細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能課件

2.3細(xì)胞的基本功能

CellPhysiology9/26/202312.3細(xì)胞的基本功能CellPhysiology8/7/2細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能細(xì)胞的跨膜信號(hào)傳導(dǎo)功能護(hù)理專業(yè)2學(xué)時(shí)授課內(nèi)容：授課對(duì)象：授課時(shí)間：9/26/20232細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能護(hù)理專業(yè)2學(xué)時(shí)授課內(nèi)容：授課一、細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式小分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：被動(dòng)擴(kuò)散單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散載體轉(zhuǎn)運(yùn)通道轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)大分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：入胞出胞吞噬吞飲第一節(jié)細(xì)胞的基本功能順電—化學(xué)差進(jìn)行逆電—化學(xué)差進(jìn)行9/26/20233一、細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式小分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：被動(dòng)擴(kuò)散單純擴(kuò)散載單純擴(kuò)散CO2O2膜外膜內(nèi)脂溶性的小分子順濃度差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)如O2、CO2

的轉(zhuǎn)運(yùn)。特點(diǎn)：9/26/20234單純擴(kuò)散CO2O2膜外膜內(nèi)脂溶性的小分子如O2、CO2的轉(zhuǎn)（二）易化擴(kuò)散非脂溶性或脂溶性很小的小分子順濃度差或電位差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)需載體蛋白或通道蛋白的幫助

據(jù)參與的膜蛋白不同，分為：載體轉(zhuǎn)運(yùn)通道轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)：9/26/20235（二）易化擴(kuò)散非脂溶性或脂溶性很小的小分子據(jù)參與的膜蛋白不載體葡萄糖膜外膜內(nèi)

又稱以載體為中介的易化擴(kuò)散、載體運(yùn)輸。

如葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)在載體蛋白的幫助下順濃度差進(jìn)入細(xì)胞。

1.載體轉(zhuǎn)運(yùn)載體易化擴(kuò)散的特點(diǎn)：（1）特異性（2）飽和性（3）競(jìng)爭(zhēng)性抑制9/26/20236載體葡萄糖膜外膜內(nèi)如葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)在載體蛋白的K+Na+

又稱以通道為中介的易化擴(kuò)散、通道運(yùn)輸。如：Na+通道

K+通道

Ca2+通道

Cl-通道膜外膜內(nèi)2.通道轉(zhuǎn)運(yùn)9/26/20237K+Na+又稱以通道為中介的如：Na+通道膜外膜內(nèi)2.電壓依從性通道：神經(jīng)細(xì)胞或其他細(xì)胞膜內(nèi)Na+、K+通道蛋白的開放和關(guān)閉是由膜的兩側(cè)的電位差來控制的化學(xué)依從性通道：突觸后膜、肌細(xì)胞中的運(yùn)動(dòng)終板膜和某些腺細(xì)胞膜內(nèi)的離子通道的開放和關(guān)閉，則由遞質(zhì)、激素或藥物等化學(xué)物質(zhì)控制。9/26/20238電壓依從性通道：神經(jīng)細(xì)胞或其他細(xì)胞膜內(nèi)Na+、K+通道蛋白的（三）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)離子和小分子逆著濃度差或電位差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，需要能量，“離子泵”蛋白特點(diǎn)：9/26/20239（三）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)離子和小分子逆著濃度差或電位差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，需要能

又稱鈉-鉀泵，是Na+-K+依賴式ATP酶?？赡鏉舛炔钷D(zhuǎn)運(yùn)Na+和K+。保持K+、Na+在細(xì)胞內(nèi)外的濃度差，使酶活性正常、保證新陳代謝正常進(jìn)行鈉泵(sodiumpump)：Na+K+ATPADP膜外膜內(nèi)9/26/202310又稱鈉-鉀泵，是Na+-K+依賴式ATP酶。可1.入胞(endocytosis)

又稱胞吞，是指細(xì)胞外某些大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)快，進(jìn)入細(xì)胞的過程。如蛋白質(zhì)、脂肪顆粒、細(xì)菌和異物等進(jìn)入細(xì)胞的過程。（四）入胞和出胞

