第二章 细胞的基本功能

人卫生理学第二章 细胞的基本功能知识框架

细胞的基本功能

• 第一节 细胞膜的物质转运功能
  • 一、细胞膜的化学组成及其分子排列形式
    • 1，细胞膜的脂质
    • 2，细胞膜的蛋白
    • 3，细胞膜的糖类
  • 二、细胞膜的物质转运
    • （一）单纯扩散
      • 指脂脂溶性（非极性）或少数不带电荷的极性小分子通过脂质双分子层由高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程（O2，CO2，N2，类固醇激素，乙醇，尿素，甘油，水）
    • （二）易化扩散
      • 经通道的易化扩散（非脂溶性小分子物质，带电离子，水）
        • 两个重要的基本特征：离子选择性，门控特性
      • 经载体的易化扩散（葡萄糖，氨基酸）
        • 结构特异性
        • 饱和现象
          • 扩散速度达Vmax一半时的底物浓度，称为米氏常数Km
        • 竞争性抑制
    • （三）主动转运
      • 1，原发性主动转运（带电离子）
        • 细胞直接利用代谢产生的能量物质（通常是带电离子）逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程，称为原发性主动运输，是人体最重要的物质转运形式
        • （1）钠钾泵（每分解一分子ATP可逆浓度差将三个钠离子移出胞外，将两个钾离子移入胞内）
          • 1，钠泵活动造成的细胞内高钾离子为胞质内许多代谢反应所必需
          • 2，维持细胞内渗透压和细胞容积
          • 3，是细胞发生电活动的基础
          • 4，钠泵活动的生电效应，使膜内电位的负值增大，直接参与了静息电位的形成
          • 5，为继发性主动转运提供势能储备
        • 2，钙泵
          • 质膜上的钙泵称为质膜钙ATP酶（PMCA）
            • 每分解一分子ATP，可将其结合的一个钙离子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）
            • 每分解一分子ATP可将两个钙离子由胞质内转运至内质网中
        • 3，质子泵
          • 氢钾泵（分布于胃腺壁细胞和肾脏集合管闰细胞顶端顶端膜上，分泌氢离子和摄入钾离子）
          • 氢泵（分布于各种细胞器膜中，不依赖钾离子，可将氢离子由胞质内转运至溶酶体，内涵体，高尔基复合体，内质网，突触囊泡等细胞器内以维持胞质的中性和细胞器内的酸性）
      • 2，继发性主动转运
        • 许多物质，在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时，所需的能量并不直接来自ATP的分解，而是来自钠离子在膜两侧的浓度势能差，后者是钠泵利用分解ATP释放的能量建立的。这种间接利用ATP能量的主动转运过程，称为继发性主动转运。
        • 同向转运（葡萄糖在小肠黏膜上皮的吸收及在近端肾小管上皮的重吸收，氨基酸在小肠的吸收等）
        • 反向转运
    • （四）膜泡运输（也称批量运输，消耗能量）
      • 出胞
        • 持续性出胞
        • 调节性出胞
      • 入胞
        • 吞噬（细菌，死亡细胞或组织碎片等）
        • 吞饮（蛋白质等大分子物质）
• 第二节 细胞的信号转导
  • 一、信号转导概述
    • 重要概念：信号分子，信使分子，信号转导通路，受体，胞质受体，核受体，配体
  • 二、离子通道型受体介导的信号转导
  • 三、G蛋白耦连受体介导的信号转导
    • （一）主要的信号蛋白和第二信使
      • G蛋白耦连受体
      • G蛋白
        • 分为Gs， Gi， Gq和G12家族四大类型
      • G蛋白效应器
        • G蛋白直接作用的靶标
      • 第二信使
        • 激素，递质，细胞因子等信号分子作用于细胞膜产生的细胞内信号分子。较重要的有第二信使有camp IP3 DG cGMP Ca2+ AA
      • 蛋白激酶
        • 是一类将ATP分子上的磷酸基团转移到底物蛋白而产生蛋白磷酸化的酶类（PKA，PKC）
    • 2，常见的信号转导通路
      • 受体—G蛋白—AC—cAMP—PKA通路
      • 受体—G蛋白—PLC—IP3—Ca2+和DG一PKC通路
      • Ca2+信号系统
  • 四、酶连型受体介导的信号转导
  • 五、招募型受体介导的信号转导
  • 核受体介导的信号转导
• 第三节 细胞电活动
  • 一、静息电位
    • （一）静息电位的测定和概念
      • 静息电位
      • 极化
      • 超极化
      • 去极化
      • 反极化
      • 复极化
    • （二）静息电位的产生机制
      • 1，细胞膜两侧离子的浓度差与平衡电位
      • 2，静息时细胞膜对离子的相对通透性
      • 3，钠泵的生电作用
  • 二、动作电位
    • （一）动作电位的概念及特点
    • （二）动作电位的产生机制
      • 电化学驱动力及其变化
      • 动作电位期间细胞膜通透性的变化
    • （三）动作电位的触发
      • 阈刺激
        • 阈上刺激
        • 阈强度（阈值）
        • 阈下刺激
      • 阈电位
        • 影响阈电位水平的主要因素：电压门控钠通道在细胞膜中的分布密度，功能状态以及细胞外的钙离子浓度
    • （四）动作电位的传播
      • 动作电位在同一细胞上的传播
      • 动作电位在细胞间的传播
    • （五）兴奋性及其变化
      • 兴奋性
      • 细胞心奋后兴奋性的变化
        • 绝对不应期
        • 相对不应期
        • 超常期
        • 低常期
  • 三、电紧张电位和局部电位
    • （一）细胞膜和胞质的被动电学特性
      • 膜电容，膜电阻，轴向电阻
    • （二）电紧张电位
    • （三）局部电位
• 第四节 肌细胞的收缩
  • 一、横纹肌
    • （一）骨骼肌神经—肌接头处的兴奋传递
      • 1， 骨骼肌神经—肌接头的结构特征
        • 接头前膜，接头后膜（终板膜），接头间隙
      • 2，骨骼肌神经—肌接头的兴奋传递过程
        • N2型ACH受体阳离子通道（属于促离子型受体）
    • （二）横纹肌细胞的结构特征
      • 1，肌原纤维和肌节
      • 2，肌管系统
        • 横管（T管），纵管（L管），肌质网（SR），纵行肌质网（LSR），连接肌质网（JSR，也称终池）
    • （三）横纹肌细胞的收缩机制
      • 肌丝滑行理论
    • （四）横纹肌细胞的兴奋—收缩耦连
      • 1，横纹肌细胞的电兴奋过程
      • 2，兴奋—收缩耦连的基本步骤
    • （五）影响横纹肌收缩效能的因素
      • 前负荷
        • 指肌肉在收缩前所承受的负荷
      • 后负荷
        • 指肌肉在收缩后所承受的负荷
      • 肌肉收缩能力
      • 收缩的总和
        • 单收缩
        • 强直收缩
          • 不完全强直收缩
          • 完全强直收缩
  • 二、平滑肌
    • （一）平滑肌的分类
      • 单个单位平滑肌（内脏平滑肌）
      • 多单位平滑肌
    • （二）平滑肌细胞的结构特点
    • （三）平滑肌细胞的生物电现象
    • （四）平滑肌的收缩机制
    • （五）平滑肌活动的神经调节