细胞膜的物质转运功能

2.3细胞的基本功能CellPhysiology细胞的基本结构与跨膜物质转运功能细胞的跨膜信号传导功能护理专业2学时授课内容：授课对象：授课时间：一、细胞膜的物质转运方式小分子物质的转运：被动扩散单纯扩散易化扩散载体转运通道转运主动转运大分子物质的转运：入胞出胞吞噬吞饮第一节细胞的基本功能顺电—化学差进行逆电—化学差进行单纯扩散CO2O2膜外膜内脂溶性的小分子顺浓度差跨膜转运如O2、CO2的转运。特点：（二）易化扩散非脂溶性或脂溶性很小的小分子顺浓度差或电位差跨膜转运需载体蛋白或通道蛋白的帮助据参与的膜蛋白不同，分为：载体转运通道转运特点：载体葡萄糖膜外膜内又称以载体为中介的易化扩散、载体运输。如葡萄糖、氨基酸等物质在载体蛋白的帮助下顺浓度差进入细胞。1.载体转运载体易化扩散的特点：（1）特异性（2）饱和性（3）竞争性抑制K+Na+又称以通道为中介的易化扩散、通道运输。如：Na+通道K+通道Ca2+通道Cl-通道膜外膜内2.通道转运电压依从性通道：神经细胞或其他细胞膜内Na+、K+通道蛋白的开放和关闭是由膜的两侧的电位差来控制的化学依从性通道：突触后膜、肌细胞中的运动终板膜和某些腺细胞膜内的离子通道的开放和关闭，则由递质、激素或药物等化学物质控制。（三）主动转运离子和小分子逆着浓度差或电位差跨膜转运，需要能量，“离子泵”蛋白特点：又称钠-钾泵，是Na+-K+依赖式ATP酶。可逆浓度差转运Na+和K+。保持K+、Na+在细胞内外的浓度差，使酶活性正常、保证新陈代谢正常进行钠泵(sodiumpump)：Na+K+ATPADP膜外膜内1.入胞(endocytosis)又称胞吞，是指细胞外某些大分子物质或物质团快，进入细胞的过程。如蛋白质、脂肪颗粒、细菌和异物等进入细胞的过程。（四）入胞和出胞据入胞物质的性质，入胞分为吞噬、吞饮两种形式。吞噬：固体物质进入细胞的过程。如：巨噬细胞吞噬细菌及衰老、死亡的细胞。吞饮：液体物质进入细胞的过程。如：小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞和毛细血管内皮细胞吞饮液体物质。2.出胞(exocytosis)又称胞吐，是指细胞将大分子物质排出细胞的过程。如：内分泌细胞分泌激素消化腺细胞分泌消化酶神经末梢释放神经递质细胞膜受体具有三个特征：①特异性②饱和性③可逆性小分子物质的转运：被动扩散单纯扩散易化扩散载体转运通道转运主动转运小结：大分子物质的转运：入胞出胞吞噬吞饮1.下列物质的转运属于哪一种转运方式：⑴肾小管液中的葡萄糖重吸收进入肾小管上皮细胞⑵葡萄糖进入红细胞⑶运动神经纤维末梢释放ACh2.载体、通道和离子“泵”的化学本质是什么？思考题：生物电细胞的生命活动所产生的电变化，生称为生物电变化。是以细胞为单位产生的。2、动作电位1）、概念：细胞膜受到刺激时，在静息电位的基础上发生一次快速、可逆、可扩布的电位变化过程，称为动作电位。包括一个上升相和一个下降相。电位波呈尖锋形，成为峰电位。上升相：由内负外正变内正外负；-90～-70+20～+40（表示膜的去极化过程）下降相：由内正外负变内负外正；+20～+40-90～-70（表示膜的的复极化）峰电位；构成动作电位波形主要部分的短速与尖锐的脉冲样电位变化。复极后：Na+和K+的重新调整到原来的静息时的水平。（2）产生机制：上升相下降相复极后（3）动作电位的特点：A、具有全或无现象。B、传导呈不衰减性扩布C、相继产生的动作电位互不融合(4）神经冲动的传导传导：神经纤维兴奋时产生动作电位并沿细胞膜向周围。神经冲动：沿着神经纤维传导的神经冲动。神经传导的机制---局部电流学说兴奋部位与未兴奋部位之间出现电位差而且有电荷移动，形成局部电流。传导的方式：跳跃式传导传导速度：慢影响传导速度的因素有：纤维的粗细、髓鞘的厚度和温度。（三）骨肌细胞的收缩功能1.肌原纤维和肌小节每条肌原纤维的全长都呈现规则的明、暗交替，分别称为明带和暗带。在暗带的中央，有一段相对透明的区域，称为H带。