第二章細(xì)胞的基本功能(8學(xué)時)

第二章細(xì)胞的基本功能

Thebasicfunctionofcells目錄第一節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第二節(jié)細(xì)胞的電現(xiàn)象第三節(jié)肌細(xì)胞的收縮目的與要求掌握：靜息電位及動作電位的概念、產(chǎn)生機(jī)制，神經(jīng)-肌接頭處興奮的傳遞，等張、等長收縮的概念及作用，興奮收縮耦聯(lián)。目的與要求熟悉：肌肉收縮的外部表現(xiàn)和影響肌肉收縮效能的因素，肌收縮的機(jī)制。了解：細(xì)胞膜和骨骼肌的基本結(jié)構(gòu)，局部興奮及特點，動作電位在同一細(xì)胞的傳導(dǎo)。第一節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能膜蛋白質(zhì)的作用：（1）構(gòu)成膜的載體、通道或離子泵，與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。（2）構(gòu)成膜的受體，與激素結(jié)合后把信息傳入細(xì)胞內(nèi)。（3）酶：起催化作用。幾種常見的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)形式：單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動轉(zhuǎn)運(yùn)出胞和入胞(一)單純擴(kuò)散(simplediffusion)1、概念：脂溶性的小分子物質(zhì)順著電化學(xué)遞度由膜高濃度一側(cè)向低濃度側(cè)的擴(kuò)散方式。單純擴(kuò)散例：O2、CO2、N2、乙醇、尿素2、特點：（1）順電-化學(xué)遞度擴(kuò)散（2）擴(kuò)散通量取決于：

A、電化學(xué)梯度差的大小

B、膜對物質(zhì)的通透性的大小(二)易化擴(kuò)散（facilitateddiffusion）

1.經(jīng)載體易化擴(kuò)散(facilitateddiffusionvia

carrier)

———轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖、氨基酸等小分子有機(jī)物。（1）機(jī)制：（2）特點：1）有飽和現(xiàn)象

；

2）結(jié)構(gòu)特異性；

3）存在競爭抑制性。

2.經(jīng)通道易化擴(kuò)散(facilitateddiffusionviaionchannel)

———轉(zhuǎn)運(yùn)鈉、鉀、鈣等離子和水。（1）機(jī)制：被動轉(zhuǎn)運(yùn)（2）特點：1）轉(zhuǎn)運(yùn)速度比載體快；

2）通道具有離子選擇性；

3）通道具有門控特性：化學(xué)、電壓、機(jī)械門控

(3)功能：生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

狀態(tài)：開放、關(guān)閉靜息態(tài)resting激活態(tài)activation失活態(tài)inactivation

Na+通道三種功能狀態(tài)

（三）主動轉(zhuǎn)運(yùn)（activetransport）1.原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)（Primaryactivetransport)——轉(zhuǎn)運(yùn)鈉、鉀、鈣等離子概念：消耗能量將物質(zhì)逆電—化學(xué)梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。機(jī)制：由“離子泵”實現(xiàn)例如：“鈉-鉀泵”（Na+-K+-ATP酶、鈉泵）（1）本質(zhì)：具有ATP酶活性的膜蛋白。（2）作用：逆濃度差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)Na+

、K+

。消耗1個ATP，泵入2個K+

，泵出3個Na+（生電作用）。（3）激活條件：膜內(nèi)[Na+]↑、膜外[K+]↑

。鈉泵活動的生理意義？抑制劑：哇巴因（4）“鈉-鉀泵”的生理意義：1）維持細(xì)胞內(nèi)高K+，促進(jìn)生化反應(yīng)。2）維持細(xì)胞內(nèi)外離子的不均衡分布，是細(xì)胞產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ)。3）維持細(xì)胞內(nèi)外滲透壓的平衡，保持細(xì)胞正常形態(tài)與功能。4）Na+勢能貯備是其它物質(zhì)進(jìn)行繼發(fā)性主動運(yùn)轉(zhuǎn)的動力。5）在一定程度上影響靜息電位的大小。

2.繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)

（Secondaryactivetransport)——轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖、氨基酸等概念：間接利用ATP能量的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程。機(jī)制：由轉(zhuǎn)運(yùn)體（膜蛋白質(zhì)）介導(dǎo)，最終由“鈉-鉀泵”提供能量。例如：小腸粘膜對葡萄糖、氨基酸的吸收。

兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向分類：同向轉(zhuǎn)運(yùn)反向轉(zhuǎn)運(yùn)=交換（四）出胞與入胞——大分子物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)1.出胞(exocytosis)

:胞質(zhì)內(nèi)的大分子物質(zhì)以分泌囊泡的形式排出細(xì)胞的過程。分泌、遞質(zhì)釋放2.入胞(endocytosis)

:大分子物質(zhì)或物質(zhì)的團(tuán)塊借助于細(xì)胞膜形成吞噬泡或吞飲泡的方式進(jìn)入細(xì)胞的過程?？煞譃橥淌?phagocytosis)和吞飲(pinocytosis)兩大類。入胞出胞物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動轉(zhuǎn)運(yùn)大分子或團(tuán)塊小分子或離子不耗能耗能特點：水（脂）溶性、逆（順）濃度、膜蛋白幫助、耗能多選題以載體為中介的易化擴(kuò)散的特點是：

A．有結(jié)構(gòu)特異性B．飽和現(xiàn)象

C．不依賴膜蛋白質(zhì)D．競爭性抑制

E．逆著電-化學(xué)梯度進(jìn)行ABD單選題細(xì)胞膜內(nèi)、外正常的Na+和K+濃度差的形成和維持是由于A.膜在安靜時對K+通透性大B.膜在興奮時對Na+通透性增加C.Na+、K+易化擴(kuò)散的結(jié)果D.膜上鈉-鉀泵的作用E.膜上ATP的作用

多選題1.Na+泵：A．是一種酶B．是一種通道蛋白C．能分解ATP，主動轉(zhuǎn)運(yùn)Na+和K+D．受細(xì)胞內(nèi)Na+和細(xì)胞外K+的調(diào)節(jié)E．能主動將Na+由細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外ACDE

第二節(jié)細(xì)胞的電活動

一、靜息電位及其產(chǎn)生機(jī)制

重點內(nèi)容細(xì)胞內(nèi)紀(jì)錄intracellularpotentialrecording（一）靜息電位(restingpotential，RP)概念：指細(xì)胞在未受刺激時（靜息狀態(tài)）存在于細(xì)胞膜內(nèi)、外兩側(cè)的電位差。特點：⑴膜內(nèi)低于膜外，即內(nèi)負(fù)外正。⑵穩(wěn)定的電位。骨骼肌細(xì)胞靜息電位極化Polarization去極化Depolarization反極化Reversepolarization超極化Hyperpolarization復(fù)極化Repolarization幾個概念：（二）靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制離子細(xì)胞外液(mmol/L)胞質(zhì)(mmol/L)平衡電位(mV)Na+14518+56K+3140-102Cl-1207-76Ca2+1.20.1umol/L+125膜內(nèi)膜外1、離子在膜內(nèi)外不均勻分布：

K+內(nèi)>>K+外Na+內(nèi)<<Na+外

膜外膜內(nèi)2、膜對不同離子通透性不同安靜時：膜對K+通透性大K+平衡電位（Ek）—靜息電位

Nernst公式計算改變細(xì)胞外液鉀離子濃度會導(dǎo)致靜息電位值改變計算值≈實測值，Ek實測<Ek計算、原因：靜息時膜對Na+也有一定的通透性3、鈉泵的生電作用

靜息電位形成機(jī)制總結(jié)：細(xì)胞內(nèi)外離子的不均衡分布,細(xì)胞內(nèi)高K+狀態(tài),細(xì)胞外高Na+狀態(tài)安靜狀態(tài)下細(xì)胞膜主要對K+有通透性。k+在濃度勢能的作用下外流，由此形成的電勢能則阻止其外流，當(dāng)兩者力量均衡時k+的凈外流為零，形成的膜電位即為k+的平衡電位。鈉泵的活動及少量的鈉離子內(nèi)流也參與，導(dǎo)致實測的靜息電位稍小于鉀離子的平衡電位。（三）影響靜息電位的因素1、細(xì)胞內(nèi)外K+的濃度梯度2、膜的通透性3、Na+-K+-ATP酶的活性二、動作電位及其產(chǎn)生機(jī)制重點內(nèi)容（一）動作電位(actionpotentialAP)1.概念：細(xì)胞受到一個有效刺激時，在靜息電位基礎(chǔ)上所發(fā)生的一次膜兩側(cè)電位的快速倒轉(zhuǎn)和復(fù)原的電位變化過程。2.組成：

