生理學(xué)第02章細胞基本功能2017版護理本科人衛(wèi)第3版

1、生理學(xué)第02章細胞基本功能2017版護理本科人衛(wèi)第3版細胞的基本功能細胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能（自學(xué)）：細胞膜受體；配體生物電活動（神經(jīng)細胞）靜息電位動作電位肌細胞的收縮（骨骼肌）2第一節(jié) 細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能3病例遺傳性球形紅細胞增多癥患者女性，22歲。臨床表現(xiàn)為貧血、黃疸，有十多年的貧血病史。該患者有明顯的脾大。實驗室檢查表明該患者的紅細胞大部分是小的球形紅細胞，而且這種紅細胞的滲透脆性較高。將患者的紅細胞體外孵育時， 溶血較正常人嚴(yán)重。 如果加入糖和ATP可明顯抑制溶血的發(fā)生。 查該患者紅細胞內(nèi)鈉和鉀濃度正常， 但細胞膜對鈉和鉀的通透性是正常的3倍，并且細胞膜上的鈉-鉀泵水平也是正常

2、的3倍。4案例問題紅細胞為什么會破裂（溶血）？水的跨膜轉(zhuǎn)運鈉和鉀是如何通過細胞膜的？離子的跨膜轉(zhuǎn)運為什么加入糖和ATP能夠抑制溶血？鈉-鉀泵的生理作用、意義5學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉單純擴散轉(zhuǎn)運的物質(zhì)、動力掌握易化擴散的概念、方式、轉(zhuǎn)運物質(zhì)、動力；熟悉載體介導(dǎo)的易化擴散和通道介導(dǎo)的易化擴散的特點掌握主動轉(zhuǎn)運的概念、方式、轉(zhuǎn)運物質(zhì)、動力掌握鈉-鉀泵作用、生理意義了解出胞和入胞6化學(xué)組成：脂質(zhì)；蛋白質(zhì)；糖液態(tài)鑲嵌模型一、細胞膜的結(jié)構(gòu)概述7二 、細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運的動力（決定轉(zhuǎn)運方向）勢能（電-化學(xué)驅(qū)動力）：濃度勢能；電荷勢能化學(xué)能：ATP跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運的方式細胞膜的通透性決定物質(zhì)通過細胞膜的難易程

3、度8二 、細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能脂溶性物質(zhì)；氣體；水單純擴散（simple diffusion）動力：勢能非脂溶性的小分子物質(zhì)或帶電離子細胞膜蛋白質(zhì)輔助易化擴散（facilitated diffusion）主動轉(zhuǎn)運（active transport）大分子和顆粒物質(zhì)膜泡運輸：出胞/入胞（吞噬；吞飲）9易化擴散（facilitated diffussion）一些不溶于脂質(zhì)或在脂質(zhì)中溶解度很小的物質(zhì)，在細胞膜結(jié)構(gòu)中特殊蛋白質(zhì)的協(xié)助下，從膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴散的過程動力：勢能膜蛋白載體（carrier）介導(dǎo)的易化擴散通道（channel）介導(dǎo)的易化擴散10載體介導(dǎo)的易化擴散轉(zhuǎn)運物質(zhì)：水溶性小分

4、子物質(zhì)特點結(jié)構(gòu)特異性飽和現(xiàn)象競爭性抑制11通道介導(dǎo)的易化擴散轉(zhuǎn)運物質(zhì): 離子基本特征離子選擇性轉(zhuǎn)運速度快門控性電壓門控通道化學(xué)門控通道機械門控通道12細胞通過本身的某種耗能過程，將某種物質(zhì)的分子或離子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程動力：化學(xué)能（ATP）膜蛋白直接利用（原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運）：ATP酶（泵）間接利用（繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運）：載體主動轉(zhuǎn)運13同向轉(zhuǎn)運體反向轉(zhuǎn)運體繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運舉例14鈉-鉀泵（鈉-鉀依賴式ATP酶）每分解一分子ATP，將3個Na+移出胞外，將2個K+移入胞內(nèi)維持鈉和鉀的跨膜梯度細胞內(nèi)高鉀維持代謝反應(yīng)維持細胞內(nèi)滲透壓和細胞容積細胞發(fā)生電活動的基礎(chǔ)生電效應(yīng)細胞外高鈉提供勢能儲

5、備抑制劑: 哇巴因15案例問題紅細胞為什么會破裂（溶血）？水的跨膜轉(zhuǎn)運鈉和鉀是如何通過細胞膜的？離子的跨膜轉(zhuǎn)運為什么加入糖和ATP能夠抑制溶血？鈉-鉀泵的生理作用、意義16小結(jié)知識點1：物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運記憶：易化擴散、主動轉(zhuǎn)運的概念；通道、載體的特點理解：物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運的影響因素（動力、通透性）應(yīng)用：各轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運的物質(zhì)知識點2：鈉-鉀泵記憶：鈉鉀泵的生理作用理解：鈉鉀泵的生理意義應(yīng)用：鈉鉀泵異常對機體的影響17第三節(jié) 細胞的生物電現(xiàn)象我不欲人之加諸我也，吾亦欲無加諸人。論語公冶長18病例原發(fā)性高血鉀周期性麻痹患者男性，10歲?；加屑∪饴楸园Y，肌肉周期性攣縮并伴有疼痛，隨后反應(yīng)遲緩，肌肉發(fā)生癱瘓。

