大學課程生理學二、細胞(1跨膜轉運)課件

1、第二章 細胞的基本功能生理學教研室第二章 細胞的基本功能生理學教研室目 錄二、細胞的信號轉導一、細胞膜的物質轉運功能三、細胞的電活動四、肌細胞的收縮目 錄二、細胞的信號轉導一、細胞膜的物質轉運功能三、細胞的細胞是構成人體的基本結構和功能單位；第一節(jié) 細胞膜的物質轉運功能(1014)細胞是構成人體的基本結構和功能單位；第一節(jié) 細胞膜的物質轉細胞的基本結構： 細胞膜 細胞質（細胞器+基質） 細胞核一、細胞膜的分子結構細胞的基本結構：一、細胞膜的分子結構一、細胞膜的分子結構細胞膜/質膜的構成： 脂質 蛋白質 糖類功能活躍的細胞蛋白質的含量較高。一、細胞膜的分子結構細胞膜/質膜的構成：液態(tài)鑲嵌模型液態(tài)

2、鑲嵌模型液態(tài)鑲嵌模型的由來實驗一：水溶性物質脂溶性物質結論：細胞膜由脂質組成。液態(tài)鑲嵌模型的由來實驗一：水溶性脂溶性結論：細胞膜由脂質組成液態(tài)鑲嵌模型的由來實驗二：收集：細胞膜/血影結論：細胞膜的主要成分脂質和蛋白質。溶血化學分析：脂質+蛋白質液態(tài)鑲嵌模型的由來實驗二：收集：結論：細胞膜的主要成分脂質和液態(tài)鑲嵌模型的由來實驗三：液氣結論：脂質的排列方式。頭尾液態(tài)鑲嵌模型的由來實驗三：液結論：脂質的排列方式。頭尾液態(tài)鑲嵌模型的由來實驗四：液氣結論：脂質排列的連續(xù)雙分子層。血影丙酮抽提面積為RBC表面積的2倍液態(tài)鑲嵌模型的由來實驗四：液結論：脂質排列的連續(xù)雙分子層。血大學課程生理學二、細胞(1跨膜

3、轉運)課件實驗五： 1959年，JD Robertsen電鏡發(fā)現(xiàn)： “暗-亮-暗”結論：脂質-蛋白質-脂質。實驗五：結論：脂質-蛋白質-脂質。脂質雙分子層的構成 (1) 磷 脂：70% (2) 膽固醇：30% (3) 糖 脂：10%不同脂質的分布：膜內層：含氨基酸的磷脂，如 磷脂酰絲氨酸 （細胞凋亡檢測圖） 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰肌醇（第二信使） 膜外層：磷脂酰膽堿、糖脂 脂質雙分子層的構成不同脂質的分布：Annexin V檢測磷脂酰絲氨酸外翻：凋亡Annexin V檢測磷脂酰絲氨酸外翻：凋亡細胞膜的流動性： 膽固醇的含量：流動阻尼器脂肪酸烴鏈的長度、飽和度： 烴鏈短、飽和度低，則流動性大蛋白質

4、的含量：阻礙細胞膜的流動性： 膽固醇的含量：流動阻尼器膜蛋白（1） 表面蛋白（2030%） 分布在膜的外表面與內表面 受體蛋白：可與激素、神經遞質等配體結合（2） 整合蛋白（7080%） 以螺旋結構一次或多次穿過脂質雙分子層 如：載體（carrier） 通道（channel） 離子泵（ion pump）膜蛋白糖類（210）糖蛋白：糖類與膜蛋白結合生成糖脂：糖類與膜脂質結合生成分布于細胞膜的外側，可作為受體或抗原 紅細胞膜：ABO血型系統(tǒng)抗原 霍亂毒素：GM1糖脂糖類（210）二、跨細胞膜的物質轉運二、跨細胞膜的物質轉運物質跨膜轉運的方式取決于該物質的理化性質：脂溶性和少數(shù)小分水溶性物質：直接穿