3.特點：

（1）“全或無”（all-or-none

）性質(zhì)：鋒電位不因刺激強(qiáng)度（只要是有效刺激）的改變而改變。（2）不衰減性傳播：鋒電位不因傳播距離的遠(yuǎn)近改變而改變。（3）脈沖式發(fā)放4.生理意義：為細(xì)胞興奮的標(biāo)志。

AP=興奮（二）動作電位產(chǎn)生機(jī)制1、電-化學(xué)驅(qū)動力2、動作電位期間膜對離子通透性的變化圖:利用電壓鉗技術(shù)記錄的槍烏鲗大神經(jīng)軸突的膜電流及其離子成分的分析1：記錄的內(nèi)向電流和外向電流；2：河豚毒（TTX）阻斷了內(nèi)向電流；3：四乙銨（TEA）阻斷了外向電流

圖2-14去極化過程中鈉通道狀態(tài)的變化Vm：膜電位；Im：膜電流；m和h分別示意鈉通道的激活門和失活門動作電位產(chǎn)生機(jī)制

①去極相：膜受刺激時，Na+通道開放，在濃度差電位差作用力下，Na+快速大量內(nèi)流，形成的內(nèi)正外負(fù)的跨膜電位差又阻止Na+進(jìn)一步內(nèi)流，達(dá)到平衡時Na+凈內(nèi)流就停止，此即Na+平衡電位。AP產(chǎn)生機(jī)制總結(jié)②復(fù)極相：Na+的凈內(nèi)流停止后，細(xì)胞膜上K+通道開放，在電化學(xué)驅(qū)動力作用下，K+外流，膜內(nèi)電位迅速下降并恢復(fù)到RP水平。③后電位：Na+泵作用，使膜內(nèi)外離子復(fù)原。峰值與鈉的平衡電位：Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+①動力：外鈉>內(nèi)鈉②關(guān)鍵因素：閾刺激引起Na+通道開放，Na+內(nèi)流，膜去極化。③平衡點：鈉平衡電位④鈉通道的失活，鉀通道激活--K+

外流，膜復(fù)極。⑤鈉泵活動，膜電位恢復(fù)到靜息電位狀態(tài)。Na+如何證明：離子替換，阻斷劑的應(yīng)用鉀通道阻斷劑TEA鈉通道阻斷劑TTX（三）動作電位的引起幾個概念：

1）閾強(qiáng)度（Threshold

intensity）：簡稱閾值，能引起動作電位產(chǎn)生的最小刺激強(qiáng)度。

2）閾刺激；閾下刺激；閾上刺激

3）閾電位（Thresholdpotential,TP）：細(xì)胞膜去極化到剛能引起AP的臨界膜電位值。比RP小10~20mV

“燃點”刺激的三要素：1）刺激的強(qiáng)度2）刺激的時間3）刺激強(qiáng)度時間變化率強(qiáng)度時間時值基強(qiáng)度圖：可興奮組織的強(qiáng)度-時間曲線

正反饋膜去極化

Na+內(nèi)流Na+通道開放

局部反應(yīng)及其特性（1）概念：P42（2）特點：a.電位隨刺激強(qiáng)度增大而增大—非“全或無”

b.呈電緊張性擴(kuò)布；

c.可以疊加（總和），包括空間總和與時間總和。（四）動作電位的傳播無髓鞘：局部電流有髓鞘：跳躍式傳導(dǎo)三、組織的興奮和興奮性（一）興奮和可興奮細(xì)胞1.興奮

(excitation)：刺激引起組織細(xì)胞產(chǎn)生反應(yīng)（動作電位）的過程。2.可興奮細(xì)胞

(excitablecell)：受刺激后能產(chǎn)生動作電位的細(xì)胞。神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞、腺細(xì)胞（二）組織的興奮性和閾刺激

1.興奮性(excitability)：細(xì)胞受刺激產(chǎn)生動作電位的能力。

2.衡量興奮性的指標(biāo)：閾強(qiáng)度（閾值）或閾刺激—反比。閾強(qiáng)度越大，細(xì)胞的興奮性越小，反之興奮性則越大。（三）細(xì)胞興奮后興奮性的變化1.