6、體格檢查：血鉀 6.8 mmol/L（正常4.5 mmol/L），細胞內(nèi)鉀離子明顯降低，癥狀發(fā)生時，骨骼肌細胞膜靜息電位幅度降低。同時使用胰島素和沙丁胺醇（2受體激動劑），癥狀得到明顯緩解。19案例問題患者為什么會癱瘓？興奮和興奮性患者靜息電位為什么會降低？靜息電位的產(chǎn)生機制細胞內(nèi)外鉀離子濃度異常與癱瘓有什么關(guān)系？生物電現(xiàn)象：靜息電位和動作電位動作電位的產(chǎn)生條件為什么肌肉先出現(xiàn)攣縮再出現(xiàn)癱瘓？動作電位的產(chǎn)生機制20一、靜息電位（resting potential）與其產(chǎn)生機制細胞處于靜息狀態(tài)時，膜兩側(cè)存在的外正內(nèi)負的電位差以神經(jīng)細胞為例：-70 mV21靜息電位極化（polarization）

7、超極化（hyperpolarization）去極化（depolarization）超射（overshoot）復(fù)極化（repolarization）22靜息電位產(chǎn)生的機制離子的跨膜轉(zhuǎn)運/流動電-化學(xué)驅(qū)動力（electrochemical driving force）濃度差鈉-鉀泵細胞膜的選擇通透性離子通道23平衡電位驅(qū)動力：濃度差；電荷差平衡電位：電驅(qū)動力 = -化學(xué)驅(qū)動力Nernst公式Ex = ln = 60 log （mV）EK = -102 mVENa = +56 mVECl = -76 mVEca = +123 mVRTZFXoXiXoXi24影響靜息電位的因素K+平衡電位細胞內(nèi)外K+

8、濃度差K+外流細胞膜對Na+的通透性Na+內(nèi)流去極化鈉泵活動水平超極化25二、動作電位與其產(chǎn)生機制細胞的動作電位（action potential）細胞受刺激時在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的可擴布的電位變化峰電位（spike potential）去極相復(fù)極相后電位（after-potential）負后電位正后電位26動作電位產(chǎn)生機制動作電位的產(chǎn)生機制：離子的跨膜流動電-化學(xué)驅(qū)動力與其變化細胞膜通透性的變化27動作電位產(chǎn)生機制28動作電位的產(chǎn)生機制離子跨膜流動電化學(xué)驅(qū)動力離子通道去極相Na+內(nèi)流（ Na+平衡電位）鈉通道河豚毒復(fù)極相K+外流鉀通道四乙胺29動作電位的產(chǎn)生條件與閾電位閾電位（thresho

9、ld potential）能觸發(fā)動作電位（鈉通道大量開放）的膜電位臨界值能觸發(fā)膜去極化與鈉通道開放形成正反饋的膜電位水平30動作電位的特點“全或無”現(xiàn)象要么不產(chǎn)生，要產(chǎn)生就是最大幅度不衰減性傳導(dǎo)幅度不會因為傳導(dǎo)距離的增加而減小脈沖式動作電位之間總有一定的間隔（絕對不應(yīng)期）31動作電位的傳導(dǎo)細胞膜依次產(chǎn)生動作電位機制：局部電流32跳躍式傳導(dǎo)（saltatory conduction）有髓神經(jīng)纖維只能在郎飛結(jié)處產(chǎn)生動作電位33興奮性刺激與反應(yīng)刺激的條件強度閾強度（threshhold）：當(dāng)一個刺激的其它參數(shù)不變時，剛好引起組織產(chǎn)生反應(yīng)的刺激強度閾刺激；閾上刺激；閾下刺激持續(xù)時間強度-時間變化率反應(yīng)

10、興奮；抑制34興奮性興奮性（excitability）對刺激產(chǎn)生興奮的能力或特性可興奮組織（共同反應(yīng)：動作電位）神經(jīng)組織神經(jīng)沖動肌組織收縮腺組織分泌衡量指標(biāo)：閾強度（與興奮性成負相關(guān)）35興奮性的周期性變化絕對不應(yīng)期相對不應(yīng)期超常期低常期36三、局部電位與其特性閾下刺激使少量鈉通道開放特點隨刺激強度增大而增大衰減性傳導(dǎo)總和反應(yīng)空間總和時間總和37案例問題患者為什么會癱瘓？興奮和興奮性患者靜息電位為什么會降低？靜息電位的產(chǎn)生機制細胞內(nèi)外鉀離子濃度異常與癱瘓有什么關(guān)系？生物電現(xiàn)象：靜息電位和動作電位動作電位的產(chǎn)生條件為什么肌肉先出現(xiàn)攣縮再出現(xiàn)癱瘓？動作電位的產(chǎn)生機制38小結(jié)知識點3：靜息電位記憶：

