二細(xì)胞的基本功能

1、2021-12-2312021-12-232細(xì)胞膜的主要功能：細(xì)胞膜的主要功能：、保護(hù)：屏障作用。、保護(hù)：屏障作用。、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)：載體、通道、離子泵。、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)：載體、通道、離子泵。2021-12-233一一. . 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成 組成：電鏡下三層：內(nèi)外側(cè)致密帶、中間透明帶各2.5nm。由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、少量糖組成。 結(jié)構(gòu)：1972年singer等提出“液態(tài)鑲嵌模型”（fluid mosaic model），即：細(xì)胞膜以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著不同生理功能的蛋白質(zhì)。2021-12-234（一）脂質(zhì)雙分子層（一）脂質(zhì)雙分子層 膽固醇 70% 親水的磷酸和堿基

2、朝向細(xì)胞內(nèi)外。 疏水的烴基朝向膜中間。(下圖)2021-12-2352021-12-236（二）細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)（二）細(xì)胞膜的蛋白質(zhì) 、 整 合 （ 嵌 入 ） 蛋 白 質(zhì)（ i n t e g r a t e d protein）：貫穿脂質(zhì)雙分子層，親水肽段于膜兩側(cè)。 、 表 面 （ 周 圍 ） 蛋 白 質(zhì)（ p e r i p h e r a l protein）：親水肽段附著于雙分子層的內(nèi)或外表面。2021-12-237整整合合蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)表面蛋白質(zhì)表面蛋白質(zhì)細(xì) 胞 膜 蛋 白 質(zhì)2021-12-238膜蛋白質(zhì)的作用：膜蛋白質(zhì)的作用：（1）參與物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)：載體、通道或離子泵。（2）參與信

3、息傳遞：細(xì)胞膜的受體。（3）與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)2021-12-239（三）細(xì)胞膜的糖類(lèi)（三）細(xì)胞膜的糖類(lèi) 量少（2 21010），有寡糖、多糖。與膜脂質(zhì)及蛋白質(zhì)結(jié)合，作為細(xì)胞“標(biāo)記”膜受體的“識(shí)別”部分，與激素結(jié)合。若作為抗原部分，表示免疫信息。2021-12-2310糖糖類(lèi)類(lèi)2021-12-2311二、物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能二、物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的條件：物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的條件： 1 1）細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)有通透性）細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)有通透性 2 2）轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力：如濃度差、電位差、滲透壓差）轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力：如濃度差、電位差、滲透壓差 2021-12-2312細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)1 1）小分子物質(zhì)：小分子物質(zhì)：H

4、2O無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽：Na+、K+、Cl-、Ca2+等等 有機(jī)物有機(jī)物：G、aa等等氣體氣體：CO2、O2 2 2）大分子物質(zhì)：如酶、激素、吞噬的細(xì)菌等。大分子物質(zhì)：如酶、激素、吞噬的細(xì)菌等。2021-12-2313細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)2021-12-2314（一）被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(passive transport) 擴(kuò)散 擴(kuò)散：物質(zhì)順電位或化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。 擴(kuò)散的條件： 1）濃度差或電位差 2）溫度 3）膜的通透性 分類(lèi)： 單純擴(kuò)散 易化擴(kuò)散2021-12-23151.1.單純擴(kuò)散：?jiǎn)渭償U(kuò)散：?jiǎn)渭償U(kuò)散單純擴(kuò)散 （simple diffusion）：在生物體中一些物質(zhì)（脂溶性）：在生物體中一些物質(zhì)（脂溶

5、性）順順電位差或電位差或濃度差的跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)。濃度差的跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)。 如：氣體（如：氣體（O O2 2，COCO2 2），乙醇，尿素，水等。），乙醇，尿素，水等。 P P高高 P P低。低。2021-12-2316順濃度差的轉(zhuǎn)運(yùn)2021-12-23172.易化擴(kuò)散（facilitated diffusion）：水溶性物質(zhì)借助細(xì)胞膜上特殊蛋白質(zhì)，從高濃度側(cè)到低濃度側(cè)的擴(kuò)散。2021-12-2318（1）通道（channel）介導(dǎo)的易化擴(kuò)散 為一類(lèi)鑲嵌在膜上的蛋白質(zhì)，其中間有孔允許相應(yīng)的水化離子通過(guò)。有靜息、激活和失活三種狀態(tài)。 （圖） 主要轉(zhuǎn)運(yùn)離子，如K+、Na+ 等。2021-12-23192