細(xì)胞興奮及其恢復(fù)過程中興奮性變化：（1）絕對不應(yīng)期：細(xì)胞興奮后較短時間內(nèi)，對任何刺激不發(fā)生反應(yīng)，興奮性=0

（2）相對不應(yīng)期：于絕對不應(yīng)期之后，對大于該組織閾強(qiáng)度的刺激能引起興奮，興奮性﹤正常（3）超常期：興奮性﹥正常（4）低常期：興奮性﹤正常單選題人工地減小細(xì)胞浸浴液中Na+濃度，則單根神經(jīng)纖維動作電位的超射值將A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小E.先減小后增大以下關(guān)于可興奮細(xì)胞動作電位的描述，正確的A.動作電位是細(xì)胞受刺激時出現(xiàn)的快速而不可逆的電位變化B.在動作電位的去極相，膜電位由內(nèi)正外負(fù)變?yōu)閮?nèi)負(fù)外正C.動作電位的大小不隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改變D.動作電位的大小隨刺激強(qiáng)度和傳導(dǎo)距離而改變E.不同的細(xì)胞，動作電位的幅值都相同多選題關(guān)于跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)正確的描述是：A．O2與CO2的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)屬于單純擴(kuò)散B．動作電位去極過程中的Na+內(nèi)流屬經(jīng)通道易化擴(kuò)散C．動作電位去極過程中的Na+內(nèi)流是主動轉(zhuǎn)運(yùn)D．復(fù)極過程中的K+外流屬經(jīng)通道易化擴(kuò)散E．Na+的跨膜外移和K+的內(nèi)移是主動轉(zhuǎn)運(yùn)

ABDE

多選題關(guān)于膜電位的描述，正確的是：A．極化是指靜息時細(xì)胞膜兩側(cè)外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)B．去極是指膜內(nèi)電位負(fù)值減小的過程C．反極化是指跨膜電位為外負(fù)內(nèi)正的狀態(tài)D．復(fù)極是指膜內(nèi)電位負(fù)值增大恢復(fù)極化的過程E．超極化是指膜內(nèi)電位負(fù)值超過靜息電位的水平

ABCDE第三節(jié)肌細(xì)胞的收縮Sti一、神經(jīng)-骨骼肌接頭處興奮的傳遞神經(jīng)-肌接頭Neuromuscularjunction

神經(jīng)肌接頭動畫（一）傳遞過程：當(dāng)AP傳到神經(jīng)末梢時，接頭前膜去極化→電壓門控Ca2+通道開放，Ca2+內(nèi)流→囊泡向接頭前膜靠近、融合，ACh釋放到接頭間隙→與接頭后膜N2型ACh受體陽離子通道結(jié)合→通道開放→Na+、K+轉(zhuǎn)運(yùn)（主要是Na+內(nèi)流）→終板膜去極化→終板電位→擴(kuò)布至正常肌膜，使之去極化達(dá)閾電位水平→AP→肌收縮endplatepotential,EPP膽堿酯酶重點內(nèi)容（二）特點是“電-化學(xué)-電”的過程；傳遞具“1對1”的關(guān)系；單向傳遞；時間延擱；易受外界因素影響等。臨床意義二、骨骼肌細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)（一）肌原纖維（二）肌管系統(tǒng)

橫管系統(tǒng)：T管

L型鈣通道縱管系統(tǒng)：L管（肌質(zhì)網(wǎng)）鈣泵鈣釋放通道終池：富含Ca2+

三聯(lián)管：T管+2終池橫管系統(tǒng)縱管系統(tǒng)肌絲滑行理論內(nèi)容：證據(jù)：三、肌肉收縮的過程（一）肌絲的分子組成粗肌絲：肌球蛋白（肌凝蛋白）細(xì)肌絲：肌動蛋白（肌纖蛋白）原肌球蛋白（原肌凝蛋白）肌鈣蛋白收縮蛋白調(diào)節(jié)蛋白T、I、C（二）肌