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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,其次章 细胞的根本功能,Function of cell,第一节 细胞膜的构造和物质转运功能,一、细胞膜的构造概述,液态镶嵌模型(fluid mosaic model),以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有,不同构造和功能的蛋白质,1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇双嗜分子构,成基架,体温条件下具有流淌性,2.蛋白质:分外表蛋白(如:RBC骨架蛋白)和,整合蛋白(载体、通道、离子泵、转运体),3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖,脂成为抗原打算簇、受体可识别局部,二、膜的跨膜物质转运功能,跨膜转运 transmembrane transport:,体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。,转运方式:,单纯集中,被动转运,passive transport 易化集中,原发性主动转运,主动转运,active transport 继发性主动转运,出胞和入胞作用,膜,蛋,白,介,导,(一)单纯集中 Simple diffusion,脂溶性物质由高低浓度侧的净移动。,通量(flux):摩尔/cm2.秒,集中 浓度差,膜通透性(脂溶性,分子量,带,电状况),单纯集中物质：,O2、CO2、乙醇、尿素、少量激素、,水(还可通过水通道water channel,即水孔蛋白aquaprin来跨膜转运),(二)易化集中 Facilitated diffusion,非脂溶性物质借助细胞膜蛋白质(通,道、载体)帮助顺电化学梯度的跨膜转运。,特点:,由高到低顺浓度差集中(离子集中还,与电位差有关),转运蛋白与转运物质间有选择性,转运蛋白的功能受环境因素的影响,1.经载体的易化集中,Facilitated diffusion via carrier,转运物质:小分子物质,如GS、AA、核苷酸,载体：,是贯穿脂质双层的整合蛋白。,经载体的易化集中的特点：,顺浓度差转运,速度比依溶质物理特,性预期的快;,饱和现象saturation;,构造特异性:如对GS转运,只转运右,旋GS,由于载体是D-GS carrier或称,glucose transporter;,竞争抑制competitive inhibition;,2.经通道的易化集中,Facilitated diffusion via channel：转运物质:带电离子,离子通道：,是一类贯穿脂质双层的、中心带有亲水性孔道的膜蛋白。,通道的分类：,化学门控通道 Chemically-gated channel,电压门控通道 Voltage-gated channel,机械门控通道 Mechanical-gated channel,电压门控通道,化学门控通道,化学,化学,通道的特征,：,离子选择性,门控性,通道转运的功能特点,：,转运速率比载体快,无饱和现象，无竞争性抑制,通道有不同的功能状态,通道蛋白状态,：静息、激活、失活,(三)主动转运 active transport,细胞膜通过本身某种耗能过程，借助细胞膜某些蛋白质的帮助，将非脂溶性物质分子或离子逆电化学梯度差进展的转运。,依据转运能量是否直接来源于ATP的不同分为:原发和继发两种主动转运形式。,1.原发性主动转运,Primary active transport,指细胞直接利用代谢产生的能量(ATP),将物质(通常是带电离子)逆浓度梯度,或电位梯度进展的跨膜转运过程。介,导这一过程的膜蛋白称为离子泵(ion,pump),如：,钠-钾泵 sodium-potassium pump,简称钠泵sodium pump,又称Na+-K+-,ATP酶(Na+-K+-ATPase),Primary active transport,Na+-K+依靠式ATP酶钠泵,3Na,+,(,由胞,内,向胞,外,),:,2K,+,(,由胞,外,向胞,内,),Na+-K+依靠式ATP酶由一对和一对亚,单位构成的四联体,水解ATP及与阳离子结合,部位均在亚单位(功能亚单位)。当：,细胞内Na+ATP,钠泵激活,细胞外K+ADP+Pi+E,3Na+(移出胞外):2K+移入胞内,同时逆向转运。