联的重要因子
  • 骨骼肌神经-肌接头处兴奋传递的特点
    • 特点
      • 单向传递
      • 时间延搁
      • 易受环境因素变化的影响
  • 骨骼肌细胞的结构特征
    • 肌原纤维
    • 肌节
  • 肌丝的分子组成
    • 粗肌丝
      • 由肌钙蛋白分子凝合而成
      • 与肌动蛋白可逆性结合 铅垃圾丝向m线方向滑行
    • 细肌丝
      • 有肌动蛋白，原肌球蛋白，肌钙蛋白组成
      • 直接参与细胞收缩的蛋白质 故称为收缩蛋白
        • 肌球蛋白
        • 肌动蛋白
      • 对收缩过程起调控作用 故称为调节蛋白
        • 原肌球蛋白
        • 肌钙蛋白
  • 肌管系统
    • 横管(T管)
      • 走行方向与肌原纤维相垂直的膜性管道
    • 纵管(肌浆网，L管)
      • 是走行方向与肌原纤维相平行的管道，它包绕在其源纤维周围
        • 一个横管与两侧的终池形成三联管
          • 三联管是实现骨骼肌兴奋-收缩耦联的重要结构基础
      • 纵管在靠近横管附近形成的膨大叫做，终池
  • 骨骼肌的收缩机制-肌丝滑行
    • 肌细胞的收缩机制
      • 粗肌丝与细肌丝之间的相互运动，称为肌丝滑行
    • 肌丝滑行的基本过程
      • 不断消耗ATP用于横桥的摆动
      • 舒张也要消耗ATP用于钙泵活动，姜姬，姜中的钙离子泵回肌浆网内
      • 属于主动转运
  • 兴奋收缩偶联 是指将骨骼肌细胞的性电性奋和机械收缩联系起来的中介过程，称为兴奋收缩联
    • 偶连因子是钙离子
    • 结构基础
      • 在骨骼肌是三联管结构
      • 在心肌为二联管结构
  • 骨骼肌收缩效能及其影响因素
    • 收缩效能
      • 等长收缩
        • 指肌肉收缩时长度不变，而张力增加的收缩
      • 等张收缩
        • 指肌肉收缩时张力不变而长度缩短的收缩
    • 影响因素
      • 前负荷
        • 是指肌肉收缩前所承受的负荷
        • 作用
          • 决定肌肉收缩前的长度及肌肉的初长度，进而影响肌肉的收缩能力
        • 最适初长度与最适前负荷
          • 能产生最大肌张力的肌肉初长度称为最适初长度
          • 能产生最大肌张力的前负荷，称为最适前负荷
      • 后负荷
        • 后负荷是指肌肉在收缩过程中所承受的负荷
        • 作用
          • 后负荷是肌肉收缩的阻力，或做工对象，她影响肌肉收缩产生的张力和速度，决定肌肉收缩的形式
          • 后负荷加大引起肌张力增加，使肌肉缩短速度减慢
      • 肌肉收缩能力
        • 肌肉收缩能力是指与前负荷和后负荷无关的决定，肌肉收缩效能的肌肉本身的内在特性
        • 决定因素
          • 肌肉收缩能力主要是由兴奋收缩耦联期间的积浆中钙离子浓度变化和横桥ATP酶活性来决定
      • 收缩的总和
        • 运动单位总和
          • 是由一个阿尔法运动神经元及其所支配的全部肌纤维组成的功能单位
        • 频率效应总和
          • 只提高骨骼肌收缩频率而产生的叠加效应
          • 单收缩
            • 当动作电位频率很低时，每次动作电位之后出现一次完整的收缩和舒张过程，这种收缩形式称为单收缩
          • 强直收缩
            • 有连续刺激引起肌肉产生强而持续的收缩，称为强直收缩
          • 不完全强制收缩
            • 指连续刺激频率较低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
          • 完全强制收缩
            • 只连续刺激频率较高，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