中西医结合生理学第二章（细胞的基本功能）

这是一篇关于中西医结合生理学第二章（细胞的基本功能）的思维导图，主要内容有细胞膜结构特征和转运功能、细胞生物电现象、骨骼肌的收缩。

细胞的基本功能

• 细胞膜结构特征和转运功能
  • 结构特征（流动镶嵌模型）
    • 细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成。
    • 脂质双分子层
      • 镶嵌蛋白形式：内侧面、外侧面，贯穿脂质双层
      • 磷脂70％
      • 胆固醇＜30％
      • 少量糖脂（其余）
    • 膜蛋白质
      • 表面蛋白20％～30％
        • 与膜结合松散
      • 整合蛋白70％～80％
        • 又称内在蛋白，是跨膜蛋白，与膜结合紧密，与物质跨膜运输有关的功能蛋白
    • 细胞膜糖类2％～10％
      • 意义：作为细胞的特异性标志物，与免疫识别等功能密切相关。
  • 物质转运功能
    • 标注
    • 水溶性物一般能自由通过细胞膜
    • 被动转运
      • 最终平衡点是膜两侧浓度差和电位差为0
      • 顺浓度差或电位差，不需要消耗能量通过细胞膜进出细胞膜的过程
      • 单纯扩散
        • 膜通道的激活对单纯扩散速度无影响
        • 细胞膜高浓度一侧向低浓度一侧移动（物理扩散）
        • 脂溶性高、分子量小的物质容易穿过脂质双分子层（如CO2、O2、NO、尿素）
      • 易化扩散
        • 不溶或脂溶性小的物质、在细胞膜特殊蛋白质帮助也能转运
          • 载体介导
            • 
            • 结构特异性高
            • 饱和现象
            • 竞争性抑制
            • 有浓度依赖性
          • 通道介导(受刺激通道开启，具有选择性)
            • 标注
            • 具有“门控”特性
              • 电压门控通道（跨膜电位差）
                • Na+、K+、Ca+通道
                • 去极化到一定程度打开，又称电压依从性通道
              • 化学门控通道（膜两侧某种化学物质）
                • 受膜环境中某些化学性质的影响而开放
                  • 如乙酰胆碱与受体结合时，通道开放，Na＋K＋同时扩散转运。
                • 配体是能够与受体特异性结合的物质，一般来说配体来自细胞外液
              • 机械门控通道（牵张、压力等机械刺激）
                • 感受细胞膜表面的应力变化（摩擦力、压力、牵张力、重力、剪力等）将细胞机器刺激转变为电化学信号 如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞、血管壁上的内皮细胞及心肌细胞等通道。
            • 高度选择性
              • 如依据离子的选择性将通道分为钠通道、钾通道、钙通道、氯通道、非选择性阳离子通道等离子通道
    • 主动转运
      • 浓度高一侧更高，低的一侧更低
      • 逆浓度差或电位差，消耗能量通过细胞膜进出细胞的过程
      • 原发性主动转运（细胞直接利用分解ATP产生的能量）
        • 标注
        • 典型：Na+泵（Na+-K+依赖式ATP酶）3Na泵出膜外同时2K泵入膜内
          • 生理意义
            • 维持细胞内外Na/K离子浓度梯度
            • 维持细胞渗透压和细胞容积相对稳定
            • 贮备势能，为继发性主动转运提供能量
      • （间接） 继发性主动转运 细胞的能量由钠泵利用分解ATP释放的能量建立的
        • 典型：Na+-葡萄糖同向转运体与钠泵耦联，钠泵将钠不断泵出，然后钠带着葡萄糖、氨基酸进入细胞内
          • 标注
      • 囊泡运转
        • 标注
        • 入胞（内吞）
          • 吞饮（液）
            • 发生于体内几乎所有细胞
              • 液相入胞（细胞本身固有的活动）
              • 受体介导入胞（通过被转运物质与膜受体特异性结合）
