第2章細胞的基本功能(2次課)

第二章細胞的基本功能第一節(jié)細胞的結(jié)構(gòu)細胞是構(gòu)成人體最基本的結(jié)構(gòu)與功能單位形態(tài)、大小依其所處環(huán)境、生理功能不同而有很大差別生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是1頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能一、細胞膜(cellmembrane)的結(jié)構(gòu)概述包被整個細胞最外層的薄膜，又稱質(zhì)膜(plasmamembrane)，使胞質(zhì)與外部環(huán)境相分隔（一）脂質(zhì)雙分子層1、膜的脂質(zhì)組成：主要由磷脂(phospholipid)和膽固醇(cholesterol)組成，還有少量鞘脂以脂質(zhì)雙層的形式存在于細胞膜2、特點：脂質(zhì)雙層中的脂質(zhì)成分呈不對稱分布膜具有流動性生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是2頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（二）細胞膜的蛋白根據(jù)功能，膜蛋白可分為：酶蛋白、轉(zhuǎn)運蛋白、受體蛋白等根據(jù)在膜上存在的形式，可分為：表面蛋白（20%-30%）和整合蛋白（70%-80%）。（三）細胞膜的糖類（細胞的天線）質(zhì)膜中糖類主要是與膜蛋白或膜脂質(zhì)結(jié)合，生成糖蛋白或糖脂結(jié)合于糖蛋白或糖脂上的糖鏈僅存在于細胞膜的外側(cè)ABO血型：A型與B型，僅寡糖鏈中一個糖基不同（P81)。生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是3頁\一共有100頁\編輯于星期一細胞膜結(jié)構(gòu)第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是4頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能二、細胞質(zhì)(ctyoplasm)填充于細胞膜和細胞核之間的半透明膠狀物質(zhì)，由基質(zhì)和其中的細胞器構(gòu)成（一）細胞器1、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)：膜表面分布著大量的核糖體，主要功能是合成分泌性的蛋白和多種膜蛋白光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER)：表面無核糖體，是脂類合成的重要場所生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是5頁\一共有100頁\編輯于星期一內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是6頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能2、核糖體（ribosome)：蛋白質(zhì)合成生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是7頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能3、高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝，然后分別運送到細胞特定部位或分泌到細胞外內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的脂類一部分也要經(jīng)過高爾基體向細胞質(zhì)膜和溶酶體膜等部位運輸細胞內(nèi)糖類合成的工廠生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是8頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能4、溶酶體(lysosome)：細胞內(nèi)的消化作用5、線粒體(mitochondria)：細胞內(nèi)物質(zhì)氧化還原的重要場所，為細胞進行各種生命活動提供能量生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是9頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能6、中心體(centrosome)：參與細胞有絲分裂，與細胞分裂過程中紡錘體的形成、染色質(zhì)的移動有關(guān)有絲分裂并不難間前中后末相連（間期）復(fù)制合成又生長（前期）膜仁消失現(xiàn)兩體（中期）形定數(shù)晰赤道齊（后期）點裂體增移兩極（末期）兩消兩現(xiàn)質(zhì)分離生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是10頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能7、微絲(microfilament)：與細胞質(zhì)運動、肌肉收縮、微絨毛收縮、胞內(nèi)運輸、胞質(zhì)分裂環(huán)及細胞信號傳遞有關(guān)8、微管(microtuble)：構(gòu)成細胞的支架，參與細胞形態(tài)的維持、細胞運動及細胞分裂、胞內(nèi)運輸?shù)壬韺W(xué)Physiology現(xiàn)在是11頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