6、021-12-23202021-12-2321根據(jù)通道“閘門(mén)”打開(kāi)的因素不同，分為：、電壓門(mén)控（voltage gated ion channel）通道 該類(lèi)通道的 開(kāi)放取決于膜兩側(cè)的電位差。、化學(xué)門(mén)控（chemical gated ion channel）通道 該類(lèi)通道的開(kāi)放取決于某種化學(xué)物質(zhì)是否作用 于膜受體。、機(jī)械門(mén)控（mechanically-gated ion channel）通道 2021-12-2322 載體 特點(diǎn)： a、結(jié)構(gòu)特異性高 b、飽和現(xiàn)象 c、競(jìng)爭(zhēng)性抑制（2）載體（carrier）介導(dǎo)的易化擴(kuò)散 主要轉(zhuǎn)運(yùn)小分子有機(jī)物，如G、aa。（圖）2021-12-23232021-

7、12-2324（3 3）滲透作用：H H2 2O O進(jìn)出細(xì)胞的方式（單純擴(kuò)散） P P低滲 P P高滲（二）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（active transport） 指細(xì)胞通過(guò)本身耗能過(guò)程，逆濃度差或電位差進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程。 如：鈉鉀泵。2021-12-23252021-12-2326鈉泵（sodium-potassium pump）：糖蛋白，分子量25萬(wàn)，屬細(xì)胞膜上的整合蛋白。 亞單位：轉(zhuǎn)運(yùn)Na+、K+，分解ATP。 亞單位：功能不詳。2021-12-2327其活性 ： 因細(xì)胞內(nèi)Na+、細(xì)胞外K+而激活。 因細(xì)胞內(nèi)Na+、細(xì)胞外K+而失活。 其每分解一個(gè)ATP可泵出3個(gè)Na+，同時(shí)泵入 2個(gè)K +，使

8、膜內(nèi)維持負(fù)電位，膜外維持正電位生電性鈉泵。 （圖）2021-12-23282021-12-2329神經(jīng)細(xì)胞和肌細(xì)胞正常時(shí)神經(jīng)細(xì)胞和肌細(xì)胞正常時(shí) ： K+濃度膜內(nèi) 外3050倍。 Na+濃度膜內(nèi) 無(wú)髓無(wú)髓NF。 2021-12-2367一、骨骼肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)1、肌原纖維和肌小節(jié) 肌纖維 暗帶，中央M線（粗、細(xì)肌絲） 肌原纖維 明帶，中央Z線 2021-12-2368 中央透明中央透明H帶，中央帶，中央M線線 （粗肌絲，長(zhǎng)度可變，縮（粗肌絲，長(zhǎng)度可變，縮窄窄 舒舒寬）寬） 暗帶暗帶 兩側(cè)較暗兩側(cè)較暗 （粗、細(xì)肌絲重疊，縮（粗、細(xì)肌絲重疊，縮寬寬 舒舒窄）窄） 肌小節(jié)肌小節(jié)=1/2明帶明帶+暗帶暗

9、帶+1/2明帶明帶 實(shí)際其長(zhǎng)實(shí)際其長(zhǎng)2.0-2.2m說(shuō)明粗細(xì)肌絲有重疊。說(shuō)明粗細(xì)肌絲有重疊。 2021-12-23692021-12-23702、肌管系統(tǒng) 橫管系統(tǒng)（transverse tabular system , T 管）： 肌C膜從表面（Z線水平）橫向伸入，穿行在肌原纖維之間的膜小管系統(tǒng)。 作用：肌膜AP通過(guò)其傳到C內(nèi)部。2021-12-2371 縱管系統(tǒng)（longitudinal tubular system, L管）： C內(nèi)肌質(zhì)網(wǎng)包繞每條肌原纖維，相互溝通，與肌小節(jié)平行，在靠近橫管處膨大成終末池。 （肌質(zhì)網(wǎng)內(nèi)Ca+ 肌漿內(nèi)，膜上有鈣泵） 作用：通過(guò)對(duì)Ca+貯存，釋放、回收，觸發(fā)肌

10、小節(jié)收縮、舒張。2021-12-2372三聯(lián)管（triad）：由每個(gè)橫管與兩側(cè)的終末池構(gòu)成。 作用：它是把肌C膜的電變化和C內(nèi)的收縮過(guò)程銜接或耦聯(lián)起來(lái)的關(guān)鍵部位。 （F） 2021-12-2373二、骨骼肌的興奮- -收縮耦連 1、興奮興奮收縮耦聯(lián)收縮耦聯(lián)（excitation-contraction coupling） 以肌膜的電變化為特征的興奮過(guò)程和以肌絲滑行為基礎(chǔ)的收縮過(guò)程之間的以肌膜的電變化為特征的興奮過(guò)程和以肌絲滑行為基礎(chǔ)的收縮過(guò)程之間的中介過(guò)程稱中介過(guò)程稱。2021-12-23742、興奮-收縮耦聯(lián)過(guò)程 肌膜Ap Ap 至橫管膜 三聯(lián)體（關(guān)鍵部位） 終末池CaCa+通道開(kāi)放 CaC

