生理学：第二章 细胞的基本功能（1细胞膜的物质转运功能）

v细胞是构成人体的基本细胞是构成人体的基本和和单位；单位；(1014)v细胞的基本结构细胞的基本结构： 细胞膜细胞膜 细胞质（细胞器细胞质（细胞器+ +基质）基质） 细胞核细胞核 脂质脂质 蛋白质蛋白质 糖类糖类液态镶嵌模型液态镶嵌模型实验一：水溶性水溶性物质物质脂溶性脂溶性物质物质结论：结论：细胞膜由脂质组成。细胞膜由脂质组成。实验二：收集：收集：细胞膜细胞膜/ /血影血影结论：结论：细胞膜的主要成分细胞膜的主要成分脂质脂质和和蛋白质蛋白质。溶血溶血化学分析：化学分析：脂质脂质+ +蛋白质蛋白质实验三：液液气气结论：结论：脂质的排列方式。脂质的排列方式。头头尾尾实验四：液液气气结论：结论：脂质排列的连续双分子层。脂质排列的连续双分子层。血影血影丙酮丙酮抽提抽提面积为面积为RBCRBC表表面积的面积的2 2倍倍v实验五： 1959年，JD Robertsen电镜发现： “暗-亮-暗”结论：结论：脂质脂质- -蛋白质蛋白质- -脂质。脂质。 (1) 磷磷 脂：脂：70% (2) 胆固醇：胆固醇：30% (3) 糖糖 脂：脂：10%膜内层膜内层：含氨基酸的磷脂，如：含氨基酸的磷脂，如 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸 （细胞凋亡检测图）（细胞凋亡检测图） 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇（第二信使）（第二信使） 膜外层膜外层：磷脂酰胆碱、糖脂：磷脂酰胆碱、糖脂 胆固醇的含量胆固醇的含量：流动阻尼器流动阻尼器脂肪酸烃链脂肪酸烃链的长度、饱和度：的长度、饱和度： 烃链短、饱和度低，则流动性大烃链短、饱和度低，则流动性大蛋白质的含量蛋白质的含量：阻碍阻碍 分布在膜的外表面与内表面分布在膜的外表面与内表面 受体蛋白：可与激素、神经递质等配体结合受体蛋白：可与激素、神经递质等配体结合 以以螺旋结构一次或多次穿过脂质双分子层螺旋结构一次或多次穿过脂质双分子层 如：载体（如：载体（carrier） 通道（通道（channel） 离子泵（离子泵（ion pump）v糖蛋白糖蛋白：糖类与膜蛋白结合生成：糖类与膜蛋白结合生成v糖脂糖脂：糖类与膜脂质结合生成：糖类与膜脂质结合生成v分布于细胞膜的外侧，可作为受体或抗原分布于细胞膜的外侧，可作为受体或抗原 红细胞膜：红细胞膜：ABOABO血型系统抗原血型系统抗原 霍乱毒素：霍乱毒素：GM1GM1糖脂糖脂物质跨膜转运的方式取决于该物质的理化性质物质跨膜转运的方式取决于该物质的理化性质：1.脂溶性和少数小分水溶性物质脂溶性和少数小分水溶性物质：；2.大部分水溶性物质和离子大部分水溶性物质和离子：；3.大分子或物质团块大分子或物质团块：通道介导的跨膜转运通道介导的跨膜转运载体介导的跨膜转运载体介导的跨膜转运通道开放通道开放/ /关闭受膜两侧电位差控制关闭受膜两侧电位差控制如如 电压门控性电压门控性Na通道、通道、K通道、通道、 Ca2通道等通道等通道开放和关闭受机械刺激控制通道开放和关闭受机械刺激控制如如 皮肤触压觉感受器皮肤触压觉感受器 内耳毛细胞的感受器内耳毛细胞的感受器 容积性氯离子通道容积性氯离子通道CHIP(+)Control (1) (1) 高度的离子选择性高度的离子选择性 如 Na通道、Ca2+通道、K通道、Cl通道 (2) (2) 门控特性：门控特性： 如 电压、化学物质、机械刺激等； (3) (3) 高转运速度：高转运速度：106108个离子/秒； (4) 由于所有的离子通道均无分解无分解ATPATP的能力的能力，离子只能是顺着浓度差或电位差进行被动转运，因而通道介导的跨膜被动转运也称为。