（二）基質(zhì)細胞中除去可分辨的細胞器以外的膠狀物質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)中含有與中間代謝有關(guān)的多種酶類以及與維持細胞形態(tài)和細胞內(nèi)物質(zhì)運輸有關(guān)的細胞質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)細胞與環(huán)境、細胞質(zhì)與細胞核，以及細胞器之間的物質(zhì)運輸、能量交換和信息傳遞等都要通過細胞質(zhì)基質(zhì)來完成，很多重要的中間代謝反應(yīng)也在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是12頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能三、細胞核細胞遺傳和代謝的中心DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄與加工在核內(nèi)進行,蛋白質(zhì)翻譯則局限在細胞質(zhì)中1、核膜：細胞核與細胞質(zhì)的分界膜，上有核孔2、核仁：rRNA合成、加工和核糖體亞單位的組裝場所生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是13頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能3、染色質(zhì)與染色體：染色質(zhì)：間期細胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性結(jié)構(gòu)，是間期細胞遺傳物質(zhì)存在的形式染色體：細胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，由染色質(zhì)絲發(fā)生螺旋化、濃縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是14頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能染色質(zhì)經(jīng)過4級包裝，共壓縮了8400倍。從DNA到核小體壓縮7倍→從核小體到螺線管壓縮6倍→從螺線管到超螺線管壓縮40倍→從超螺線管到染色體壓縮5倍。生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是15頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能第二節(jié)細胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運一、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運（一）單純擴散（脂溶性高、分子量小的物質(zhì)）是一種簡單的物理擴散，沒有生物學(xué)的轉(zhuǎn)運機制參與擴散的方向和速度取決于物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差和膜對該物質(zhì)的通透性擴散的最終結(jié)果是該物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差消失以脂質(zhì)雙層為骨架的細胞膜，對各種物質(zhì)的通透性取決于它們的脂溶性、分子大小和帶電狀況例如：O2、N2、CO2、乙醇、尿素等生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是16頁\一共有100頁\編輯于星期一不需要載體無飽和性無競爭性單純擴散Simplediffusion順濃度差轉(zhuǎn)運不消耗能量第二章細胞的基本功能現(xiàn)在是17頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（二）膜蛋白介導(dǎo)的擴膜轉(zhuǎn)運經(jīng)載體經(jīng)通道原發(fā)性繼發(fā)性被動轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運膜蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運帶電離子、分子量較大的水溶性分子不需耗能需耗能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是18頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能1、被動轉(zhuǎn)運（1）經(jīng)載體易化擴散主要物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等許多重要的營養(yǎng)物質(zhì)）載體：貫穿脂質(zhì)雙層的整合蛋白，結(jié)合變構(gòu)轉(zhuǎn)運特征：轉(zhuǎn)運的方向始終是順濃度梯度的，轉(zhuǎn)運速度比僅從溶質(zhì)物理特性所預(yù)期的要快得多由于膜上載體和載體結(jié)合位點的數(shù)目都是有限的，因此轉(zhuǎn)運速率會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象載體與溶質(zhì)的結(jié)合具有化學(xué)結(jié)構(gòu)特異性化