          • 吞噬（固）
            • 单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞
          • 摄取大分子物质，物质团块，消灭异物
        • 出胞（胞吐） 分泌囊泡
          • 囊泡所含的大分子物质不间断地排出细胞
          • 合成的物质先储存在胞内，受化学信号或电信号诱导
          • 如运动神经纤维末梢释放ACh
          • 细胞分泌，递质释放，细胞内大分子物质或团块物质外排
• 细胞生物电现象
  • 膜电位
    • 细胞膜两侧存在一定的电位差
    • 静息电位RP（外正内负）
      • 细胞在静息状态下存在于细胞膜两侧的电位差
      • 基本概念
        • 极化：细胞膜电位内负外正的状态
        • 超极化：膜电位增大
        • 去极化：膜电位减少
        • 反极化：去极化到零电位后膜电位变为正值（内正外负）
        • 复极化：细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程
      • 产生机制（主要是K＋离子外流产生的）
        • 细胞内高钾，细胞外高钠
        • 细胞膜主要对钾离子有通透性
        • 一旦电场驱动力和与浓度梯度驱动力达到平衡，此时形成电-化学平衡，电位为钾的平衡电位，即静息电位
          • 静息电位接近K＋的平衡电位
      • K＋的平衡电位
        • 浓度差和电位差使K＋移动的效应达到平衡时， K＋外流导致的电位差稳定于某一数值
        • 细胞静息状态下K＋离子通透性最大
        • 影响因素
          • 钾的浓度大小
            • 标注
          • 钾的通透性
          • 钠泵
            • 生理作用：逆浓度差将细胞内Na＋移出膜外； 使细胞超级化；建立离子势能储蓄； 是神经等组织具有兴奋性的基础 细胞用于钠泵运转的能量约占代谢获能量的66％
    • 动作电位AP（内正外负）
      • 在静息电位的基础上，细胞受到刺激， 细胞膜的电位发生的一次短暂的、 迅速的、可向远端传播的电位波动
      • 神经细胞动作电位的幅度接近于静息电位绝对值与超射值之和
      • 基本概念
        • 峰电位
          • 动作电位的上升支和下降支形成的尖峰样波形 产生动作电位的标志
          • 上升支：膜电位去极化和反极化的两个过程
            • 标注
            • N＋内流产生
          • 下降支：膜电位复极化的过程
            • K＋外流产生
            • 后电位
              • 下降支恢复到静息电位之前的一小段微小缓慢的波动
              • 负后电位：快速复极化之后膜电位在接近静息电位之前的缓慢复极化
              • 正后电位：膜电位水平大于静息电位水平的电位变化
      • 特点
        • 全或无：
          • 给可兴奋细胞的刺激太小，不能引起动作电位； 刺激超过阀值能引起一个动作电位，其幅度不会因为刺激强度增加而增加
        • 可扩布性
          • 动作电位产生后，受刺激部位迅速向四周扩布，直至整个细胞膜都依次产生动作电位
        • 不衰减性扩布
          • 动作电位在扩布过程中其幅度不因传导距离增加而减少的特性
      • 产生原理（主要由N＋大量内流产生）
        • N＋的平衡电位
          • N＋内流的动力和阻力达到平衡时，N＋的净通量为零，电位差达到的平衡点
        • N＋的状态
          • 备用
          • 激活
          • 失活
        • 机制
          • 在静息状态下细胞膜外的钠离子，会向膜内扩散，钠离子大量内流， 可以导致膜内负电位因为正电荷的增加逐渐消失， 使膜内电位由正电位向负电位发展，以后逐渐恢复到静息电位水平。
    • 局部电位及动作电位的引起
      • 形成
        • 刺激强度未达到阀值（阀下刺激）， 刺激刺激停止后，膜电位负极到静息电位水平
          • 电紧张电位：细胞膜受到较弱刺激只产生小的去极化