11、a+內(nèi)流 肌漿中CaCa+（關(guān)鍵耦聯(lián)物） 肌絲滑行收縮 . .2021-12-23753、包括三個(gè)步驟： 電興奮通過(guò)橫管系統(tǒng)傳向肌C深處。肌C膜 AP橫管膜AP。 三聯(lián)管處的信息傳遞：橫管膜AP引起終末池 及肌質(zhì)網(wǎng)上Ca+通道開(kāi)放Ca+入肌漿肌 絲滑行。2021-12-2376 肌質(zhì)網(wǎng)對(duì)Ca+有貯存，釋放和再聚集的作用。 當(dāng)肌漿中Ca+時(shí)，肌質(zhì)網(wǎng)膜上鈣泵被激活，將Ca+從肌漿中泵回肌質(zhì)網(wǎng)肌漿中Ca+肌肉舒張。2021-12-2377 三、骨骼肌收縮的分子機(jī)制 1. 肌絲的分子組成肌絲的分子組成（1 1）粗肌絲粗肌絲（myosin）：由：由肌凝蛋白肌凝蛋白組成組成 桿桿 + 頭（頭（橫橋橫橋cr

12、oss bridge)， 呈豆芽形與桿垂直伸出桿外呈豆芽形與桿垂直伸出桿外，各橫橋間夾角，各橫橋間夾角 60，間距，間距14.3nm，每一平面一周，每一平面一周上只有二個(gè)橫橋（相隔上只有二個(gè)橫橋（相隔180）。每條粗肌絲周?chē)校Ｃ織l粗肌絲周?chē)辛鶙l細(xì)肌絲可與橫橋接觸。六條細(xì)肌絲可與橫橋接觸。2021-12-23782021-12-2379橫橋特點(diǎn): 與細(xì)肌絲可逆結(jié)合，拖動(dòng)細(xì)肌絲向M線滑行 具ATP酶活性，分解ATP供能 2021-12-2380（2 2）細(xì)肌絲：由三種蛋白組成細(xì)肌絲：由三種蛋白組成（F） a.a.肌纖（動(dòng)）蛋白肌纖（動(dòng)）蛋白（actin）：雙螺旋狀，單體為球）：雙螺旋狀，單體

13、為球 形其上有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn)，可與橫橋可逆結(jié)合。形其上有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn)，可與橫橋可逆結(jié)合。b. b. 原肌凝蛋白原肌凝蛋白（troponin）：呈雙螺旋狀，位于?。撼孰p螺旋狀，位于肌 纖蛋白的螺旋溝中。安纖蛋白的螺旋溝中。安 靜時(shí)，阻障肌纖蛋白與橫靜時(shí)，阻障肌纖蛋白與橫 橋的結(jié)合。橋的結(jié)合。2021-12-2381c. 肌鈣蛋白（troponin）：球形，含三個(gè)亞單位：C：與Ca+結(jié)合。T：使肌鈣蛋白結(jié)合于原肌凝蛋白上。 I：在C亞單位與Ca+結(jié)合后，把信息傳給原肌 凝蛋白構(gòu)象變化肌纖蛋白上與橫橋結(jié)合 點(diǎn)暴露（去阻礙作用）。2021-12-23822021-12-2383 2. 肌絲滑行

14、肌絲滑行的基本過(guò)程的基本過(guò)程 肌肉收縮時(shí)，無(wú)肌絲縮短和卷曲，而是細(xì)肌絲肌肉收縮時(shí)，無(wú)肌絲縮短和卷曲，而是細(xì)肌絲在粗肌絲間滑行重疊的結(jié)果在粗肌絲間滑行重疊的結(jié)果 。2021-12-2384 收縮 ： 肌膜上AP肌漿中Ca+Ca+肌鈣蛋白信息傳給原肌凝蛋白扭轉(zhuǎn)橫橋與肌纖蛋白結(jié)合、扭動(dòng)、解離及再結(jié)合，如此反復(fù)細(xì)肌絲向暗帶中央移動(dòng)肌小節(jié)縮短肌肉收縮。2021-12-2385 舒張： 當(dāng)肌質(zhì)網(wǎng)把Ca+泵回網(wǎng)腔 肌漿內(nèi)Ca+Ca+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白恢復(fù)原先構(gòu)型肌纖蛋白上的結(jié)合點(diǎn)被掩蓋橫橋不能扭動(dòng)細(xì)肌絲恢復(fù)原狀肌肉舒張。2021-12-23862021-12-2387四、骨骼肌收縮的外部表現(xiàn)和力學(xué)分析