11、靜息電位的概念、產(chǎn)生機制；與膜電位變化有關(guān)的名詞理解：離子跨膜流動的影響因素應(yīng)用：血鉀異常對靜息電位的影響知識點4：動作電位記憶：動作電位的概念、組成、特點、產(chǎn)生機制、傳播機制；鈉通道的特點；閾強度、閾刺激、閾電位理解：動作電位幅度的影響因素；鈉通道再生性循環(huán)；跳躍式傳導(dǎo)的意義應(yīng)用：鈉通道阻斷劑的臨床應(yīng)用39小結(jié)知識點5：興奮性與其變化記憶：興奮性的概念、衡量指標(biāo)；可興奮組織；神經(jīng)細胞興奮性的周期性變化理解：細胞膜電位和鈉通道對興奮性的影響應(yīng)用：電解質(zhì)異常對細胞興奮性的影響知識點6：局部電位記憶：局部電位的概念、特點理解：局部電位與動作電位的區(qū)別以與關(guān)系應(yīng)用：人體中的局部電位40第四節(jié) 肌細胞

12、的收縮知之者不如好之者，好之者不如樂之者。論語雍也41病例重癥肌無力患者女性，30歲，近三個月來感覺渾身乏力和易疲勞。近一周，上述癥狀明顯加重，梳頭困難并伴有眼瞼下垂，上樓梯時幾次摔倒在地，休息后可緩解。體格檢查：血清中膽堿能受體抗體增多，重復(fù)刺激運動神經(jīng)元時骨骼肌的反應(yīng)下降。使用新斯的明治療后癥狀減輕。42案例問題患者為什么會出現(xiàn)肌無力的表現(xiàn)？神經(jīng)-肌接頭的興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)骨骼肌收縮機制患者的癥狀為什么休息后緩解，而反復(fù)刺激運動神經(jīng)骨骼肌的反應(yīng)性下降？膽堿能受體抗體與患者癥狀有什么關(guān)系？如何進行治療？新斯的明為什么有效？神經(jīng)-肌接頭的興奮傳遞43學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握神經(jīng)-肌接頭興奮傳遞的過程熟

13、悉興奮-收縮耦聯(lián)的過程、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、關(guān)鍵離子熟悉骨骼肌收縮的機制、肌絲的分子組成與其作用了解肌肉收縮的形式、影響因素44骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處的結(jié)構(gòu)45骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處的結(jié)構(gòu)接頭前膜突觸小泡（乙酰膽堿）接頭間隙接頭后膜（終板膜）N2型乙酰膽堿受體乙酰膽堿酯酶46骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞過程電-化學(xué)-電神經(jīng)末梢動作電位（電）乙酰膽堿釋放（化學(xué)）鈣通道開放（去極化）細胞內(nèi)Ca2+突觸囊泡釋放乙酰膽堿：出泡（量子式釋放）乙酰膽堿（化學(xué)）骨骼肌細胞動作電位（電）乙酰膽堿受體開放Na+內(nèi)流終板膜去極化終板電位（局部電位）骨骼肌細胞動作電位微終板電位：單個囊泡釋放的乙酰

14、膽堿引起的終板膜電位微小的去極化乙酰膽堿酯酶分解乙酰膽堿47骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)肌管系統(tǒng)三聯(lián)管48骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)三聯(lián)管T管肌質(zhì)網(wǎng)L型鈣通道Ca2+釋放通道鈣泵（鈣回收）49橫紋肌細胞的興奮-收縮耦聯(lián)50骨骼肌的收縮機制肌絲滑行理論（myofilament sliding theory）51肌絲的分子組成粗肌絲肌球蛋白（myosin）橫橋（cross-bridge）與細肌絲結(jié)合向M線方向扭動ATP酶活性52肌絲的分子組成細肌絲肌動蛋白（actin）構(gòu)成細肌絲主干橫橋結(jié)合位點原肌球蛋白（tropomyosin）掩蓋橫橋結(jié)合位點肌鈣蛋白（troponin）T亞單位：與原肌球蛋白相連I亞單位

15、：與肌動蛋白相連C亞單位：能夠與Ca2+結(jié)合53肌絲滑行的基本過程化學(xué)能機械能橫橋周期（cross bridge cycling）結(jié)合擺動解離復(fù)位54骨骼肌的收縮形式等長收縮和等張收縮單收縮和強直收縮55影響骨骼肌收縮的主要因素前負荷（preload）初長度（initial length）最適初長度（optimal initial length）56影響骨骼肌收縮的主要因素后負荷（afterload）與產(chǎn)生張力呈正相關(guān)與收縮速度呈負相關(guān)肌肉收縮能力（contractility）細胞內(nèi)Ca2+濃度ATP酶活性57案例問題患者為什么會出現(xiàn)肌無力的表現(xiàn)？神經(jīng)-肌接頭的興奮傳遞興奮-收縮耦聯(lián)骨骼肌收縮機制患者的癥狀為什么休息后緩解，而反復(fù)刺激運動神經(jīng)骨骼肌的反應(yīng)性下降？膽堿能受體抗體與患者癥狀有什么關(guān)系？如何進行治療？新斯的明為什么有效？神經(jīng)-肌接頭