细胞的基本功能

人卫图书增值生理学第二章细胞的基本功能

细胞的基本功能

• 物质扩膜转运
  • 被动转运
    • 单纯扩散
      • 气体、水、尿素等
      • 条件
        • 膜两侧浓度差（动力）
        • 通透性（尿素在髓袢升支至外髓部集合管这一段不通透）
    • 易化扩散
      • 经通道
        • 满足两个条件：通透性和电-化学驱动力
        • 举例：Na+、K+通道
        • 特性
          • 离子选择性
          • 门控特性
            • 电压门控通道
            • 化学门控通道
            • 机械门控通道
      • 经载体
        • 特性：特异性、饱和性、竞争性
        • 举例：葡萄糖、氨基酸从血浆进入红细胞/脑细胞中
  • 主动转运
    • 原发性
      • 钠泵
        • 普遍存在于细胞膜上，具有ATP酶活性
        • 3Na-2K-1ATP，产生胞外正电荷，具有生电作用
        • 抑制剂：哇巴因
      • 钙泵
        • 骨骼肌和心肌兴奋-收缩偶联中将胞浆中Ca排到胞外
      • 质子泵
        • 氢钾泵
          • 胃壁细胞
          • 肾集合管（闰细胞，排酸作用）
        • 氢泵
          • 细胞器膜（为继发性主动转运提供能量）
    • 继发性
      • 同向转运
        • Na-氨基酸/葡萄糖（小肠和肾小管上的吸收）
        • Na-I 同向转运体（甲状腺上皮细胞聚碘过程）
        • H-肽同向转运体（参与小肠吸收寡肽）
        • 突触间隙：Na-单胺类递质（突触前膜再摄取突触间隙中单胺类递质）
      • 反向转运
        • 心肌：Na-Ca交换（心肌兴奋-收缩偶联中将胞浆中Ca排到胞外）
        • 肾：Na-H交换（近端小管泌H）
        • 突触前末梢：H-单胺类递质（突触囊泡再摄取突触前末梢内单胺类递质）
  • 出胞和入胞
    • 大分子，耗能，膜变化
    • 出胞
      • 持续性出胞
        • 举例：小肠黏膜杯状细胞分泌粘液的过程
      • 调节性出胞
        • 举例：神经递质的释放
    • 入胞
      • 吞噬
      • 吞饮
        • 液相入胞：没有特异性
        • 受体介导入胞：有特异性
• 四大信号通路
  • 离子通道介导/促离子型受体
    • Ach受体
    • 谷氨酸受体
    • g -氨基丁酸受体
    • 甘氨酸受体
    • 化学门控通道
    • 包括电压门控和机械门控通道
  • G蛋白偶联受体介导
    • 受体-G蛋白-AC-cAMP-PKA通路
      • 配体：Ach、肾上腺素、ACTH、胰高血糖素和甲状旁腺激素
    • 受体-G蛋白-PLC-IP3-Ca和DG-PKC通路
      • 配体：肾上腺素、g-氨基丁酸
    • G蛋白效应器
      • AC、PLC、PLA2、PDE
  • 酶偶联型受体介导
    • 酪氨酸激酶受体
      • 各种生长因子（包括胰岛素）
    • 酪氨酸激酶结合型受体
      • 生长激素、EPO
    • 鸟苷酸环化酶受体（GC受体-cGMP-PKG)
      • 配体：心房钠尿肽、脑钠肽、NO
    • 丝/苏氨酸激酶受体（TGF-b ——Smad）
  • 招募型受体介导
    • 细胞因子受体-JAK-STAT通路
      • 配体：细胞因子
  • 胞内受体
    • 与胞质结合
    • 与细胞核结合
    • 配体：甲状腺激素、类固醇激素、VitD3
• 肌细胞收缩
  • 神经-骨骼肌接头
    • 神经动作电位
    • Ca通道开放，Ca内流
    • 囊泡释放Ach（单个囊泡释放产生微终板电位，MEPP)
    • 激活突触后膜N2型Ach通道（Na+)内流（终板电位EPP，是局部电位）
    • 终板电位总和，引起周边肌膜Na通道开放
    • 产生骨骼肌动作电位
  • 横纹肌结构特征
    • 明带/暗带
    • M线/Z线/H带
    • 肌节（收缩单位）：1/2明带+暗带+1/2明带
  • 肌管系统
    • 横管（T管）
    • 纵管（L管）
    • 连接肌质网/终池（有钙释放通道，释放钙离子进入胞浆）
    • 纵行肌质网（有钙泵，主动回收胞浆内钙离子）
  • 收缩机制
    • 粗肌丝
      • 肌球蛋白（形成横桥，ATP活性）
    • 细肌丝
      • 肌动蛋白
      • 肌钙蛋白
      • 原肌球蛋白
  • 兴奋-收缩偶联
    • T管膜动作电位的传导
    • Ca释放
      • 骨骼肌：L型Ca通道构象改变触发Ca释放
      • 心肌：Ca触发Ca释放（10~20%Ca由胞外提供）
    • Ca与肌钙蛋白结合，触发收缩
    • 肌质网回收Ca
      • 骨骼肌：100%回收到纵行肌质网
      • 心肌：80~90%回收到纵行肌质网，10~20%回到细胞外
  • 强直收缩
    • 单收缩：刺激一次
    • 不完全强直收缩：刺激间隔大于收缩期的一连串刺激
    • 完全强直收缩：刺激间隔小于收缩期的一连串刺激
• 生物电
  • 两个条件
    • 驱动力
      • 化学驱动力
      • 电驱动力
      • 电-化学驱动力
        • 计算：电-化学驱动力=膜电位 - 离子平衡电位
    • 通透性
  • 静息电位
    • 影响因素：
      • 细胞内外K+浓度差（主）
      • 膜对Na、K的通透性
      • 钠钾泵水平
    • 接近K+平衡电位（静息下，膜对Na的通透很小）
  • 动作电位
    • 特点
      • 全或无
      • 不衰减传播（等级电位衰减传播）
      • 脉冲式发放
    • 过程
      • 去极化
        • Na+内流（电压门控特性、正反馈）
      • 复极化
        • K+外流
      • 锋电位
      • 负后电位（后去极化电位）
      • 正后电位（后超极化电位）：钠钾泵
    • 通道功能状态
      • Na+
        • 静息态
          • 激活门关闭，失活门开放
        • 激活态
          • 激活门和失活门都开放
        • 失活态
          • 激活门和失活门都关闭
        • 有两道门
      • K+
        • 静息状态
          • 门关闭
        • 激活状态
          • 门开放
        • 只有一道门
    • 四期
      • 绝对不应期
        • 锋电位
      • 相对不应期
        • 负后电位前半段
      • 超常期
        • 负后电位后半段
      • 低常期
        • 正后电位
    • 传播
      • 同一细胞
        • 有髓神经：郎飞结（跳跃式）
        • 无髓神经：局部电流形式
      • 细胞间
        • 缝隙连接（闰盘）
  • 局部电位
    • 分类
      • 终板电位
      • EPSP/IPSP
      • 感受器电位/发生器电位
    • 特点
      • 没有全或无
      • 可以叠加（时间和空间）
      • 电紧张传播，衰减性传播