生理学【细胞】--课件

第二章第二章细胞的基本功能细胞的基本功能第二章第二章细胞的基本功能细胞的基本功能第一节 细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能第二节 细胞的跨膜信号转导功能（略）第三节 细胞的生物电现象第四节 肌肉的收缩功能第一节第一节细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能v一.细胞膜的结构和化学组成v二.细胞膜的跨膜物质转运功能v1.脂类v2.蛋白质v3.糖类细胞膜的化学组成细胞膜的化学组成液态镶嵌模型液态镶嵌模型二二.细胞膜的跨膜物质转运功能细胞膜的跨膜物质转运功能1.被动转运（扩散）2.主动转运3.胞吐与胞纳被被动动转转运运单纯扩散单纯扩散易化扩散易化扩散通道通道载体载体电压电压化学化学机械机械非门控非门控门控顺浓度梯度顺浓度梯度可自由通过胞膜可自由通过胞膜不能自由通过胞膜不能自由通过胞膜载体介导易化扩散的特点：特异性、饱和性、竞争性载体介导易化扩散的特点：特异性、饱和性、竞争性H H2 2O O的跨膜转运的跨膜转运等渗溶液等张溶液渗透压与溶质分子颗粒数量（摩尔浓度）正相关，与质量百分浓度无关。渗透压：渗透压：溶质分子吸引水分子通过半透膜的能力。溶质分子吸引水分子通过半透膜的能力。如果是等渗溶液会如何呢？主动转运主动转运原发性主动转运原发性主动转运，如，如NaNa泵泵。继发性主动转运继发性主动转运，如葡萄糖、氨，如葡萄糖、氨基酸在小肠或肾小管上皮细胞处基酸在小肠或肾小管上皮细胞处的吸收的吸收逆浓度梯度，消耗代谢能量逆浓度梯度，消耗代谢能量逆浓度梯度，消耗代谢能量逆浓度梯度，消耗代谢能量vNa泵：即Na-K泵，是一种具有ATP酶活性的膜蛋白，它每分解一个ATP分子，可以逆浓度梯度泵出3个Na+和摄取2个K+。v生理意义：维持细胞的正常形态；维持膜两侧的离子不均衡分布；建立浓度势能储备，参与葡萄糖等的吸收。被动转运主动转运胞纳胞纳胞吐胞吐吞噬吞噬(固体固体)胞饮胞饮(液体液体)跨膜转运的物质：气体：CO2、O2小分子物质无机物：Na+、K+、Cl-、H2O有机物：葡萄糖、氨基酸大分子物质或物质团块：酶、激素、细菌v配体：细胞间传递信息的化学物质，如激素、神经递质等。v受体：位于细胞膜上或膜内的能和配体特异性结合从而改变细胞功能活动的蛋白。v特点：特异性、饱和性、竞争性。受体特异性受体特异性受体饱和性受体饱和性A+R B+RB+R生生物物学学效效应应受体阻断剂受体阻断剂受体激动剂受体激动剂受受体体竞竞争争性性v受体激动剂：指与配体结构相似，能与受体特异性结合，并发挥生理效应的化学物质。v受体阻断剂：指与配体结构相似，能与受体特异性结合，但不产生生物效应的化学物质。第三节第三节 细胞的生物电现象细胞的生物电现象 v一.神经和骨骼肌细胞的生物电现象v二.兴奋的引起和兴奋在同一细胞上的传导一一.神经和骨骼肌细胞的生物电现象神经和骨骼肌细胞的生物电现象 v（一）生物电现象的观察和记录方法 v（二）细胞的跨膜静息电位和动作电位v（三）生物电现象产生的机制 细胞外记录细胞外记录细胞内记录细胞内记录膜片钳技术膜片钳技术尖端直径仅尖端直径仅0.5um0.5um静息电位（resting potential，RP）是细胞安静时细胞膜两侧的电位差.动作电位（动作电位（action potential，AP）可兴奋细胞受刺激后细胞膜出现的短暂可兴奋细胞受刺激后细胞膜出现的短暂而迅速的而迅速的电位变化电位变化.（二）（二）细胞的跨膜静息电位和动作电位细胞的跨膜静息电位和动作电位细胞的跨膜静息电位和动作电位细胞的跨膜静息电位和动作电位 动作电位的分期动作电位的分期锋电位锋电位后电位后电位上升支上升支去极相去极相下降支下降支复极相复极相正后电位正后电位负后电位负后电位动作电位动作电位的特性：v1.“全或无”现象v2.可扩播性v3.不衰减传导（三）（三）生物电现象产生的机制生物电现象产生的机制1.细胞膜内外离子分布及膜对离子的通透性2.静息电位与K平衡电位3.动作电位和Na平衡电位1.细胞膜内外离子分布及膜对离子的通透性细胞膜内外离子分布及膜对离子的通透性细胞膜两侧离子的不均衡分布细胞膜对离子进行选择性的通透离子的运动受电场的影响离子的运动受电场的影响扩散：扩散：高浓度高浓度低浓度低浓度K平衡电位的建立平衡电位的建立特点：内负外正，相对恒定，神经、肌肉细胞的静息电位一般为-70-90mV；形成机制：膜内外K浓度浓度差比约20:1K外流K平衡电位安静时K通道开放电位差2.静息电位（膜电位）和静息电位（膜电位）和K平衡电位平衡电位3.