水溶性小分子物质顺浓度差或电位差经载体被动转运水溶性小分子物质顺浓度差或电位差经载体被动转运葡萄糖、氨基酸葡萄糖、氨基酸 、钙泵、质子泵 葡萄糖和氨基酸在葡萄糖和氨基酸在 小肠粘膜的主动吸收小肠粘膜的主动吸收Na+K+每分解一个每分解一个ATPATP分子分子3 3个个NaNa移出胞外移出胞外2 2个个K K移入胞内移入胞内钠泵的生理意义钠泵的生理意义：作用：作用：使细胞外的使细胞外的NaNa浓度为胞内浓度的浓度为胞内浓度的1212倍；倍； 使细胞内的使细胞内的K K浓度为胞外浓度的浓度为胞外浓度的3030倍；倍； 维持细胞容积：把漏入胞内维持细胞容积：把漏入胞内NaNa泵出，防止细胞肿胀；泵出，防止细胞肿胀； 如用喹巴因钠泵被抑制后，细胞会肿胀如用喹巴因钠泵被抑制后，细胞会肿胀 维持细胞内高维持细胞内高K K状态，有利于代谢反应（蛋白质合成）状态，有利于代谢反应（蛋白质合成） 产生生物电的前提；产生生物电的前提； 继发性主动转运的动力继发性主动转运的动力v 质膜钙泵质膜钙泵分解1分子ATP可将1个Ca2+由胞内转运至胞外v 肌质网、内质网钙泵肌质网、内质网钙泵1分子ATP可将2个Ca2+由胞质内转运至肌质网、内质网v 降低胞浆内的钙浓度 质子泵质子泵： 调节胃酸分泌调节胃酸分泌 碘碘 泵泵：调节碘转运：调节碘转运 转运所需能量并不直接来自转运所需能量并不直接来自ATPATP的分解，的分解， 而是间接来自而是间接来自NaNa+ +在膜两侧的浓度势能差。在膜两侧的浓度势能差。如：如： 在小肠粘膜或肾小管上皮的重吸在小肠粘膜或肾小管上皮的重吸收；收；继发性主动转运继发性主动转运原发性主动转运原发性主动转运经载体易化扩散经载体易化扩散v 钠泵（分解钠泵（分解ATPATP）活动造成肠粘膜细胞内低）活动造成肠粘膜细胞内低NaNa+ +；v 胞内胞内- -肠腔肠腔NaNa+ +的势能差激活钠葡萄糖通向转运体，的势能差激活钠葡萄糖通向转运体，NaNa+ +和葡萄糖被转运到细胞内；和葡萄糖被转运到细胞内；v 葡萄糖顺浓度差从细胞内扩散到组织间隙；葡萄糖顺浓度差从细胞内扩散到组织间隙；v 用药物抑制钠泵，葡萄糖的继发性主动转运减弱或消用药物抑制钠泵，葡萄糖的继发性主动转运减弱或消失。失。（1 1）饱和饱和现象现象（2 2）竞争性抑制）竞争性抑制（3 3）一定的）一定的特异性特异性 出胞出胞（1 1） 持续性分泌持续性分泌（2 2） 调节性分泌调节性分泌 CaCa2+2+可促进分泌囊泡可促进分泌囊泡 向质膜移行，促进其向质膜移行，促进其 与质膜融合。与质膜融合。（1） 吞噬吞噬 颗粒物质（细菌、死亡细胞、组织碎片）颗粒物质（细菌、死亡细胞、组织碎片）（2）吞饮）吞饮/液相入胞液相入胞 大分子水溶性物质（不帅选）大分子水溶性物质（不帅选）（3）受体介导的入胞）受体介导的入胞 细胞外液很少进入细胞外液很少进入