      • 特点
        • ①以电紧张的形式扩布，其电位幅度随传播距离的增加而减少，因此不能进行远距离传播
        • ②在一定范围内，局部电位的幅度可随刺激增加而增加，不具有全或无的特性
        • ③局部电位没有不应期，可产生时间总和和空间总和，局部电位使静息电位减少达到阀电位时，产生动作电位
      • 阀电位
        • 指造成膜对N＋通透性，突然增大的临界膜电位
      • 动作电位的传导
        • 概念：动作电位在细胞膜某一点产生，就会沿着细胞膜向周围进行不衰减的传播，直到传遍整个细胞膜的过程
        • 神经冲动：在神经纤维上传导的动作电位
        • 跳跃式传导：有髓鞘神经纤维的传导速度比无髓鞘神经纤维快的多
    • 细胞兴奋和兴奋性
      • 刺激与兴奋
        • 刺激量参数：①一定的刺激强度②一定的刺激持续时间③一定的强度时间变化率
        • 基强度：在刺激作用时间足够长的条件下，能够引起兴奋的最小刺激强度
        • 阀刺激：在参数不变的情况下，能够引起细胞兴奋所需的最小刺激阀强度（阀值）
        • 阀强度：刺激细胞的强度
          • 判断组织兴奋性高低常用的简便指标
      • 细胞兴奋后兴奋性变化
        • 绝对不应期：兴奋性降低到零
          • 神经纤维中相邻两锋电位时间间隔大于绝对不应期
        • 相对不应期：在绝对不应期后，细胞的兴奋性逐渐恢复（刺激强度必须大于原来的阀强度）
        • 超常期：即在相对不应期后，有的细胞还会出现兴奋性的波动，轻度高于正常水平
        • 低常期：轻度低于正常水平
        • 神经细胞受一次阀上刺激后兴奋性周期变化↓
• 骨骼肌的收缩
  • 有机磷农药中毒时骨骼肌痉挛是由于胆碱酯酶活性降低
  • 骨骼肌收缩原理：
    • 骨骼肌属于随意肌，接受躯体运动神经的支配， 在中枢神经控制下，当神经冲动沿运动神经纤维传到末梢时（引起Ca2＋通道开放）， 经过神经-肌肉接头传递给肌细胞，引起肌细胞兴奋， 进而通过兴奋-收缩耦联触发肌细胞的收缩。
      • 神经-肌肉接头处的化学递质是 ACh 传递阻断剂是 美洲箭毒 阻断兴奋传递的是简箭毒碱 特点；时间延搁，一对一，易受环境因素影响
  • 细微结构
    • 骨骼肌最基本的结构和功能单位是肌细胞（肌纤维） 骨骼肌收缩和舒张的基本功能单位是肌小节 安静时阻碍肌纤蛋白与横桥结合的是原肌凝蛋白
    • 肌原纤维
      • 肌丝滑行中起关键作用的离子是Ca2＋
      • 细肌丝
        • 肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白组成，肌动蛋白构成骨架和主体
      • 粗肌丝
        • 肌球蛋白组成，肌球蛋白杆状部平行排列成束形成主干，球状部有规则突出在主干表面形成横桥
    • 肌管系统
      • 横管：由肌细胞膜内凹而成（有将兴奋传向肌细胞深部的功能）
      • 纵管
        • 纵行肌质网：包绕在肌原纤维周围的肌质网
        • 连接肌质网：肌质网靠近横管时，末端变的膨大或程扁平状
  • 骨骼肌兴奋-收缩耦联
    • 必要步骤：纵管终末池对Ca2＋通透性升高
    • ①电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处
    • ②三联管结构处信息的传递
      • 三联管结构指每个横管及两侧的终末池
    • ③肌浆网（纵管系统）对钙离子的释放与再聚集
  • 骨骼肌收缩形式
    • 单收缩
      • 收缩期、舒张期（收缩过程）
        • 等长收缩
          • 长度不变，张力发生变化
        • 等张收缩
          • 肌张力最大的收缩
          • 张力不变，长度发生变化
      • 肌肉收缩一遍为两种的混合收缩，长度可以完成运动，张力可以负荷重量
    • 强直收缩
      • 完全
        • 连续刺激，后一次落在前一次的收缩期（即只有收缩期）
      • 不完全
        • 连续刺激，后一次落在上一次的舒张期（即有收缩期和舒张期）
  • 影响骨骼肌收缩的因素
    • 负荷
      • 前负荷
        • 决定肌肉长度
        • 肌肉在收缩前所承受的负荷
      • 后负荷