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的溶質(zhì)經(jīng)同一載體轉(zhuǎn)運時會出現(xiàn)競爭性抑制生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是19頁\一共有100頁\編輯于星期一需要載體飽和性競爭性經(jīng)載體易化擴散Facilitateddiffusion順濃度差轉(zhuǎn)運不消耗能量第二章細胞的基本功能現(xiàn)在是20頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（2）經(jīng)通道易化擴散主要物質(zhì)：離子離子通道：介導(dǎo)經(jīng)通道易化擴散的膜蛋白，是一類貫穿脂質(zhì)雙層的、中央帶有親水性孔道的膜蛋白特征：離子選擇性：據(jù)此可分為鈉通道、鈣通道、鉀通道、氯通道、非選擇性陽離子通道等門控特性：據(jù)此可分為電壓門控通道（Na、K、Ca、Cl離子等）、化學(xué)門控通道（乙酰膽堿等）、機械門控通道（水孔蛋白）等生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是21頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是22頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是23頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能2、主動轉(zhuǎn)運（1）原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運定義：細胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)（通常是帶電離子）逆濃度梯度或電位梯度進行跨膜轉(zhuǎn)運的過程介導(dǎo)原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運過程的膜蛋白稱為離子泵。具有水解ATP的能力，可將細胞內(nèi)的ATP水解為ADP，并利用高能磷酸鍵儲存的能量完成離子的跨膜轉(zhuǎn)運生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是24頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的結(jié)構(gòu)與生理例如：鈉-鉀泵，簡稱鈉泵，也稱Na+-K+-ATP酶，鈉泵每分解1分子ATP，可排出3個Na+，轉(zhuǎn)入2個K+造成細胞內(nèi)高K+濃度，是胞質(zhì)內(nèi)許多代謝反應(yīng)必需的造成膜內(nèi)外Na+和K+的濃度差，是細胞生物電活動產(chǎn)生的前提條件能維持胞質(zhì)滲透壓和細胞容積的相對穩(wěn)定對維持細胞內(nèi)pH的穩(wěn)定也具有重要的意義形成的膜內(nèi)外Na+濃度差也是Na+-Ca2+交換的動力，因此在維持細胞Ca2+濃度的穩(wěn)定中也起重要的作用可增加膜內(nèi)電位的負值，在一定程度上影響靜息電位的數(shù)值Na+在膜兩側(cè)的濃度差也是其它許多物質(zhì)（如葡萄糖、氨基酸等）繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的動力生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是25頁\一共有100頁\編輯于星期一鈉泵活動造成膜內(nèi)外離子不均衡分布:胞外[Na+]>胞內(nèi)[Na+],胞內(nèi)[K+]>胞外[K+]生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是26頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是27頁\一共有100頁\編輯于星期一主動轉(zhuǎn)運ActiveTransport逆濃度差轉(zhuǎn)運消耗能量需要載體飽和性競爭性第二章細胞的基本功能現(xiàn)在是28頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（2）繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運定義：許多物質(zhì)在進行逆濃度梯度或電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運時，所需的能量并不直接來自ATP的分解，而是來自Na+在膜兩側(cè)的濃度勢能差，后者是鈉泵利用分解ATP釋放的能量建立的，這種間接利用ATP能量的主動轉(zhuǎn)運過程稱為繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運通常是由一種稱為轉(zhuǎn)運體的膜蛋白利用細胞膜兩側(cè)的Na+濃度梯度完成的跨膜轉(zhuǎn)運例如：葡萄糖和氨基酸在小腸黏膜上皮的吸收以及腎小管上皮被重吸收的過程神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間歇被神經(jīng)末梢重攝取的過程甲狀腺上皮細胞的聚碘過程生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是29頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（1）同向轉(zhuǎn)運