15、四、骨骼肌收縮的外部表現(xiàn)和力學(xué)分析（一）肌肉收縮的外部表現(xiàn)（一）肌肉收縮的外部表現(xiàn) 1.1.等張收縮與等長(zhǎng)收縮等張收縮與等長(zhǎng)收縮 肌肉收縮后張力并不改變，但長(zhǎng)度明顯縮短，稱為肌肉收縮后張力并不改變，但長(zhǎng)度明顯縮短，稱為等張收縮等張收縮。 肌肉收縮時(shí)，其長(zhǎng)度不會(huì)縮短，但肌肉所產(chǎn)生的張力增大，這種收縮形式，肌肉收縮時(shí)，其長(zhǎng)度不會(huì)縮短，但肌肉所產(chǎn)生的張力增大，這種收縮形式，稱為稱為等長(zhǎng)收縮等長(zhǎng)收縮。2021-12-2388A B2021-12-2389 2.2.單收縮和強(qiáng)直收縮單收縮和強(qiáng)直收縮 單收縮：?jiǎn)问湛s：肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過(guò)程。肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過(guò)程。

16、強(qiáng)直收縮強(qiáng)直收縮: :肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過(guò)程?；A(chǔ)上出現(xiàn)的過(guò)程。 不完全強(qiáng)直收縮不完全強(qiáng)直收縮: :當(dāng)新刺激落在前一次收縮的舒張期當(dāng)新刺激落在前一次收縮的舒張期, ,所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過(guò)程稱之收縮過(guò)程稱之 。 完全強(qiáng)直收縮完全強(qiáng)直收縮: : 當(dāng)新刺激落在前一次收縮的縮短期當(dāng)新刺激落在前一次收縮的縮短期, ,所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收所出現(xiàn)的強(qiáng)而持久的收縮過(guò)程稱之縮過(guò)程稱之 。 2021-12-23902021-12-2391 （二）肌肉收縮的力學(xué)分析（二）肌肉收縮的力學(xué)分析

17、 1.1.前負(fù)荷前負(fù)荷：在肌肉收縮之前就加在肌肉上：在肌肉收縮之前就加在肌肉上的負(fù)荷，它使肌肉在收縮前即處于某種被的負(fù)荷，它使肌肉在收縮前即處于某種被拉長(zhǎng)的狀態(tài)，又稱初長(zhǎng)；拉長(zhǎng)的狀態(tài)，又稱初長(zhǎng)； 2.2.后負(fù)荷后負(fù)荷：當(dāng)肌肉開(kāi)始收縮時(shí)才遇到的負(fù)當(dāng)肌肉開(kāi)始收縮時(shí)才遇到的負(fù)荷或阻力。荷或阻力。 2021-12-23923.肌肉的收縮能力 肌肉收縮能力（contraltility）：指與負(fù)荷無(wú)關(guān)的、決定肌肉收縮效能的內(nèi)在特性。 包括：興奮收縮耦聯(lián)過(guò)程，胞漿Ca+濃度、橫橋ATP酶活性。 O2 、酸中毒等 肌肉收縮能力。 Ca+、腎上腺素等 肌肉收縮能力。2021-12-2393（1）通道（chann

18、el）介導(dǎo)的易化擴(kuò)散 為一類(lèi)鑲嵌在膜上的蛋白質(zhì)，其中間有孔允許相應(yīng)的水化離子通過(guò)。有靜息、激活和失活三種狀態(tài)。 （圖） 主要轉(zhuǎn)運(yùn)離子，如K+、Na+ 等。2021-12-23942021-12-2395（三）出胞和入胞（三）出胞和入胞 1、出胞（exocytosis）：指物質(zhì)由細(xì)胞排出的過(guò)程。 如：神經(jīng)末梢分泌遞質(zhì)，腺體分泌激素。 2、入胞（endocytosis）：指細(xì)胞外大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。 （圖） 吞噬（deglutition）：固體物。單核C、巨噬C、中性粒C. 吞飲（pinocytosis）：液體。液相和受體介導(dǎo)入胞。2021-12-2396 膜內(nèi)外膜內(nèi)外Na+濃度差、濃度差、電位差( ( 動(dòng)力動(dòng)力 ) 受刺激時(shí)受刺激時(shí)Na+通道通道 開(kāi)放開(kāi)放 ( 通透性通透性 ) 電位差（阻力）電位差（阻力） = 動(dòng)作電位的動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制產(chǎn)生機(jī)制 去極化：去極化：細(xì)胞受刺激時(shí)細(xì)胞受刺激時(shí) NaNa+ +通道開(kāi)放，通道開(kāi)放，NaNa+ +快快 速內(nèi)流（速內(nèi)流（內(nèi)正外負(fù)內(nèi)正外負(fù)）。）。NaNa+ +內(nèi)內(nèi)流流 濃度差（動(dòng)力）濃度差（動(dòng)力）Na +平衡電位平衡電位動(dòng)作電位動(dòng)作電位2021-12-2397復(fù)極化：復(fù)極化：細(xì)胞去極化至一定程度細(xì)胞去極化至一定程度