动作电位与Na+平衡电位动作电位的形成动作电位的形成去极相：细胞受刺激时，Na通道开放(阻断剂：河鲀毒素），Na快速内流。膜内外Na浓浓度差度比约1:10Na内流Na+平衡电位受刺激时Na通道开放电位差动作电位的产生机制动作电位的产生机制复极相：细胞去极化至一定程度，Na+通道关闭，K+通道（阻断剂：四乙铵）开放，K+外流，形成复极化。后电位：钠泵，排钠摄钾，形成的微小电位波动。局部麻醉剂：如利多卡因阻断局部麻醉剂：如利多卡因阻断NaNa通道。通道。二二.兴奋的引起和兴奋在同一细胞上的传导兴奋的引起和兴奋在同一细胞上的传导 v1.1.刺激引起兴奋的条件 v2.2.阈电位与动作电位 v3.3.阈下刺激、局部反应及其总和 v4.4.细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的规律变化及其本质 v5.5.兴奋在同一细胞上的传导 刺激的种类：机械性、化学性、生物性、精神性刺激三要素强度时间时间强度变化率刺激引起兴奋的条件刺激引起兴奋的条件刺激强度刺激强度阈值阈值2.阈电位与动作电位阈电位与动作电位阈刺激：指在刺激作用时间和时间-强度变化率不变的情况下能引起组织细胞产生反应的最小刺激。阈电位：指细胞膜去极化到某一临界值时，阈电位：指细胞膜去极化到某一临界值时，阈电位：指细胞膜去极化到某一临界值时，阈电位：指细胞膜去极化到某一临界值时，NaNa+通道爆发性的开放，从而产生动作电位，这通道爆发性的开放，从而产生动作电位，这通道爆发性的开放，从而产生动作电位，这通道爆发性的开放，从而产生动作电位，这一临界值即阈电位。一临界值即阈电位。一临界值即阈电位。一临界值即阈电位。阈值：即阈刺激的刺激强度，也称阈强度。阈值：即阈刺激的刺激强度，也称阈强度。阈值：即阈刺激的刺激强度，也称阈强度。阈值：即阈刺激的刺激强度，也称阈强度。3.阈下刺激、局部反应及其总和阈下刺激、局部反应及其总和4.细胞兴奋过程中其兴奋性的规律变化及其本质细胞兴奋过程中其兴奋性的规律变化及其本质细胞的兴奋性取决于细胞的兴奋性取决于钠离子通道的开放状态：激活、失活和备用膜电位和阈电位之间的差值细胞兴奋过程中其兴奋性的规律变化及其本质 分期Na通道膜电位和阈电位之间的差值（与静息电位与阈电位的差值比较）兴奋性绝对不应期失活小/-无相对不应期开始复活，可开放数量少小低超常期多数已复活，可开放数量多小高低常期全部复活，可全部开放大低5.兴奋在同一细胞上的传导兴奋在同一细胞上的传导AP是是“全全”或或“无无”的不衰减传导的不衰减传导跳跃式传导跳跃式传导局部电流局部电流第四节第四节肌肉的收缩功能肌肉的收缩功能v一.骨骼肌细胞的微细结构（简）v二.骨骼肌的兴奋收缩耦联 v三.骨骼肌收缩的分子机制（简）v四.骨骼肌收缩的外部表现和力学分析 一一.骨骼肌细胞的微细结构骨骼肌细胞的微细结构 1.1.肌原纤维和肌小节2.2.肌管系统二二.骨骼肌的兴奋收缩耦联骨骼肌的兴奋收缩耦联 1.定义：是将肌细胞的兴奋与肌纤维收缩连接起来的中介过程。2过程：肌膜Ap横管膜三联体（关键部位）终末池Ca+通道开放Ca+流入肌浆肌浆中Ca+升高肌丝滑行收缩 三三.骨骼肌收缩的分子机制骨骼肌收缩的分子机制（简）（简）1.1.肌丝的分子组成与横桥运动2.2.肌丝滑行的基本过程滑行学说：滑行学说：肌肉收缩，是细肌肌肉收缩，是细肌丝在粗肌丝之间滑丝在粗肌丝之间滑行的结果，并无肌行的结果，并无肌丝的缩短与卷曲。丝的缩短与卷曲。四四.骨骼肌收缩的外部表现和力学分析骨骼肌收缩的外部表现和力学分析v1.肌肉收缩的外部表现v2.肌肉收缩的力学分析v等长收缩：肌肉收缩时长度不变，但肌张力增大的收缩形式，见于负荷肌张力，用于维持位置和姿势。v等张收缩：肌肉收缩时长度明显缩短，但肌张力不变的收缩形式，见于负荷肌张力，多造成肢体运动。骨骼肌的绝对不应期很短，仅1ms，而其收缩过程可持续100ms以上，故可发生强直收缩。1）前负荷对肌肉收缩力的影响2）后负荷对肌肉收缩力的影响3）肌肉收缩能力对肌肉收缩力的影响2.肌肉收缩的力学分析肌肉收缩的力学分析3.肌肉收缩能力肌肉收缩能力1)定义：与前、后负荷无关,决定肌肉收缩效能的内在特性。与肌浆网中Ca+水平和肌球蛋白ATP酶活性相关。2)受局部环境因素影响：如神经递质、体液因素、药物、病理状态等。思考题思考题1.名词解释动作电位、静息电位、兴奋性、NaK泵、阈值、阈电位、阈刺激、局部电流、强直收缩2.物质跨膜转运的方式有哪几种，举例说明。3.说明骨骼肌和神经细胞静息电位和动作电位的 形成机制。4.细胞发生兴奋后，其兴奋性有何变化？各期与 动作电位有何对应关系？5.试比较动作电位和局部反应的不同。