據(jù)入胞物質(zhì)的性質(zhì)，入胞分為吞噬、吞飲兩種形式。9/26/2023111.入胞(endocytosis)（四）入胞和出胞吞噬：固體物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。

如：巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌及衰老、死亡的細(xì)胞。吞飲：液體物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。如：小腸上皮細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞吞飲液體物質(zhì)。9/26/202312吞噬：固體物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。吞飲：液體物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。2.出胞(exocytosis)

又稱胞吐，是指細(xì)胞將大分子物質(zhì)排出細(xì)胞的過程。如：內(nèi)分泌細(xì)胞分泌激素消化腺細(xì)胞分泌消化酶神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)9/26/2023132.出胞(exocytosis)又稱胞吐，是指細(xì)胞將細(xì)胞膜受體具有三個(gè)特征：①特異性②飽和性③可逆性9/26/202314細(xì)胞膜受體具有三個(gè)特征：①特異性8/7/202314小分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：被動(dòng)擴(kuò)散單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散載體轉(zhuǎn)運(yùn)通道轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)小結(jié)：9/26/202315小分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：被動(dòng)擴(kuò)散單純擴(kuò)散載體轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)小結(jié)：8/大分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：入胞出胞吞噬吞飲9/26/202316大分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)：入胞吞噬8/7/2023161.下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)屬于哪一種轉(zhuǎn)運(yùn)方式：⑴腎小管液中的葡萄糖重吸收進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞⑵葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞⑶運(yùn)動(dòng)神經(jīng)纖維末梢釋放ACh2.載體、通道和離子“泵”的化學(xué)本質(zhì)是什么？思考題：9/26/2023171.下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)屬于哪一種轉(zhuǎn)運(yùn)方式：思考題：8/7/202（二）細(xì)胞的生物電現(xiàn)象9/26/202318（二）細(xì)胞的生物電現(xiàn)象8/7/202318生物電細(xì)胞的生命活動(dòng)所產(chǎn)生的電變化，生稱為生物電變化。是以細(xì)胞為單位產(chǎn)生的。9/26/202319生物電8/7/2023199/26/2023208/7/202320腦電圖腦電圖9/26/202321腦電圖腦電圖8/7/2023219/26/2023228/7/202322產(chǎn)生機(jī)制9/26/202323產(chǎn)生機(jī)制8/7/2023239/26/2023248/7/2023242、動(dòng)作電位1）、概念：細(xì)胞膜受到刺激時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次快速、可逆、可擴(kuò)布的電位變化過程，稱為動(dòng)作電位。包括一個(gè)上升相和一個(gè)下降相。電位波呈尖鋒形，成為峰電位。上升相：由內(nèi)負(fù)外正變內(nèi)正外負(fù)；-90～-70+20～+40（表示膜的去極化過程）下降相：由內(nèi)正外負(fù)變內(nèi)負(fù)外正；+20～+40-90～-70（表示膜的的復(fù)極化）峰電位；構(gòu)成動(dòng)作電位波形主要部分的短速與尖銳的脈沖樣電位變化。復(fù)極后：Na+和K+的重新調(diào)整到原來的靜息時(shí)的水平。9/26/2023252、動(dòng)作電位1）、概念：細(xì)胞膜受到刺激時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上9/26/2023268/7/2023269/26/2023278/7/202327（2）產(chǎn)生機(jī)制：上升相下降相復(fù)極后（3）動(dòng)作電位的特點(diǎn)：A、具有全或無現(xiàn)象。B、傳導(dǎo)呈不衰減性擴(kuò)布C、相繼產(chǎn)生的動(dòng)作電位互不融合9/26/202328（2）產(chǎn)生機(jī)制：上升相下降相復(fù)極后（3）動(dòng)作電位的特點(diǎn)：8/(4）神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)傳導(dǎo)：神經(jīng)纖維興奮時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位并沿細(xì)胞膜向周圍。神經(jīng)沖動(dòng)：沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的神經(jīng)沖動(dòng)。神經(jīng)傳導(dǎo)的機(jī)制---局部電流學(xué)說興奮部位與未興奮部位之間出現(xiàn)電位差而且有電荷移動(dòng)，形成局部電流。傳導(dǎo)的方式：跳躍式傳導(dǎo)