        • 适度后负荷作功最佳
        • 肌肉开始收缩后所遇到的负荷
    • 收缩能力：指与前后负荷无关的肌肉内在的收缩特性

细胞的基本功能

• 细胞膜结构特征和转运功能
  • 结构特征（流动镶嵌模型）
    • 细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成。
    • 脂质双分子层
      • 镶嵌蛋白形式：内侧面、外侧面，贯穿脂质双层
      • 磷脂70％
      • 胆固醇＜30％
      • 少量糖脂（其余）
    • 膜蛋白质
      • 表面蛋白20％～30％
        • 与膜结合松散
      • 整合蛋白70％～80％
        • 又称内在蛋白，是跨膜蛋白，与膜结合紧密，与物质跨膜运输有关的功能蛋白
    • 细胞膜糖类2％～10％
      • 意义：作为细胞的特异性标志物，与免疫识别等功能密切相关。
  • 物质转运功能
    • 标注
    • 水溶性物一般能自由通过细胞膜
    • 被动转运
      • 最终平衡点是膜两侧浓度差和电位差为0
      • 顺浓度差或电位差，不需要消耗能量通过细胞膜进出细胞膜的过程
      • 单纯扩散
        • 膜通道的激活对单纯扩散速度无影响
        • 细胞膜高浓度一侧向低浓度一侧移动（物理扩散）
        • 脂溶性高、分子量小的物质容易穿过脂质双分子层（如CO2、O2、NO、尿素）
      • 易化扩散
        • 不溶或脂溶性小的物质、在细胞膜特殊蛋白质帮助也能转运
          • 载体介导
            • 
            • 结构特异性高
            • 饱和现象
            • 竞争性抑制
            • 有浓度依赖性
          • 通道介导(受刺激通道开启，具有选择性)
            • 标注
            • 具有“门控”特性
              • 电压门控通道（跨膜电位差）
                • Na+、K+、Ca+通道
                • 去极化到一定程度打开，又称电压依从性通道
              • 化学门控通道（膜两侧某种化学物质）
                • 受膜环境中某些化学性质的影响而开放
                  • 如乙酰胆碱与受体结合时，通道开放，Na＋K＋同时扩散转运。
                • 配体是能够与受体特异性结合的物质，一般来说配体来自细胞外液
              • 机械门控通道（牵张、压力等机械刺激）
                • 感受细胞膜表面的应力变化（摩擦力、压力、牵张力、重力、剪力等）将细胞机器刺激转变为电化学信号 如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞、血管壁上的内皮细胞及心肌细胞等通道。
            • 高度选择性
              • 如依据离子的选择性将通道分为钠通道、钾通道、钙通道、氯通道、非选择性阳离子通道等离子通道
    • 主动转运
      • 浓度高一侧更高，低的一侧更低
      • 逆浓度差或电位差，消耗能量通过细胞膜进出细胞的过程
      • 原发性主动转运（细胞直接利用分解ATP产生的能量）
        • 标注
        • 典型：Na+泵（Na+-K+依赖式ATP酶）3Na泵出膜外同时2K泵入膜内
          • 生理意义
            • 维持细胞内外Na/K离子浓度梯度
            • 维持细胞渗透压和细胞容积相对稳定
            • 贮备势能，为继发性主动转运提供能量
      • （间接） 继发性主动转运 细胞的能量由钠泵利用分解ATP释放的能量建立的
        • 典型：Na+-葡萄糖同向转运体与钠泵耦联，钠泵将钠不断泵出，然后钠带着葡萄糖、氨基酸进入细胞内
          • 标注
      • 囊泡运转
        • 标注
        • 入胞（内吞）
          • 吞饮（液）
            • 发生于体内几乎所有细胞
              • 液相入胞（细胞本身固有的活动）
              • 受体介导入胞（通过被转运物质与膜受体特异性结合）
          • 吞噬（固）
