人卫版生理学第二章细胞的基本功能.ppt

生理学 大庆医学高等专科学校苏莉芬 生理学 第二章细胞的基本功能 第二章细胞的基本功能 细胞膜的结构 基架 液态的脂质双分子层 中间 镶嵌许多结构和功能不同的蛋白质 液态镶嵌模型 单纯扩散 易化扩散 主动转运 膜泡运输 第一节细胞的跨膜物质转运功能 物质的跨膜转运方式 一 单纯扩散 simplediffusion 1 概念 脂溶性物质由膜高浓度一侧向低浓度一侧的转运 如 O2 CO2 2 决定因素 浓度差膜的通透性 第一节细胞的跨膜物质转运功能 二 易化扩散 facilitateddiffusion 1 概念 非脂溶性物质在膜蛋白质的协助下 由膜高浓度一侧向低浓度一侧的扩散 2 类型 经载体经通道 第一节细胞的跨膜物质转运功能 一 载体易化扩散 小分子亲水性物质经载体蛋白的介导 顺浓度梯度的跨膜转运 第一节细胞的跨膜物质转运功能 转运代谢物质 葡萄糖 氨基酸 1 结构特异性 3 竞争性抑制 2 饱和现象 顺浓度梯度转运 载体完成 第一节细胞的跨膜物质转运功能 载体易化扩散特点 二 通道易化扩散 转运带电离子 Na K Ca2 第一节细胞的跨膜物质转运功能 顺浓度梯度转运 通道蛋白完成 通道的功能状态 激活 开放 离子转运失活 关闭 第一节细胞的跨膜物质转运功能 通道易化扩散特点 1 转运速度快 2 离子选择性 3 门控特性 三 主动转运 activetransport 概念 在膜蛋白的参与下 细胞通过本身的耗能过程 将物质分子或离子逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运过程 特点 逆浓度和电位梯度转运消耗能量 第一节细胞的跨膜物质转运功能 泵 3Na 2K ATP 细胞内 ADP 第一节细胞的跨膜物质转运功能 1 原发性主动转运 钠 钾泵 钠泵 Na K ATP酶作用 分解ATP供能 逆浓度差转运Na K 直接利用ATP获能 1 概念 指某些物质间接利用分解ATP释放的能量而实现的主动转运过程 2 继发性主动转运 第一节细胞的跨膜物质转运功能 3 类型 同向转运 小肠葡萄糖的吸收 逆向转运 Na H 交换 2 特点 间接耗能 钠泵 膜转运体 特殊蛋白质 第一节细胞的跨膜物质转运功能 泵 Na K ATP ADP 转运体 Na Na 细胞 G H H 同向转运 逆向转运 继发性主动转运 第一节细胞的跨膜物质转运功能 概念指大分子和颗粒物质进入细胞的过程 四 膜泡运输 1 入胞 endocytosis 形式 吞噬吞饮 第一节细胞的跨膜物质转运功能 概念大分子或团块物质排出细胞的过程 2 出胞 exocytosis 第一节细胞的跨膜物质转运功能 被动与主动转运方式的比较 被动转运 主动转运 单纯扩散易化扩散 通道载体 原发性继发性 转运方向 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度 膜蛋白 否 需 需 需 需 饱和现象 无 有 无 有 有 化学特异性 无 有 有 有 有 代谢能量及来源 不消耗 直接消耗ATP 间接消耗离子浓度差 转运物质 O2 CO2 Na K Ca 葡萄糖氨基酸 Na K Ca H 葡萄糖氨基酸 一 细胞跨膜信号转导 信号 含有信息内容的一种物质或刺激 机体内的信号 存在于细胞外液中含有信息内容的化学物质 或机械的 电的 电磁波等刺激 第二节细胞的信号转导功能 各种能量形式的外界信号作用于靶细胞时 并不需要进入细胞内直接影响细胞内的过程 而是作用于细胞膜表面 通过引起膜结构中的一种或数种特殊蛋白质分子的变构作用 将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内 再引发被作用细胞相应的功能改变 这一过程称为跨膜信号转导 第二节细胞的信号转导功能 细胞跨膜信号转导 二 跨膜信号转导的途径和方式 一 G蛋白耦联受体介导的信号转导 二 离子通道受体介导的信号转导 三 酶联型受体介导的信号转导 第二节细胞的信号转导功能 