：被轉(zhuǎn)運的離子或分子都向同一方向運動，稱為同向轉(zhuǎn)運，相應(yīng)轉(zhuǎn)運體稱為同向轉(zhuǎn)運體如：葡萄糖在小腸黏膜的重吸收就是通過Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體完成的生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是30頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（2）反向轉(zhuǎn)運：被轉(zhuǎn)運的離子或分子彼此向相反方向運動，稱為反向轉(zhuǎn)運，相應(yīng)轉(zhuǎn)運體稱為反向轉(zhuǎn)運體如：Na+-Ca2+交換體，三個Na+進入胞內(nèi)和1個Ca2+排出胞外的化學(xué)計量進行活動的。其功能是利用膜兩側(cè)Na+的濃度差將細胞內(nèi)的Ca2+排出細胞，以維持胞質(zhì)內(nèi)較低的游離Ca2+濃度生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是31頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是32頁\一共有100頁\編輯于星期一不需要載體無飽和性無競爭性單純擴散Simplediffusion順濃度差轉(zhuǎn)運不消耗能量第二章細胞的基本功能現(xiàn)在是33頁\一共有100頁\編輯于星期一需要載體飽和性競爭性經(jīng)載體易化擴散Facilitateddiffusion順濃度差轉(zhuǎn)運不消耗能量第二章細胞的基本功能現(xiàn)在是34頁\一共有100頁\編輯于星期一主動轉(zhuǎn)運ActiveTransport逆濃度差轉(zhuǎn)運消耗能量需要載體飽和性競爭性第二章細胞的基本功能現(xiàn)在是35頁\一共有100頁\編輯于星期一跨膜轉(zhuǎn)運比較生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是36頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（三）出胞和入胞1、出胞胞質(zhì)內(nèi)大分子物質(zhì)以分泌囊泡的形式排出細胞的過程，如激素、神經(jīng)遞質(zhì)的釋放生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是37頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲獎的三位科學(xué)家解開了調(diào)控運輸物在正確時間投遞到細胞中正確位置的分子原理。RandySchekman發(fā)現(xiàn)了囊泡傳輸所需的一組基因；JamesRothman闡明了囊泡是如何與目標(biāo)融合并傳遞的蛋白質(zhì)機器；ThomasSüdhof則揭示了信號是如何引導(dǎo)囊泡精確釋放被運輸物的。現(xiàn)在是38頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能2、入胞大分子物質(zhì)或物質(zhì)的團塊（細菌、細胞碎片等）借助于與細胞膜形成吞噬泡或吞飲泡的方式進入細胞的過程，并分別稱為吞噬和吞飲吞噬：物質(zhì)顆?；驁F塊進入細胞的過程，形成的吞噬泡直徑較大（1-2um），只發(fā)生在一些特殊的細胞，如單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等吞飲：可在幾乎所有細胞發(fā)生，形成的吞飲泡直徑較?。?.1-0.2um）生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是39頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（一）G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（二）

離子通道型受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（三）

酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（四）

招募型受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（五）

核受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)水溶性配體脂溶性配體第三節(jié)細胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是40頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（一）G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)1、G蛋白偶聯(lián)受體：單一的多肽鏈，肽鏈由400－500個氨基酸殘基組成N端位于細胞外表面，C端在胞膜內(nèi)側(cè)整個肽鏈有7個跨膜螺旋區(qū)，因此也稱為七次跨膜受體胞外側(cè)包括N末端（長度和序列再不同受體變化很大）、細胞外環(huán)及鼓出表面的跨膜區(qū)組成，決定了與配體的結(jié)合胞內(nèi)側(cè)則與G蛋白的激活有關(guān)生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是41頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是42頁\一共有100頁\編輯于星期一結(jié)構(gòu)特征：①受體大小類似性:大多數(shù)受體的分子量在50kDa左右,由350-500氨基酸組成②結(jié)構(gòu)域一致性:超家族成員的多肽鏈都具有7個疏水性的α螺旋區(qū)(每一螺旋區(qū)由約20個氨基酸殘基組成)反復(fù)7次穿越細胞膜。