            • 单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞
          • 摄取大分子物质，物质团块，消灭异物
        • 出胞（胞吐） 分泌囊泡
          • 囊泡所含的大分子物质不间断地排出细胞
          • 合成的物质先储存在胞内，受化学信号或电信号诱导
          • 如运动神经纤维末梢释放ACh
          • 细胞分泌，递质释放，细胞内大分子物质或团块物质外排
• 细胞生物电现象
  • 膜电位
    • 细胞膜两侧存在一定的电位差
    • 静息电位RP（外正内负）
      • 细胞在静息状态下存在于细胞膜两侧的电位差
      • 基本概念
        • 极化：细胞膜电位内负外正的状态
        • 超极化：膜电位增大
        • 去极化：膜电位减少
        • 反极化：去极化到零电位后膜电位变为正值（内正外负）
        • 复极化：细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程
      • 产生机制（主要是K＋离子外流产生的）
        • 细胞内高钾，细胞外高钠
        • 细胞膜主要对钾离子有通透性
        • 一旦电场驱动力和与浓度梯度驱动力达到平衡，此时形成电-化学平衡，电位为钾的平衡电位，即静息电位
          • 静息电位接近K＋的平衡电位
      • K＋的平衡电位
        • 浓度差和电位差使K＋移动的效应达到平衡时， K＋外流导致的电位差稳定于某一数值
        • 细胞静息状态下K＋离子通透性最大
        • 影响因素
          • 钾的浓度大小
            • 标注
          • 钾的通透性
          • 钠泵
            • 生理作用：逆浓度差将细胞内Na＋移出膜外； 使细胞超级化；建立离子势能储蓄； 是神经等组织具有兴奋性的基础 细胞用于钠泵运转的能量约占代谢获能量的66％
    • 动作电位AP（内正外负）
      • 在静息电位的基础上，细胞受到刺激， 细胞膜的电位发生的一次短暂的、 迅速的、可向远端传播的电位波动
      • 神经细胞动作电位的幅度接近于静息电位绝对值与超射值之和
      • 基本概念
        • 峰电位
          • 动作电位的上升支和下降支形成的尖峰样波形 产生动作电位的标志
          • 上升支：膜电位去极化和反极化的两个过程
            • 标注
            • N＋内流产生
          • 下降支：膜电位复极化的过程
            • K＋外流产生
            • 后电位
              • 下降支恢复到静息电位之前的一小段微小缓慢的波动
              • 负后电位：快速复极化之后膜电位在接近静息电位之前的缓慢复极化
              • 正后电位：膜电位水平大于静息电位水平的电位变化
      • 特点
        • 全或无：
          • 给可兴奋细胞的刺激太小，不能引起动作电位； 刺激超过阀值能引起一个动作电位，其幅度不会因为刺激强度增加而增加
        • 可扩布性
          • 动作电位产生后，受刺激部位迅速向四周扩布，直至整个细胞膜都依次产生动作电位
        • 不衰减性扩布
          • 动作电位在扩布过程中其幅度不因传导距离增加而减少的特性
      • 产生原理（主要由N＋大量内流产生）
        • N＋的平衡电位
          • N＋内流的动力和阻力达到平衡时，N＋的净通量为零，电位差达到的平衡点
        • N＋的状态
          • 备用
          • 激活
          • 失活
        • 机制
          • 在静息状态下细胞膜外的钠离子，会向膜内扩散，钠离子大量内流， 可以导致膜内负电位因为正电荷的增加逐渐消失， 使膜内电位由正电位向负电位发展，以后逐渐恢复到静息电位水平。
    • 局部电位及动作电位的引起
      • 形成
        • 刺激强度未达到阀值（阀下刺激）， 刺激刺激停止后，膜电位负极到静息电位水平
          • 电紧张电位：细胞膜受到较弱刺激只产生小的去极化
      • 特点