5、越細胞膜；大部分水溶性物質和離子：膜蛋白介導的跨膜轉運；大分子或物質團塊：膜泡運輸。二、跨細胞膜的物質轉運單純擴散膜蛋白介導的跨膜轉運膜泡運輸通道介導的跨膜轉運載體介導的跨膜轉運方式物質跨膜轉運的方式取決于該物質的理化性質：二、跨細胞膜的物質單純擴散：O2CO2N2尿素擴散效率： 濃度差 通透性單純擴散：O2擴散效率：通道介導的跨膜轉運：電壓門控通道化學門控通道機械門控通道通道介導的跨膜轉運：電壓門控通道電壓門控性通道通道開放/關閉受膜兩側電位差控制如 電壓門控性Na通道、K通道、 Ca2通道等電壓門控性通道如 電壓門控性Na通道、K通道、化學門控通道/配體門控性通道化學門控通道/配體門控性通

6、道機械門控性通道通道開放和關閉受機械刺激控制如 皮膚觸壓覺感受器 內耳毛細胞的感受器 容積性氯離子通道機械門控性通道水通道CHIP(+)Control 水通道CHIP(+)Control 通道的共同特征： (1) 高度的離子選擇性 如 Na通道、Ca2+通道、K通道、Cl通道 (2) 門控特性： 如 電壓、化學物質、機械刺激等； (3) 高轉運速度：106108個離子/秒； (4) 由于所有的離子通道均無分解ATP的能力，離子只能是順著濃度差或電位差進行被動轉運，因而通道介導的跨膜被動轉運也稱為經通道易化擴散。通道的共同特征：經載體的被動/易化擴散水溶性小分子物質順濃度差或電位差經載體被動轉運

7、葡萄糖、氨基酸經載體的被動/易化擴散經載體的主動轉運 特點： 原發(fā)性主動轉運：鈉泵、鈣泵、質子泵 繼發(fā)性主動轉運： 葡萄糖和氨基酸在 小腸粘膜的主動吸收耗能逆濃度或電位梯度造成物質的不均衡分布生物電的基礎經載體的主動轉運耗能鈉-鉀泵，簡稱鈉泵，也稱Na+-K+-ATP酶Na+K+每分解一個ATP分子3個Na移出胞外2個K移入胞內外內鈉-鉀泵，簡稱鈉泵，也稱Na+-K+-ATP酶Na+K+每分大學課程生理學二、細胞(1跨膜轉運)課件鈉泵的生理意義：作用：使細胞外的Na濃度為胞內濃度的12倍； 使細胞內的K濃度為胞外濃度的30倍； 維持細胞容積：把漏入胞內Na泵出，防止細胞腫脹； 如用喹巴因鈉泵被

8、抑制后，細胞會腫脹 維持細胞內高K狀態(tài)，有利于代謝反應（蛋白質合成） 產生生物電的前提； 繼發(fā)性主動轉運的動力鈉泵的生理意義：鈣泵，也稱Ca2+-ATP酶質膜鈣泵分解1分子ATP可將1個Ca2+由胞內轉運至胞外肌質網、內質網鈣泵1分子ATP可將2個Ca2+由胞質內轉運至肌質網、內質網降低胞漿內的鈣濃度鈣泵，也稱Ca2+-ATP酶其他泵： 質子泵： 調節(jié)胃酸分泌 碘 泵：調節(jié)碘轉運其他泵：繼發(fā)性主動轉運 轉運所需能量并不直接來自ATP的分解， 而是間接來自Na+在膜兩側的濃度勢能差。如： 葡萄糖、氨基酸在小腸粘膜或腎小管上皮的重吸收；繼發(fā)性主動轉運繼發(fā)性主動轉運原發(fā)性主動轉運經載體易化擴散繼發(fā)性主動轉運原發(fā)性主動轉運經載體易化擴散繼發(fā)性主動轉運的特點：鈉泵（分解ATP）活動造成腸粘膜細胞內低Na+；胞內-腸腔Na+的勢能差激活鈉葡萄糖通向轉運體，Na+和葡萄糖被轉運到細胞內；葡萄糖順濃度差從細胞內擴散到組織間隙；用藥物抑制鈉泵，葡萄糖的繼發(fā)性主動轉運減弱或消失。繼發(fā)性主動轉運的特點：載體轉運的特征：（1）飽和現(xiàn)象（2）競爭性抑制（3）一定的特異性載體轉運的特征：膜泡運輸膜泡運輸出胞和入胞 出胞（1） 持續(xù)性分泌（2） 調節(jié)