G蛋白耦联受体介导的信号转导过程 第二节细胞的信号转导功能 一 由G蛋白耦联受体介导的信号转导 第二信使主要有 cAMP 环 磷酸腺苷 IP3 三磷酸肌醇 DG 二酰甘油 cGMP 环 磷酸鸟苷 Ca2 等 第二节细胞的信号转导功能 二 离子通道受体介导的信号转导化学门控通道 骨骼肌终板膜 电压门控通道 心肌细胞L型钙通道 机械门控通道 血管内皮细胞 第二节细胞的信号转导功能 1 化学门控通道 当神经末梢释放的乙酰胆碱 Ach 与骨骼肌细胞终板膜上的胆碱能受体 AChR 结合后 受体构型发生改变 通道开放 Na K 等离子跨膜移动 由此引起终板电位的产生 第二节细胞的信号转导功能 2 电压门控通道 主要分布在神经和肌肉细胞表面膜中的Na K Ca 等通道 控制这类通道的开放与否的因子是通道所在膜两侧的跨膜电位的改变 第二节细胞的信号转导功能 3 机械门控通道 如内耳毛细胞 其顶部有纤毛 受到切向力时 由于纤毛受力使其根部的膜变形 牵拉 直接激活了其附近膜中的机械门控通道而出现离子跨膜移动 第二节细胞的信号转导功能 三 酶联型受体介导的信号转导 大部分生长因子 1 酪氨酸激酶受体 2 酪氨酸激酶结合型受体 各种细胞因子 第二节细胞的信号转导功能 3 鸟苷酸环化酶受体 心房钠尿肽 NO等 GTP 三 酶联型受体介导的信号转导 第二节细胞的信号转导功能 第三节细胞的生物电现象 静息电位 动作电位 0mV 一 静息电位 RestingPotential RP 当A B电极都位于细胞膜外 无电位改变 证明膜外无电位差 当A电极位于细胞膜外 B电极插入膜内时 有电位改变 证明膜内 外间有电位差 第三节细胞的生物电现象 细胞处于生理静息状态时 细胞膜内外两侧存在的电位差 RP特点 膜内较膜外为负为稳定的直流电 RP数值 10 100mV如 神经细胞 70mV 肌细胞 90mV 第三节细胞的生物电现象 一 静息电位的概念 电生理学名词 第三节细胞的生物电现象 神经纤维 RP 70mV 1 极化Rp时 膜两侧保持的内负外正状态2 去极化RP减小 神经纤维 RP 70mV 1 极化Rp时 膜两侧保持的内负外正状态2 去极化RP减小 3 复极化膜去极后 向RP方向恢复的过程4 超极化Rp增大 电生理学名词 第三节细胞的生物电现象 细胞内外离子分布不均 K i K o39倍 静息时 细胞膜对K 的通透性高 即K 通道开放 K 的平衡电位 Nernst公式计算 RP的产生主要是K 向膜外扩散的结果 RP K 的平衡电位 结论 二 RP产生机制 第三节细胞的生物电现象 二 动作电位 ActionPotential AP 第三节细胞的生物电现象 1 概念 细胞受刺激时在RP基础上产生的快速可扩布性的电位变化 2 AP的波形 第三节细胞的生物电现象 一 AP概念 波形及组成 下降支 复极相 K 外流形成 Na 通道关闭 Na 通道失活 K 通透性升高 Na 内流停止 K 外流 膜内电位由正向负值变化 静息电位静息期 复极后 钠泵活动 Na K 交换 二 Ap产生的机制 泵出Na 泵入K 上升支 去极相 Na 的平衡电位 细胞受有效刺激 部分Na 通道开放 少量Na 通道开放 膜去极化 阈电位 大量Na 通道开放 大量Na 内流 去极化 反极化 第三节细胞的生物电现象 全或无 特性 同一细胞上的AP的大小不随刺激强度改变的现象 不衰减式传导 同一细胞上AP的大小与传导距离无关 脉冲式 动作电位的特征 动作电位的意义 AP的产生是细胞兴奋的标志 第三节细胞的生物电现象 1 阈电位 thresholdpotential 概念 能诱发AP 钠通道大量激活 的临界膜电位值 数值 比RP值小10 20mV 意义 是AP产生的条件 第三节细胞的生物电现象 三 AP的产生条件 2 局部兴奋 概念阈下刺激引起局部膜电位的较小去极化 产生机制 特点 时间 空间 幅度大小呈等级性 传导呈衰减式 可以叠加 总和 少量Na 内流形成 第三节细胞的生物电现象 局部反应与AP的区别 