在H带的中央有一条横向的暗线，称为M线。明带中央也有一条横向的暗线，称为Z线。肌原纤维上相邻的两条Z线之间的区域，称为肌小节，它由中间的暗带和两侧各1/2的明带所组成，肌小节是肌肉收缩和舒张的最基本单位。由于暗带的长度比较固定，而明带的长度是可变的，在肌肉收缩时可变短。肌管系统与三联管结构肌管系统指包绕在每一条肌原纤维周围的膜性囊管状结构。由两部分组成，一种是横管系统，简称T管，肌原纤维周围的另一种肌管系统就是纵管系统，即肌浆网，简称L管。其走行方向与肌原纤维一致，L管主要包绕每个肌小节的中间部分，是一些相互沟通的管道。L管在接近肌小节两端的T管处，形成特殊的膨大，称为终末池，每一横管与两端肌小节的终未池构成三联体结构。所以肌纤维的三联体结构都有一个共同的特征，一般认为，横管系统的作用是将肌细胞兴奋时出现在细胞膜上的电变化沿Ｔ管膜传入细胞内部。肌浆网和终末池的作用是通过对Ca2＋的贮存、释放和再聚集，触发肌小节的收缩和舒张。而三联体结构则是把细胞膜的电变化和细胞内的收缩过程衔接起来的关键部位。2、神经-肌肉接头处的兴奋传递（1）神经-肌肉接头的结构概念：运动神经末梢与骨骼肌细胞之间传递信息的接触部位，成为神经-肌肉接头。构成：由接头前模（突触前膜）、接头间隙（突触间隙）、接头后膜（突触后膜）组成。（2）传递过程（终板电位）运动神经兴奋囊泡与接头前膜融合，破裂囊泡释放乙酰胆碱到接头间隙乙酰胆碱与接头后膜的特异性受体（N2受体）结合.膜的去极化。Ca+进入细胞Na+内流，K+外流电镜观察表明，肌小节的明带和暗带中含有更细的规则排列的粗肌丝和细肌丝。粗肌丝由肌凝蛋白，亦称肌球蛋白)所组成，呈长杆状，其一端有一个球状膨大部分。称为横桥，横桥具有两个重要的特性：(1)在一定条件下，横桥可以和细肌丝上的肌纤蛋白分子呈可逆性的结合，同时出现横桥向M线方向扭动，拖动细肌丝向暗带中央滑动，继而出现横桥和细肌丝的解离、复位。然后再同细肌丝上另外的结合位点结合，出现新的扭动。如此反复，使细肌丝继续移动，结果使肌小节的长度变短，表现为肌肉收缩。(2)横桥具有ATP酶的作用，可以分解ATP而获得能量，作为横桥移动作功的能量来源。但横桥的这种作用，只有在它同肌纤蛋白结合之后才能被激活。3、骨骼肌的收缩机制（1）肌丝的组成粗肌丝的结构细肌丝的结构肌丝的滑行过程4、骨骼肌的兴奋-收缩偶联兴奋-收缩偶联：肌细胞兴奋后可产生收缩，把肌细胞的兴奋和肌细胞的收缩联系起来的中介过程。细肌丝细肌丝由肌纤蛋白、原肌凝蛋白和肌钙蛋白等三种蛋白分子组成。(1)肌纤蛋白(亦称肌动蛋白)，(2)原肌凝蛋白(亦称原肌球蛋白)(3)肌钙蛋白由在原肌球蛋白上附着肌钙蛋白，肌动蛋白上有与横桥结合的位点，肌肉舒张时，此位点被原肌球蛋白覆盖，阻值横桥与之结合。1.骨骼肌细胞的兴奋‐收缩耦肌细胞兴奋后可产生收缩，把肌细胞的兴奋和肌细胞的收缩联系起来的这一中介过程称为兴奋‐收缩耦联。骨骼肌的兴奋‐收缩耦联包括三个过程：首先是动作电位通过横管系统传向肌细胞的深处，其次是三联管结构处的信息传递，最后是肌浆网对Ca2＋的贮存，释放和再聚积。滑行理论：当肌细胞上的动作电位引起肌浆中Ca2＋浓度升高时，肌钙蛋白则结合足够数量的Ca2＋，于是引起肌钙蛋白分子构型的改变，这种改变又“传递”给原肌凝蛋白，使后者的构型也发生改变，其结果使原肌凝蛋白的双螺旋结构发生某种扭转，从而使肌纤蛋白上的结合位点暴露，横桥与之结合。与此同时，横桥的ATP酶被激活，分解ATP释放能量，引起横桥向M线方向扭动，将细肌丝往粗肌丝中央方向拖动；然后横桥与肌纤蛋白解离、复位、再同下一个结合位点结合，出现新的扭动。如此反复，使细肌丝向暗带中央滑动，表现为肌肉收缩。当肌浆中Ca2＋浓度降低时，则产生与上述过程相反的变化。即同肌钙蛋白结合的Ca2＋与之分离，肌钙蛋白与原肌凝蛋白的构型恢复，原肌凝蛋白又将肌纤蛋白上的结合位点掩盖起来，于是肌凝蛋白上的横桥与肌纤蛋白结合点的接触和相互作用被阻断，细肌丝沿粗肌丝两端的方向恢复原位，表现为肌肉舒张。