,钠泵抑制剂:哇巴因ouabain,Primary active transport,钠泵活动的生理意义：,细胞内高K+胞内代谢反响所必需；,膜内外K+、Na+浓度差RP、AP产生前提；,维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定；,生电性活动影响RP数值；,胞外高Na+势能储藏：,GS、AA继发性主动转运；,Na+-H+交换,维持胞内pH稳定；,Na+-Ca2+交换,维持胞内Ca2+浓度稳定；,H+泵(H+-ATP酶；H+-K+-ATP酶):分布于胃粘膜壁细胞外表，与胃酸分泌有关,Ca2+泵(Ca2+-ATP酶)：主要分布于骨骼肌与心肌细胞内部的肌质网上,与肌肉收缩有关,其它泵,：,Primary active transport,2.继发主动转运(又简称联合转运),secondary active transport,细胞膜间接利用钠泵分解ATP 释放的能量,完成的主动转运。即细胞膜利用钠泵分解 ATP,释放的能量所建立起的细胞膜内外Na+浓度差的,势能储藏，再由转运体蛋白完成的逆电化学梯,差的跨膜转运。,如：小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸,收GS、AA为继发主动转运。介导继发主动转运,的是特殊的转运蛋白转运体 transporter。,肾小管上皮细胞对,GS,的转运,基侧膜,钠泵活动,Na+浓度势能差,管腔膜,Na+、GS,同向转运体,GS再易化集中,入血,转运体,transporter,：,转运体和载体具有相像的转运机制，也会消失饱和现象,同向转运体,反向转运体,交换体,典型的继发性主动转运：,GS和AA在小肠粘膜上皮的吸取；,GS和AA在肾小管上皮的重吸取；,神经递质在突触间隙被神经末梢,所重摄取；,甲状腺上皮细胞的聚碘过程；,Na+-H+交换,Na+-Ca2+交换；,(,一,),出胞和入胞,exocytosis and endocytosis,Exocytosis,:指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。,分泌物的出胞过程,粗面内质网上合成,转移到高尔基体,修饰，由质膜包裹,分泌囊泡,移向细胞膜内侧,融合、裂开，分泌,信号,Endocytosis,：大分子物质或物质团块借助于细胞膜形成,吞噬泡,或,吞饮泡,的方式进入细胞的过程，包括吞噬和吞饮。,例如：,白细胞吞噬细菌、异物等,受体介导式入胞过程,被运物与R结合,结合部位,膜内陷、离断,胞质内形成吞饮泡,R与转运物质分别,只含R的小泡与膜结合,如:结合Fe2+的运铁蛋白,低密度脂蛋白的入胞,再循环,其次节 细胞的跨膜信号转导功能,把握内容：细胞的跨膜信号转导,通道蛋白完成的跨膜信号转导,化学门控,电压门控,机械门控,蛋白和膜的效应器酶组成的,跨膜信号转导,酪氨酸激酶受体完成的跨膜,信号转导,一、跨膜信号转导的概念和特征,一概念：,各类刺激信号通过转变靶细胞,膜上的蛋白质构型，从而引起,靶细胞功能转变的过程。,这一过程也可理解为跨膜信号,传递。,二跨膜信号转导的特征：1.各类刺激信号只转变膜构造中一种或 数种蛋白质分子构造，从而将细胞外 的信息转变成细胞内的信息，这一信 息引发细胞功能变化。2.体内需要转导的信号数，承受信号的 靶细胞种类以及引发的功能变化都是 多样的，但它们的转导过程仅限少数 途径。,二、几种主要的跨膜信号转导方式 (一通过通道蛋白质完成的跨膜信号 转导三类通道 1.化学门控通道：化学物质递质、激素膜上 通道型受体蛋白形成通道、允 许离子通过，故称促离子型受体。,2.电压门控通道蛋白,转变膜电位通道型蛋白质构型转变,通道开、相应离子易化集中,3.机械门控通道蛋白：存在内耳毛细胞,内耳淋巴液振动毛细胞受切向力弯,曲通道开离子易化集中毛细胞,兴奋Ap沿神经传至听中枢,二由膜的特异性受体蛋白、蛋白,和膜的效应器酶组成的跨膜信号,转导系统,1.激素结合膜上G蛋白耦联受体,亚单位结合GTPG蛋白(+),2.蛋白(+)(膜效应器酶)腺苷,酸环化酶(+),3.(细胞内),ATP cAMP(其次信使),蛋白耦联受体也称促代谢性受体，效应器酶除腺苷酸环化酶外，还有磷脂酶；其次信使除cAMP外还有IP3三磷酸肌醇、DG二酰甘油、钙离子等,(三)由酪氨酸激酶受体完 成的跨膜信号转导,肽类激素 结合膜受体蛋白膜外肽段,细胞因子 膜内肽段激活,激活的膜内肽段有磷酸激酶活性：,(1)使肽段中酪氨酸残基磷酸化,(2)使胞内蛋白质酪氨酸残基磷酸化,磷酸化使细胞功能转变,以上分别为已确定的三种类型的跨,膜信号转导。,
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