《醫(yī)學(xué)課件：第二章 細胞的基本功能》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《醫(yī)學(xué)課件：第二章 細胞的基本功能（134頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一節(jié) 細胞膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能一、細胞膜的分子結(jié)構(gòu)液態(tài)鑲嵌模型：1972年由singer和nicolson提出。內(nèi)容：膜是以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著不同 生理結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)。CO2臨床應(yīng)用： 臨床少量應(yīng)用Na+泵抑制劑(強心甙-地高辛)Na+-Ca2+交換胞質(zhì)Ca2+強心。（calcium calcium 鈣泵：每分解一個鈣泵：每分解一個ATPATP，將胞內(nèi)，將胞內(nèi)1 1個個鈣泵：每分解一個鈣泵：每分解一個ATPATP，將，將2 2個個方式概 念動 力轉(zhuǎn)運特點轉(zhuǎn)運物質(zhì)單純擴散脂溶性物質(zhì)順濃度差的跨膜轉(zhuǎn)運順濃度差轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運量取決于濃度差、膜通透性無飽和性O(shè)2、CO2、N2乙醇、尿

2、素、H2O、麻醉劑易化擴散經(jīng)載體在載體蛋白質(zhì)介導(dǎo)下，水溶性小分子物質(zhì)順濃度差的跨膜轉(zhuǎn)運順濃度差轉(zhuǎn)運結(jié)構(gòu)特異性飽和性競爭性抑制速率103105/s葡萄糖氨基酸核苷酸經(jīng)通道在通道蛋白質(zhì)介導(dǎo)下，電解質(zhì)順電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運順電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運特異性門控性速率106108/sNa+、Ca2+、K+、Cl-、水等主動轉(zhuǎn)運原發(fā)性細胞膜蛋白直接利用代謝產(chǎn)生的能量將離子逆電化學(xué)梯度進行的跨膜轉(zhuǎn)運ATP供能逆電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運泵蛋白具有ATP酶活性直接分解ATP獲能Na+-K+泵、Ca2+泵、H+泵繼發(fā)性轉(zhuǎn)運利用ATP供能建立的離子濃度差兩種以上物質(zhì)協(xié)同轉(zhuǎn)運借助鈉泵、氫泵建立的勢能差有同向及反向Na+-葡萄糖、氨基酸、

3、H+、Ca2+等轉(zhuǎn)運；小分子物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運方式GDPGDP 腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶磷酸二酯酶磷酸二酯酶(PDE)(PDE)磷脂酶磷脂酶C(PLC)C(PLC)、PLAPLA2 2CaCa2+2+通道、通道、K K+ +通道通道cAMP cAMP cGMPcGMPIP3IP3、DGDGCaCa2+2+PKAPKA、PKCPKC依賴依賴CaMCaM的蛋白激酶的蛋白激酶PKG(NaPKG(Na+ +通道通道CaCa2+2+通道或通道或K K+ +通道通道) )配體配體+ +受體受體化學(xué)門控通道開放化學(xué)門控通道開放信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(-GABA-GABA受體、受體、甘氨酸受體甘氨酸受體) )膜電位改變膜

4、電位改變電壓門控通道開放電壓門控通道開放信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（如（如神經(jīng)肌肉接頭信號傳遞神經(jīng)肌肉接頭信號傳遞心肌心肌T T管膜上管膜上L L型型CaCa2+2+通道、通道、 主動脈內(nèi)皮非選擇性陽離子通道、主動脈內(nèi)皮非選擇性陽離子通道、 K K+ +選擇性通道）選擇性通道）機械牽張機械牽張機械門控通道開放機械門控通道開放信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo) Ras-GDPRas-GDPRas-GTP(Ras-GTP(激活激活) ) 激活激活Raf(MAPKKK-Raf(MAPKKK-絲氨酸絲氨酸/ /酪氨酸激酶）酪氨酸激酶）激活激活MAPKK(MAPKK(蘇氨酸蘇氨酸/ /酪氨酸激酶酪氨酸激酶) ) 激活激活MAPK(