N端在胞外、C端在胞內(nèi)③氨基酸殘基保守性:在多肽鏈分子中有20多個保守性氨基酸殘基、某些保守性氨基酸殘基種類及位置也表現(xiàn)出一致性。如N端都含有潛在的糖基化位點，在第2第3胞外環(huán)區(qū)(O2、O3)存在雙硫鍵，在第3胞內(nèi)環(huán)區(qū)(i3)有磷酸化位點，C端的i4區(qū)均富含絲氨酸(Ser)和蘇氨酸(Thr).④序列同源性:受體超家族間享有一定程度的序列同源性目前已克隆的G蛋白耦聯(lián)的受體和受體亞型有上百種

G蛋白耦聯(lián)的受體現(xiàn)在是43頁\一共有100頁\編輯于星期一2、G蛋白G蛋白全稱為GTP結(jié)合蛋白或GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白，是G蛋白偶聯(lián)型受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的第一個信號傳遞分子，在受體與效應(yīng)蛋白之間起傳遞信息作用G蛋白位于細胞內(nèi)側(cè)，是由α、β和γ三個亞基構(gòu)成的三聚體不同來源的β和γ亞基十分相似，而α亞基結(jié)構(gòu)不同（目前已發(fā)現(xiàn)20多種），形成了不同的G蛋白現(xiàn)在已知的G蛋白有Gs（激活cAMP）、Gi（抑制cAMP）、Go（調(diào)節(jié)Ca2＋通道）、Gq（激活磷脂酶C）、Gk（調(diào)節(jié)K+通道）等第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是44頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是45頁\一共有100頁\編輯于星期一α亞基具有多個活化位點，包括：可與受體結(jié)合并受其活化調(diào)節(jié)的部位與βγ亞基相結(jié)合的部位GDP或GTP結(jié)合部位與下游效應(yīng)分子相互作用的部位等等α亞基還具有GTP酶活性：α亞基結(jié)合GDP時是無活性狀態(tài)，而與GTP結(jié)合時則為有活性狀態(tài)，進而可以作用于效應(yīng)酶。而GTP的水解則又使其返回?zé)o活性狀態(tài)，即G蛋白循環(huán)第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是46頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是47頁\一共有100頁\編輯于星期一G蛋白偶聯(lián)受體作用模式配體與膜受體結(jié)合，導(dǎo)致受體變構(gòu)變構(gòu)的受體在胞漿側(cè)與G蛋白結(jié)合G蛋白激活：原來結(jié)合在α亞基的GDP被GTP取代，而使α亞基與βγ二聚體分離而表現(xiàn)出活性激活的G蛋白激活或抑制質(zhì)膜上一定的效應(yīng)酶改變了活性的效應(yīng)酶可催化（或抑制）一種小分子物質(zhì)（即胞內(nèi)信使或稱第二信使）的產(chǎn)生或減少第二信使作用與一定的蛋白質(zhì)（效應(yīng)蛋白，多為酶類），并通過后者去引發(fā)特定的生物學(xué)效應(yīng)生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是48頁\一共有100頁\編輯于星期一TheG-proteinconsistsof3subunits,a,

b

andg.b

andgarecloselyassociated.Thosesubunitsexistindifferenttypes,activatingvarioustargetsGDP=guanosinediphosphateG蛋白偶聯(lián)受體作用模式生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是49頁\一共有100頁\編輯于星期一Theligand(anagonist)bindstothereceptor(R)TheaunitinteractswiththereceptorG蛋白偶聯(lián)受體作用模式生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是50頁\一共有100頁\編輯于星期一GTP(guanosinetriphosphate)replacesGDPG蛋白偶聯(lián)受體作用模式生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是51頁\一共有100頁\編輯于星期一TheaandbgunitsactivateenzymesThoseenzymesproducesecondmessengers.ThisamplifiesthesignalG蛋白偶聯(lián)受體作用模式生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是52頁\一共有100頁\編輯于星期一TheagonistleavesthereceptorTheGTPishydrolysedintoGDPG蛋白偶聯(lián)受體作用模式生