傳導(dǎo)速度：慢

影響傳導(dǎo)速度的因素有：纖維的粗細(xì)、髓鞘的厚度和溫度。9/26/202329(4）神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)8/7/202329（三）骨肌細(xì)胞的收縮功能9/26/202330（三）骨肌細(xì)胞的收縮功能8/7/2023309/26/2023318/7/2023311.肌原纖維和肌小節(jié)

每條肌原纖維的全長都呈現(xiàn)規(guī)則的明、暗交替，分別稱為明帶和暗帶。在暗帶的中央，有一段相對(duì)透明的區(qū)域，稱為H帶。在H帶的中央有一條橫向的暗線，稱為M線。明帶中央也有一條橫向的暗線，稱為Z線。肌原纖維上相鄰的兩條Z線之間的區(qū)域，稱為肌小節(jié)，它由中間的暗帶和兩側(cè)各1/2的明帶所組成，肌小節(jié)是肌肉收縮和舒張的最基本單位。由于暗帶的長度比較固定，而明帶的長度是可變的，在肌肉收縮時(shí)可變短。9/26/2023321.肌原纖維和肌小節(jié)每條肌原纖維的全長都呈現(xiàn)規(guī)則的明、暗9/26/2023338/7/202333肌管系統(tǒng)與三聯(lián)管結(jié)構(gòu)肌管系統(tǒng)指包繞在每一條肌原纖維周圍的膜性囊管狀結(jié)構(gòu)。由兩部分組成，一種是橫管系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱T管，肌原纖維周圍的另一種肌管系統(tǒng)就是縱管系統(tǒng)，即肌漿網(wǎng)，簡(jiǎn)稱L管。其走行方向與肌原纖維一致，L管主要包繞每個(gè)肌小節(jié)的中間部分，是一些相互溝通的管道。L管在接近肌小節(jié)兩端的T管處，形成特殊的膨大，稱為終末池，每一橫管與兩端肌小節(jié)的終未池構(gòu)成三聯(lián)體結(jié)構(gòu)。所以肌纖維的三聯(lián)體結(jié)構(gòu)都有一個(gè)共同的特征，一般認(rèn)為，橫管系統(tǒng)的作用是將肌細(xì)胞興奮時(shí)出現(xiàn)在細(xì)胞膜上的電變化沿Ｔ管膜傳入細(xì)胞內(nèi)部。肌漿網(wǎng)和終末池的作用是通過對(duì)Ca2＋的貯存、釋放和再聚集，觸發(fā)肌小節(jié)的收縮和舒張。而三聯(lián)體結(jié)構(gòu)則是把細(xì)胞膜的電變化和細(xì)胞內(nèi)的收縮過程銜接起來的關(guān)鍵部位。9/26/202334肌管系統(tǒng)與三聯(lián)管結(jié)構(gòu)肌管系統(tǒng)指包繞在每一條肌原纖維周圍的膜2、神經(jīng)-肌肉接頭處的興奮傳遞（1）神經(jīng)-肌肉接頭的結(jié)構(gòu)概念：運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢與骨骼肌細(xì)胞之間傳遞信息的接觸部位，成為神經(jīng)-肌肉接頭。構(gòu)成：由接頭前模（突觸前膜）、接頭間隙（突觸間隙）、接頭后膜（突觸后膜）組成。（2）傳遞過程（終板電位）運(yùn)動(dòng)神經(jīng)興奮囊泡與接頭前膜融合，破裂囊泡釋放乙酰膽堿到接頭間隙乙酰膽堿與接頭后膜的特異性受體（N2受體）結(jié)合.膜的去極化。Ca+進(jìn)入細(xì)胞Na+內(nèi)流，K+外流9/26/2023352、神經(jīng)-肌肉接頭處的興奮傳遞（2）傳遞過程（終板電位）C