5、MAPK(絲氨酸絲氨酸/ /蘇氨酸激酶蘇氨酸激酶) ) GRB2GRB2SOSSOS 依賴依賴cAMPcAMP的的蛋白激酶蛋白激酶G G細胞外信號分子化學(xué)信號：激素、遞質(zhì)、細胞因子物理信號：光、電、機械牽張受體化學(xué)信號：激素、遞質(zhì)、細胞因子物理信號：光、電、機械牽張受體信號分子順序激活 效應(yīng)器/靶點酶：AC、GC、PLC、PDE等離子通道：N2-R分泌囊泡：突觸前膜釋放遞質(zhì)收縮蛋白：平滑肌收縮細胞器：細胞效應(yīng)/機體功能改變分泌收縮、舒張吞噬生長、分化凋亡、死亡受體分子受體分子特點信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑示例配體G蛋白耦連受體胞外域結(jié)合配體，胞內(nèi)域有活化G蛋白的部位G蛋白-AC-cAMP-PKA途徑腎上腺素

6、、PTH、Ach、光子、氣體分子等酶耦連受體酪氨酸激酶受體胞外域結(jié)合配體，胞內(nèi)域有酶活性或連接有酶Ras-MAPK途徑胰島素等結(jié)合酪氨酸激酶受體JAK-STAT途徑GH、EPO、細胞因子等cGMP受體GC-cGMP-PKG途徑心房鈉尿肽離子通道型受體可結(jié)合配體的化學(xué)門控通道遞質(zhì)+通道通道開放或關(guān)閉離子流動膜電位改變?nèi)缟窠?jīng)遞質(zhì)Ach、GABA、甘氨酸等G蛋白家族效應(yīng)器第二信使配體Gs家族GsAC (+)鈣通道(+)cAMP Ca2+i腎上腺素、NA(1受體)、組胺、胰高血糖素GolfAC (+)cAMP (嗅覺)氣體分子Gi家族GiAC (-)PLC (+)KACh (+)cAMP DAG、IP

7、3 膜極化NA(受體)、Ach、血管緊張素、阿片肽等GoPLC (+) 鉀通道(+) 鈣通道(-)DAG、IP3 膜極化內(nèi)啡肽GiPDE (+)cGMP (視覺)光子Gq家族GqPLC (+)DAG、IP3 Ach、腎上腺素G12家族G12，G13與Rho活化有關(guān)，調(diào)節(jié)鈉泵活動第二信使來源作用環(huán)磷酸腺苷(cAMP) G蛋白激活A(yù)C，催化ATP變?yōu)閏AMPPKA環(huán)磷酸鳥苷(cGMP) G蛋白激活GC，催化GTP變?yōu)閏GMPPKG二酰甘油(DAG)G蛋白激活PLC,催化PIP2產(chǎn)生DAG、IP3PKCIP3來源同DAG促進肌漿網(wǎng)釋放鈣Ca2+經(jīng)膜鈣通道內(nèi)流或由肌漿網(wǎng)釋放激活依賴于Ca2+ -CaM

8、的蛋白激酶，可與鈣結(jié)合蛋白結(jié)合K+K+K+K+K+K+K+K+離子離子(X)胞外濃度胞外濃度X0（mM）胞內(nèi)濃度胞內(nèi)濃度Xi（mM）濃度比值濃度比值X 0 / X i平衡電位平衡電位（mV）靜息電位靜息電位（mV）Na+1451212+67-80K+4.51550.026-95Cl-1164.229-89Ca2+1.010-4104+123哺乳動物骨骼肌細胞內(nèi)外主要離子的濃度梯度和平衡電位哺乳動物骨骼肌細胞內(nèi)外主要離子的濃度梯度和平衡電位(37 ) E ENa Na NaClNaCl3 3、的定量證明的定量證明NaNa+ +NaNa+ +mm2 2 0mv+20mv+40mv+60mv-20m