区别局部反应AP刺激强度阈下刺激阈或阈上刺激钠通道开放数少多膜电位变化幅度小大全或无特点无有总和现象有无传播特点电紧张扩布不衰减扩布 第三节细胞的生物电现象 3 组织的兴奋性及其周期性变化 第三节细胞的生物电现象 动作电位与兴奋性变化的时间关系 ab 锋电位绝对不应期bc 负后电位的前部分相对不应期 cd 负后电位的后部分超常期 de 正后电位低常期 1 传导机制局部电流学说 无髓纤维 依次传导 速度慢 四 动作电位的传导 神经纤维 第三节细胞的生物电现象 有髓神经纤维 跳跃式传导 速度快 2 影响传导的因素 细胞直径髓鞘温度 第三节细胞的生物电现象 一 神经 肌接头处的兴奋传递 一 形态结构 运动终板 递质囊泡 Ach 运动终板膜 接头间隙 接头前膜 第四节肌细胞的收缩功能 二 兴奋传递过程 Ca2 进入末梢 运动N兴奋传至N末梢 Ach量子式释放 Ach与后膜N2受体结合 Na 内流 K 外流 后膜去极化 终板电位 总和 肌细胞膜AP 第四节肌细胞的收缩功能 三 兴奋传递特征 1 单向传递2 时间延搁3 易受内环境因素影响 筒箭毒 竞争受体 肉毒杆菌 阻止Ach释放 有机磷中毒 抑制胆碱酯酶 肌痉挛 肌松弛 第四节肌细胞的收缩功能 二 骨骼肌的兴奋 收缩偶联 一 概念将骨骼肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介过程 二 基本过程 第四节肌细胞的收缩功能 1 肌细胞膜AP 三联管 终池释放Ca2 肌肉收缩2 钙泵激活 Ca2 回收 肌肉舒张 三 关键部位及耦联因子 三联管 Ca2 三 骨骼肌的收缩机制 一 肌原纤维和肌小节 第四节肌细胞的收缩功能 肌肉收缩 舒张的最基本单位 第四节肌细胞的收缩功能 第四节肌细胞的收缩功能 由肌球蛋白组成 收缩蛋白质 横桥的特性 具有ATP酶活性 供能与细肌丝可逆结合 向 线摆动 二 肌丝的组成1 粗肌丝 球状部 横桥 长杆状主干 2 细肌丝 原肌球蛋白 肌动蛋白 肌钙蛋白 肌动蛋白 actin 原肌球蛋白 tropomyosin 肌钙蛋白 troponin 收缩蛋白质 调节蛋白质 第四节肌细胞的收缩功能 三 肌肉收缩过程 肌浆 Ca2 肌钙蛋白与Ca2 结合 构象改变 原肌球蛋白移位 暴露位点 横桥与肌动蛋白结合 横桥向 线摆动 耗能 拖动细肌丝滑向粗肌丝 反复进行 肌小节缩短 横桥循环 第四节肌细胞的收缩功能 肌丝滑行学说 第四节肌细胞的收缩功能 四 骨骼肌收缩效能及其影响因素 一 骨骼肌的收缩效能 产生张力和缩短的程度及速度 二 骨骼肌的形式1 等长收缩 isometriccontraction 长度不变 张力增加人体抵抗重力肌 维持姿势2 等张收缩 isotoniccontraction 张力不变 长度缩短完成收缩动作 第四节肌细胞的收缩功能 3 单收缩 singletwich 指肌肉受到一次刺激引起的一次收缩和舒张 第四节肌细胞的收缩功能 4 强直收缩 tetanus 概念 连续多个刺激引起肌肉收缩过程的总和 类型 不完全强直收缩 incompletetetanus 完全强直收缩 completetetanus 第四节肌细胞的收缩功能 三 影响骨骼肌收缩效能的因素 前负荷 肌张力 最适前负荷 最适初长度 收缩张力最大 最适前负荷 肌张力 前负荷 preload 1 前负荷概念 决定肌肉初长度 长度 张力曲线 2 影响 第四节肌细胞的收缩功能 后负荷 最大张力 2 后负荷 afterload 1 后负荷概念 张力 速度曲线 2 影响 收缩张力 缩短延迟缩短速度 后负荷 至不能缩短时 收缩张力最大 后负荷 0时 最大缩短速度 第四节肌细胞的收缩功能 骨骼肌的张力 速度曲线 0 后负荷 肌张力 肌肉缩短速度 最大缩短速度 P0 第四节肌细胞的收缩功能 Vmax 3 决定肌肉收缩能力的因素 3 肌肉收缩能力 contractilityofmuscles 1 概念 肌肉本身的收缩能力 2 影响 产生张力 缩短程度和速度 肌肉收缩能力 胞质内 Ca2 肌球蛋白的ATP活性 第四节肌细胞的收缩功能