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是53頁\一共有100頁\編輯于星期一ThethreesubunitsofG-proteinre-associatetogetherG蛋白偶聯(lián)受體作用模式生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是54頁\一共有100頁\編輯于星期一BasicOperationModeofG-proteins現(xiàn)在是55頁\一共有100頁\編輯于星期一現(xiàn)在是56頁\一共有100頁\編輯于星期一第二信使定義：激素、遞質(zhì)、細胞因子等信號分子（第一信使）作用于細胞膜后產(chǎn)生的細胞內(nèi)信號分子，它們可以把細胞外信號分子攜帶的信息轉(zhuǎn)入胞內(nèi)較重要的第二信使有：環(huán)一磷酸腺苷（cAMP）、三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DG）、環(huán)一磷酸鳥苷（cGMP）、Ca2+和花生四烯酸（AA）等它們調(diào)節(jié)的靶蛋白主要是各種蛋白激酶和離子通道，產(chǎn)生以靶蛋白構(gòu)象變化為基礎(chǔ)的級聯(lián)反應(yīng)和細胞功能改變生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是57頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是58頁\一共有100頁\編輯于星期一受體-G蛋白-AC途徑激素

受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶（AC）cAMP蛋白激酶A（PKA）酶或功能蛋白磷酸化生物學(xué)效應(yīng)調(diào)節(jié)細胞的物質(zhì)代謝和基因表達，并影響細胞的增殖與分化AC催化ATP生成cAMPAC生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是59頁\一共有100頁\編輯于星期一cAMP依賴性蛋白激酶（PKA）

PKA由兩個亞基組成，一個亞基是催化亞基，具有催化蛋白質(zhì)磷酸化的作用；另一個亞基是調(diào)節(jié)亞基，是催化亞基的抑制物。當(dāng)調(diào)節(jié)亞基與催化亞基結(jié)合時，酶呈無活性狀態(tài)。cAMP的效應(yīng)是與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，使后者發(fā)生變構(gòu)而脫離催化亞基，從而使催化亞基進入激活狀態(tài)?；罨问降拇呋瘉喕贏TP的作用下，使細胞中的相應(yīng)底物磷酸化，從而改變這些蛋白質(zhì)的功能：有些被激活，有些則被抑制?，F(xiàn)在是60頁\一共有100頁\編輯于星期一受體-G蛋白-AC途徑生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是61頁\一共有100頁\編輯于星期一SignalamplificationbyG-protein-coupledsecondmessengercascades現(xiàn)在是62頁\一共有100頁\編輯于星期一（二）離子通道受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)離子通道受體也稱促離子型受體，受體蛋白本身就是離子通道，通道的開放或關(guān)閉不僅涉及離子本身的跨膜轉(zhuǎn)運，而且可實現(xiàn)化學(xué)信號的擴膜轉(zhuǎn)導(dǎo)。它們的開放或關(guān)閉直接受配體的控制，其配體主要為神經(jīng)遞質(zhì)。主要位于突觸后膜上。當(dāng)配體與受體結(jié)合后，分子構(gòu)象改變，使離子通道打開或關(guān)閉，選擇性的促進或抑制細胞膜內(nèi)外離子的快速流動，產(chǎn)生去極化或超極化，在幾個毫秒內(nèi)引起膜電位變化，從而傳遞信息，產(chǎn)生生物效應(yīng)包括：化學(xué)門控通道，如N（煙堿）型Ach受體電壓門控通道，如心肌細胞T管膜上的L型鈣通道機械門控通道生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是63頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是64頁\一共有100頁\編輯于星期一離子通道受體的典型代表－乙酰膽堿受體的結(jié)構(gòu)模式乙酰膽堿受體是由5個同源性很高的亞基構(gòu)成，包括2個α亞基，1個β亞基，1個γ亞基的和1個δ亞基。每一個亞基都是一個四次跨膜蛋白，分子量約60kd，約由500個氨基酸殘基構(gòu)成。推測跨膜部分為四條α螺旋結(jié)構(gòu)，其中一條α螺旋含較多的極性氨基酸，就是由于這個親水區(qū)的存在，使五個亞基共同在膜中形成一個親水性的通道。乙酰膽堿的結(jié)合位點位于α亞基上。生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是65頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是66頁\一共有100頁\編輯于星期一（三）酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與G蛋白偶聯(lián)受體不同，受體分子的胞質(zhì)側(cè)自身具有酶的活性，或者可直接結(jié)合并激活胞質(zhì)中的酶而不需要G蛋白參與1、酪氨酸激酶受體2、鳥苷酸環(huán)化酶受體生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是67頁\一共有100頁\編輯于星期一為一次跨膜蛋白，其胞外部分為配體結(jié)合區(qū)，中間有跨膜區(qū)，胞內(nèi)部分含有蛋白酪氨酸激酶的催化結(jié)構(gòu)域。