電鏡觀察表明，肌小節(jié)的明帶和暗帶中含有更細(xì)的規(guī)則排列的粗肌絲和細(xì)肌絲。粗肌絲由肌凝蛋白，亦稱肌球蛋白)所組成，呈長桿狀，其一端有一個(gè)球狀膨大部分。稱為橫橋，橫橋具有兩個(gè)重要的特性：(1)在一定條件下，橫橋可以和細(xì)肌絲上的肌纖蛋白分子呈可逆性的結(jié)合，同時(shí)出現(xiàn)橫橋向M線方向扭動(dòng)，拖動(dòng)細(xì)肌絲向暗帶中央滑動(dòng)，繼而出現(xiàn)橫橋和細(xì)肌絲的解離、復(fù)位。然后再同細(xì)肌絲上另外的結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，出現(xiàn)新的扭動(dòng)。如此反復(fù)，使細(xì)肌絲繼續(xù)移動(dòng)，結(jié)果使肌小節(jié)的長度變短，表現(xiàn)為肌肉收縮。

(2)橫橋具有ATP酶的作用，可以分解ATP而獲得能量，作為橫橋移動(dòng)作功的能量來源。但橫橋的這種作用，只有在它同肌纖蛋白結(jié)合之后才能被激活。9/26/202336電鏡觀察表明，肌小節(jié)的明帶和暗帶中含有更細(xì)的規(guī)則排列的3、骨骼肌的收縮機(jī)制（1）肌絲的組成粗肌絲的結(jié)構(gòu)細(xì)肌絲的結(jié)構(gòu)肌絲的滑行過程4、骨骼肌的興奮-收縮偶聯(lián)興奮-收縮偶聯(lián)：肌細(xì)胞興奮后可產(chǎn)生收縮，把肌細(xì)胞的興奮和肌細(xì)胞的收縮聯(lián)系起來的中介過程。9/26/2023373、骨骼肌的收縮機(jī)制4、骨骼肌的興奮-收縮偶聯(lián)8/7/2029/26/2023388/7/202338細(xì)肌絲

細(xì)肌絲由肌纖蛋白、原肌凝蛋白和肌鈣蛋白等三種蛋白分子組成。(1)肌纖蛋白(亦稱肌動(dòng)蛋白)，(2)原肌凝蛋白(亦稱原肌球蛋白)(3)肌鈣蛋白由在原肌球蛋白上附著肌鈣蛋白，肌動(dòng)蛋白上有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn)，肌肉舒張時(shí)，此位點(diǎn)被原肌球蛋白覆蓋，阻值橫橋與之結(jié)合。9/26/202339細(xì)肌絲細(xì)肌絲由肌纖蛋白、原肌凝蛋白和肌鈣蛋白等三種蛋白分子9/26/2023408/7/2023401.骨骼肌細(xì)胞的興奮‐收縮耦肌細(xì)胞興奮后可產(chǎn)生收縮，把肌細(xì)胞的興奮和肌細(xì)胞的收縮聯(lián)系起來的這一中介過程稱為興奮‐收縮耦聯(lián)。骨骼肌的興奮‐收縮耦聯(lián)包括三個(gè)過程：首先是動(dòng)作電位通過橫管系統(tǒng)傳向肌細(xì)胞的深處，其次是三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處的信息傳遞，最后是肌漿網(wǎng)對(duì)Ca2＋的貯存，釋放和再聚積。骨骼肌的收縮機(jī)制9/26/2023411.骨骼肌細(xì)胞的興奮‐收縮耦骨骼肌的收縮機(jī)制8/7/202滑行理論：當(dāng)肌細(xì)胞上的動(dòng)作電位引起肌漿中Ca2＋濃度升高時(shí)，肌鈣蛋白則結(jié)合足夠數(shù)量的Ca2＋，于是引起肌鈣蛋白分子構(gòu)型的改變，這種改變又“傳遞”給原肌凝蛋白，使后者的構(gòu)型也發(fā)生改變，其結(jié)果使原肌凝蛋白的雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生某種扭轉(zhuǎn)，從而使肌纖蛋白上的結(jié)合位點(diǎn)暴露，橫橋與之結(jié)合。與此同時(shí)，橫橋的ATP酶被激活，分解ATP釋放能量，引起橫橋向M線方向扭動(dòng)，將細(xì)肌絲往粗肌