        • ①以电紧张的形式扩布，其电位幅度随传播距离的增加而减少，因此不能进行远距离传播
        • ②在一定范围内，局部电位的幅度可随刺激增加而增加，不具有全或无的特性
        • ③局部电位没有不应期，可产生时间总和和空间总和，局部电位使静息电位减少达到阀电位时，产生动作电位
      • 阀电位
        • 指造成膜对N＋通透性，突然增大的临界膜电位
      • 动作电位的传导
        • 概念：动作电位在细胞膜某一点产生，就会沿着细胞膜向周围进行不衰减的传播，直到传遍整个细胞膜的过程
        • 神经冲动：在神经纤维上传导的动作电位
        • 跳跃式传导：有髓鞘神经纤维的传导速度比无髓鞘神经纤维快的多
    • 细胞兴奋和兴奋性
      • 刺激与兴奋
        • 刺激量参数：①一定的刺激强度②一定的刺激持续时间③一定的强度时间变化率
        • 基强度：在刺激作用时间足够长的条件下，能够引起兴奋的最小刺激强度
        • 阀刺激：在参数不变的情况下，能够引起细胞兴奋所需的最小刺激阀强度（阀值）
        • 阀强度：刺激细胞的强度
          • 判断组织兴奋性高低常用的简便指标
      • 细胞兴奋后兴奋性变化
        • 绝对不应期：兴奋性降低到零
          • 神经纤维中相邻两锋电位时间间隔大于绝对不应期
        • 相对不应期：在绝对不应期后，细胞的兴奋性逐渐恢复（刺激强度必须大于原来的阀强度）
        • 超常期：即在相对不应期后，有的细胞还会出现兴奋性的波动，轻度高于正常水平
        • 低常期：轻度低于正常水平
        • 神经细胞受一次阀上刺激后兴奋性周期变化↓
• 骨骼肌的收缩
  • 有机磷农药中毒时骨骼肌痉挛是由于胆碱酯酶活性降低
  • 骨骼肌收缩原理：
    • 骨骼肌属于随意肌，接受躯体运动神经的支配， 在中枢神经控制下，当神经冲动沿运动神经纤维传到末梢时（引起Ca2＋通道开放）， 经过神经-肌肉接头传递给肌细胞，引起肌细胞兴奋， 进而通过兴奋-收缩耦联触发肌细胞的收缩。
      • 神经-肌肉接头处的化学递质是 ACh 传递阻断剂是 美洲箭毒 阻断兴奋传递的是简箭毒碱 特点；时间延搁，一对一，易受环境因素影响
  • 细微结构
    • 骨骼肌最基本的结构和功能单位是肌细胞（肌纤维） 骨骼肌收缩和舒张的基本功能单位是肌小节 安静时阻碍肌纤蛋白与横桥结合的是原肌凝蛋白
    • 肌原纤维
      • 肌丝滑行中起关键作用的离子是Ca2＋
      • 细肌丝
        • 肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白组成，肌动蛋白构成骨架和主体
      • 粗肌丝
        • 肌球蛋白组成，肌球蛋白杆状部平行排列成束形成主干，球状部有规则突出在主干表面形成横桥
    • 肌管系统
      • 横管：由肌细胞膜内凹而成（有将兴奋传向肌细胞深部的功能）
      • 纵管
        • 纵行肌质网：包绕在肌原纤维周围的肌质网
        • 连接肌质网：肌质网靠近横管时，末端变的膨大或程扁平状
  • 骨骼肌兴奋-收缩耦联
    • 必要步骤：纵管终末池对Ca2＋通透性升高
    • ①电兴奋通过横管系统传向肌细胞深处
    • ②三联管结构处信息的传递
      • 三联管结构指每个横管及两侧的终末池
    • ③肌浆网（纵管系统）对钙离子的释放与再聚集
  • 骨骼肌收缩形式
    • 单收缩
      • 收缩期、舒张期（收缩过程）
        • 等长收缩
          • 长度不变，张力发生变化
        • 等张收缩
          • 肌张力最大的收缩
          • 张力不变，长度发生变化
      • 肌肉收缩一遍为两种的混合收缩，长度可以完成运动，张力可以负荷重量
    • 强直收缩
      • 完全
        • 连续刺激，后一次落在前一次的收缩期（即只有收缩期）
      • 不完全
        • 连续刺激，后一次落在上一次的舒张期（即有收缩期和舒张期）
  • 影响骨骼肌收缩的因素
    • 负荷
      • 前负荷
        • 决定肌肉长度
        • 肌肉在收缩前所承受的负荷
      • 后负荷
        • 适度后负荷作功最佳
        • 肌肉开始收缩后所遇到的负荷
    • 收缩能力：指与前后负荷无关的肌肉内在的收缩特性