蛋白酪氨酸激酶受體與配體結(jié)合后往往形成二聚體，繼而發(fā)生酶活性的增高，使受體胞內(nèi)部分的酪氨酸磷酸化增強，磷酸化的受體酶活性進一步增強。此外更重要的是，磷酸化的受體可以慕集含有SH2結(jié)構(gòu)域的信號分子，從而將信號傳遞至下游分子。蛋白酪氨酸激酶受體現(xiàn)在是68頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是69頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能第四節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象神經(jīng)、肌肉等組織具有高度精確和快速產(chǎn)生與傳播信號的能力，這種快速的信號傳播是通過電信號實現(xiàn)的，這種電信號產(chǎn)生與傳播都是由于細胞膜內(nèi)、外兩側(cè)的電變化引起的生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是70頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能一、靜息電位及其產(chǎn)生的機制1、靜息電位安靜情況下細胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在的外正內(nèi)負且相對平穩(wěn)的電位差。內(nèi)負外正的靜息電位骨骼?。?90mV神經(jīng)細胞：-70mV平滑肌細胞：-55mV紅細胞：-10mV生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是71頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能2、極化：靜息電位存在時細胞膜電位內(nèi)負外正的狀態(tài)超極化：靜息電位增大去極化：靜息電位減小反極化：去極化至零電位后膜電位進一步變?yōu)檎担▋?nèi)正外負），其中膜電位高于零電位的部分稱為超射復(fù)極化：細胞膜去極化后再向靜息電位方向恢復(fù)的過程生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是72頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是73頁\一共有100頁\編輯于星期一鈉泵活動造成膜內(nèi)外離子不均衡分布:胞外[Na+]>胞內(nèi)[Na+],胞內(nèi)[K+]>胞外[K+]生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是74頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能3、靜息電位產(chǎn)生的機制：K+外流形成的平衡機制細胞內(nèi)K+濃度遠高于細胞外，靜息狀態(tài)下表現(xiàn)為K+經(jīng)通道易化擴散外流隨著K+外流，逐漸造成膜兩側(cè)形成電位差，即膜內(nèi)電位較膜外為負這種電位差能阻止K+的進一步外流，當(dāng)K+外流造成膜兩側(cè)的電勢梯度足以對抗由于濃度梯度所引起的K+外流時，K+的跨膜流動達到平衡此時，膜對K+的跨膜凈通量為零，膜兩側(cè)的電位差也穩(wěn)定于某一相對恒定水平，此時的跨膜電位稱為K+平衡電位（Ek），即靜息電位生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是75頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是76頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能二、動作電位及其產(chǎn)生的機制1、動作電位細胞在靜息電位基礎(chǔ)上接受有效刺激后產(chǎn)生的一個的可向遠處傳播的膜電位波動。鋒電位后電位負后電位正后電位生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是77頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能2、動作電位產(chǎn)生的機制：Na+內(nèi)流所致當(dāng)膜受到一個閾上刺激時，Na+通道激活由于膜內(nèi)外存在電位差和Na+在膜內(nèi)外存在的巨大濃度梯度，細胞外的Na+迅速內(nèi)流，使細胞膜迅速去極化，構(gòu)成鋒電位的升支膜電位逐漸由原來的內(nèi)負外正狀態(tài)反轉(zhuǎn)為內(nèi)正外負，這一電勢差阻止了Na+的進一步內(nèi)流，并最終達到新的平衡（鋒值），此時膜兩側(cè)的電位差相當(dāng)于Na+的平衡電位在Na+通道開放同時，K+也被激活開放，其開放速率比Na+慢，K+的外流對抗了Na+的內(nèi)流隨著Na+通道的逐漸失活，K+的外流超過Na+的內(nèi)流，膜電位又逐漸恢復(fù)的靜息狀態(tài)生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是78頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是79頁\一共有100頁\編輯于星期一膜主要對K+通透↓細胞內(nèi)外K+勢能差↓K+經(jīng)通道易化擴散↓擴散出的K+形成阻礙K+繼續(xù)擴散的電場力↓K+的濃度差動力和電場力阻力平衡靜息電位RestingPotential:胞內(nèi)胞外現(xiàn)在是80頁\一共有100頁\編輯于星期一刺激后,膜對Na+通透↓膜內(nèi)外Na+勢能貯備↓