9、v-40mv-60mv-70mv-90mv 靜息時靜息時EmEm = = -70mv-70mvENa= +60mvEK= -90mv+K+K+K+K+Gx Ix= （EmEx ）*GNa =INa Im - ENa GK =IK Im - EK Gx= Ix （EmEx ）細胞細胞膜去極化膜去極化閾電位閾電位電壓門控電壓門控NaNa+ +通道開放通道開放( (再生性循環(huán)再生性循環(huán)) )NaNa+ +內(nèi)向電流內(nèi)向電流 膜電位接近膜電位接近NaNa+ +平衡電位平衡電位生電作用生電作用 NaNa+ +- K- K+ +泵激活泵激活靜息電位靜息電位, ,此時此時NaNa+ +驅(qū)動力強驅(qū)動力強NaNa

10、+ +通道迅速失活通道迅速失活 K K+ +外向電流外向電流K K+ +積聚膜外積聚膜外阻礙阻礙K K+ +外流外流 K K+ +驅(qū)動力強驅(qū)動力強膜對膜對K K+ +通透性通透性NaNa+ +內(nèi)向電流停止內(nèi)向電流停止NaNa+ +內(nèi)向電流內(nèi)向電流定義某種離子的電化學(xué)驅(qū)動力為零時，離子在膜的凈擴散量為零時的跨膜電位差。安靜狀態(tài)下細胞膜兩側(cè)存在的外正內(nèi)負且相對平穩(wěn)的電位差。在靜息電位的基礎(chǔ)上細胞接受有效刺激后產(chǎn)生的一個快速、可傳播的膜電位波動。產(chǎn)生機制電解質(zhì)離子在濃度差作用下跨膜擴散時產(chǎn)生電位差，二力相等時產(chǎn)生平衡電位。靜息時膜對K+通透性最高，故靜息電位接近K+平衡電位。升支為Na+在電化學(xué)驅(qū)動

11、力作用下內(nèi)流。降支為K+在電化學(xué)驅(qū)動力作用下外流。特點大小取決于膜兩側(cè)某種離子的濃度差大小取決于膜對多種離子通透性和濃度差膜對離子通透性的相繼改變，使離子在電化學(xué)驅(qū)動力作用下相繼跨膜流動興奮性周期變化興奮性產(chǎn)生機制與動作電位對應(yīng)關(guān)系絕對不應(yīng)期無鋒電位相對不應(yīng)期低于正常負后電位前半段超常期高于正常負后電位后半段低常期低于正常正后電位+定義安靜狀態(tài)下細胞膜兩側(cè)存在的外正內(nèi)負且相對平穩(wěn)的電位差。在靜息電位的基礎(chǔ)上細胞接受有效刺激后產(chǎn)生的一個快速、可傳播的膜電位波動。閾下刺激的去極化及其引起少量Na+內(nèi)流的去極化疊加，在膜受刺激局部出現(xiàn)的較小的去極化波動。產(chǎn)生條件細胞處安靜狀態(tài)細胞接受閾或閾上刺激或閾

12、下刺激總和閾下刺激作用產(chǎn)生機制靜息時膜對K+通透性最高,故靜息電位接近K+平衡電位; 少量鈉內(nèi)流; 鈉泵生電作用升支為Na+在電化學(xué)驅(qū)動力作用下內(nèi)流。降支為K+在電化學(xué)驅(qū)動力作用下外流刺激引起的去極化電緊張電位+少量鈉通道開放引起的主動去極化特點1.多數(shù)細胞RP較穩(wěn)定2.膜電位為內(nèi)負外正1.全或無2.不衰減傳導(dǎo)3.脈沖式發(fā)放1.等級性：非全或無2.衰減性傳導(dǎo)3.無不應(yīng)期，可總和意義細胞產(chǎn)生興奮的基礎(chǔ)細胞產(chǎn)生興奮的標志1.誘發(fā)興奮產(chǎn)生2.信號編碼與整合 肌肉收縮的力學(xué)表現(xiàn)與橫橋周期的運轉(zhuǎn)模式有關(guān)張力每瞬間與肌動蛋白 結(jié)合的橫橋數(shù)量。（后負荷作用）縮短速度和張力產(chǎn)生速度 橫橋周期的長短（ATP酶活性）