Na+經(jīng)通道易化擴散↓擴散的Na+抵消膜內(nèi)負電位,形成正電位↓直至正電位增加到足以對抗由濃度差所致的Na+內(nèi)流動作電位ActionPotential：胞內(nèi)胞外現(xiàn)在是81頁\一共有100頁\編輯于星期一

鈉平衡電位(+50~+70mV)離子平衡電位

鉀平衡電位(-90~-100mV)現(xiàn)在是82頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能刺激神經(jīng)或肌肉引起動作電位的產(chǎn)生需要一定的強度，能引起動作電位的最小刺激強度，稱為刺激的閾值“全或無”性質(zhì)：刺激強度未達到閾值，動作電位不會發(fā)生；刺激達到閾值后，就引發(fā)動作電位。動作電位一經(jīng)出現(xiàn)，其幅度就達到一定的數(shù)值，不會因刺激的增強而隨之增大。可傳播性：動作電位產(chǎn)生后，并不局限于受刺激部位，而是迅速向周圍傳播，使整個細胞的細胞膜都依次產(chǎn)生動作電位，動作電位在同一細胞上的傳播是不衰減的生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是83頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能3、動作電位的傳導(dǎo)：通過局部電流沿細胞膜傳導(dǎo)動作電位一經(jīng)產(chǎn)生便可沿著細胞膜不衰減地傳導(dǎo)至整個細胞，這是動作電位的一個重要特征在動作電位發(fā)生部位，細胞膜外的電位較兩端靜息部位膜外側(cè)的電位為負，而膜內(nèi)則相對校正這種電位差在動作電位發(fā)生部位和鄰近的靜息部位間產(chǎn)生局部電位這個局部電流對于膜的未興奮部位將是一個有效刺激，于是引起鄰近部位膜動作電位的發(fā)生。如此，動作電位便通過局部電流沿細胞膜傳導(dǎo)生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是84頁\一共有100頁\編輯于星期一生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是85頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能三、組織的興奮和興奮性（一）興奮與興奮性1、興奮：細胞對刺激發(fā)生反應(yīng)的過程，是動作電位的產(chǎn)生過程2、可興奮細胞：凡在受刺激后能發(fā)生動作電位的細胞，如神經(jīng)細胞、肌細胞和腺細胞3、細胞的興奮性：可興奮細胞受刺激后產(chǎn)生動作電位的能力4、刺激：細胞所處外環(huán)境因素的變化5、閾刺激或閾強度：在一定時間內(nèi)，能使組織發(fā)生興奮的最小刺激強度，一般可作為衡量細胞興奮性的指標(biāo)閾刺激，表明興奮性，反之興奮性生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是86頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能（二）細胞興奮后興奮性的變化1、絕對不應(yīng)期：在興奮發(fā)生的當(dāng)時以及興奮后最初的一段時間，無論施加多強的刺激也不能使細胞再次興奮處在絕對不應(yīng)期的細胞，閾刺激無限大，表明失去興奮性2、相對不應(yīng)期：在絕對不應(yīng)期之后，細胞的興奮性逐漸恢復(fù)，在一定時間內(nèi)，受刺激后可發(fā)生興奮，但刺激強度必須大于原來的閾強度相對不應(yīng)期是細胞興奮性從無到有直至接近正常的一個恢復(fù)時期3、超常期和低常期：相對不應(yīng)期后，有的細胞還會出現(xiàn)興奮性的波動，即輕度的高于正常水平或低于正常水平生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是87頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能第五節(jié)肌細胞的收縮一、興奮由神經(jīng)向肌肉的傳遞（一）神經(jīng)－肌肉接頭骨骼肌的神經(jīng)肌肉接頭是由運動神經(jīng)末梢和與它接觸的骨骼肌細胞膜形成的神經(jīng)軸突末梢稱為接頭前膜，與其相對的肌膜稱為終板膜，二者間有間隔約50nm的接頭間隙軸突末梢含有許多囊泡，稱為突觸小泡，小泡內(nèi)含有大量的乙酰膽堿（Ach）生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是88頁\一共有100頁\編輯于星期一第二章細胞的基本功能生理學(xué)Physiology現(xiàn)在是89頁\一共有100頁\編輯于星期一（二）神經(jīng)-肌肉接頭處興奮的傳遞動作電位經(jīng)神經(jīng)纖維至突觸前膜膜對Ca2+通透性升高囊泡釋放AchAch與終板膜的N型受體結(jié)合Na+內(nèi)流終板膜發(fā)生去極化產(chǎn)生終板電位電緊張擴布刺激鄰近膜（一般的肌細胞膜）去極化產(chǎn)生動作電位