1、第一節(jié)細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能一、細胞膜的化學組成和結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)親水基團疏水基團2二、細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能（一）順其能和電供能。濃度量是來源位差所轉(zhuǎn)運（Passive transport）差或電位差進行的跨膜轉(zhuǎn)運， 于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的濃度差出的勢能，而不需要額外31.單純擴散（simple diffusion）溶液中的一切，都處于不斷的熱運動中。高濃度區(qū)域中的溶質(zhì)將向低濃度區(qū)域發(fā)生凈移動，這種現(xiàn)象稱為擴散（diffusion）。4C2C1脂溶性或脂溶性較高的物質(zhì)，通過擴散，由高濃度向低濃度方向的跨膜運動，稱單純擴散。52.易化擴散（facilitated diffusion）體內(nèi)許多非脂溶

2、性或脂溶性很低的物質(zhì)，在膜蛋白質(zhì)幫助下，順濃度梯度和/或電位梯度進行的跨膜轉(zhuǎn)運，稱易化擴散。需通道蛋白或載體蛋白的參與6（1）以載體(carrier)為中介的易化擴散7特點： 1）高度特異性2） 飽和現(xiàn)象3） 競爭性抑制8（2）以通道(channel)為中介的易化擴散9特點：1）特異性：孔道的大小及帶電情況。2）失活現(xiàn)象：多數(shù)通道開放短暫，有“門控”及化學門控通道等）。（電壓門控通道3）競爭性抑制4）轉(zhuǎn)運速度快于載體10（二）主動轉(zhuǎn)運 (Active transport)細胞通過本身的耗能活動將某種物質(zhì)逆濃度梯度和電位梯度的轉(zhuǎn)運形式為主動轉(zhuǎn)運。11性主動轉(zhuǎn)運1.由ATP直接供能的主動轉(zhuǎn)運稱為動

3、轉(zhuǎn)運。性主如：Na+-K+泵（Na+-K+依賴式ATP酶sodium-potassium pump ）逆濃度差將Na+由膜內(nèi)移出膜外，K+由膜外移入膜內(nèi)。2.繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運由ATP間接供能的稱為繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運 。12（三）入胞和出胞作用細胞外某些物質(zhì)團塊進入細胞的過程稱為入胞（endocytosis）進入的物質(zhì)為固體吞噬 進入的物質(zhì)為液體吞飲物質(zhì)由細胞排出的過程稱出胞（exocytosis）13三、細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能外界信號膜？細胞內(nèi)功能變化跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)Transmembrane signalingtransduction（一）經(jīng)通道完成的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)1.化學門控通道由化學物質(zhì)通道的開關(guān)14a

4、Ca2+gActionbpotentialdFusingvesicleNa+a15AchIon channelreceptorCa2+Ach2.電壓門控通道由膜電位改變通道的開關(guān)4422224416電壓依從性鈉通道3.機械門控通道機械運動改變通道開關(guān)內(nèi)耳毛細胞頂部的聽毛彎曲時，引起其根部所在的膜變形，直接激活通道，改變其活動狀態(tài)。17（二）經(jīng)膜受體蛋白、G-蛋白和膜效應(yīng)器酶完成的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)當細胞外的第一信使（如某些激素及神經(jīng)遞質(zhì)）與細胞膜上受體特異性結(jié)合后，激活細胞膜上的另一種蛋白質(zhì)（G蛋白）， 激活的G蛋白再激活一種或多種效應(yīng)蛋白（離子通道或酶），從而改變胞漿內(nèi)第二信使物質(zhì)的濃度，調(diào)節(jié)細胞多種

5、生理活動。181.受體：是一類位于細胞膜表面的具有特異性識別和結(jié)合功能的蛋白質(zhì)，目前已確定有300多種。2.G-蛋白：鳥苷酸結(jié)合蛋白，存在于膜上，已知有20余種。主要功能：1）改變膜效應(yīng)器酶的活性2）也能直接影響通道193. 膜效應(yīng)器酶：存在于膜上，可改變細胞內(nèi)第二信使 的量。典型的膜效應(yīng)器酶有：腺苷酸環(huán)化酶，磷酯酶C等。4. 第二信使：細胞內(nèi)的一些具有生物活性的物質(zhì)， 在第一信使的作用下改變活性或含量，影響細胞內(nèi)的一系列功能。如：cAMP、 IP3、Ca2+等。2021RsmembraneGsbgbgACaaGTPGDPATPcAMPplasmaPKAATPPhysiologicalADPa

6、ctivitiesProtein PiGTP第二節(jié)細胞的興奮性與生物電現(xiàn)象一、興奮性和刺激引起興奮的條件（一）1.活2.活興奮（excitatio 組織或細胞接受n）：刺激發(fā)生的反應(yīng)組織或細（excitability）：胞接受刺激發(fā)生反應(yīng)的能力223.可興奮組織或細胞：肌細胞、神經(jīng)細胞、腺細胞的興奮性較高盡管各種可興奮細胞興奮時的外部表現(xiàn)不同，但它們共同的最先出現(xiàn)的反應(yīng)一般都是在受刺激局部膜兩側(cè)出現(xiàn)特殊形式的電變化動作電位興奮性可被理解為細胞在受刺激時產(chǎn)生動作電位的能力。興奮也可被理解為動作電位的同義語23（二）刺激引起興奮的條件1.刺激（stimulus）：能引起組織細胞發(fā)生反應(yīng)的各種環(huán)境因

7、素的變化。刺激由強度、作用時間和強度-時間變化率三個要素。242.閾值（閾強度threshold intensity）：在刺激作用時間和強度-時間的變化率固定不變的情況下，能引起組織或細胞產(chǎn)生興奮的最小刺激強度。25閾下刺激（subthreshold stimulus）：低于閾值的刺激。閾上刺激（suprathreshold stimulus）：強于閾值的刺激閾值是衡量組織興奮性的指標，二者呈反變關(guān)系26二、單一神經(jīng)、骨骼肌細胞的跨膜靜息電位和動作電位0 +-0 mV細胞外0 +0 mV-細胞內(nèi)90 mV27（一）靜息電位（Resting potential, RP）細胞未受刺激時存在于細胞膜

8、兩側(cè)的電位差+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +膜外正- - - - - - - - - - - - - - - - - - -極化polarization膜內(nèi)負- - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +反極化+ + + + + + + + -+ + + + + + + +- - - - - - - - + + + - - - - - - - -repolarization+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +膜電位降低的過程(內(nèi)負值減小)去極化depolarization膜電位

9、加大的過程(內(nèi)負值加大)超極化hyperpolarization28復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù)復(fù) 極極極極極極極極 化化化化化化化（二）動作電位(Action potential, AP)膜受刺激后在原有靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生的一次膜兩側(cè)電位的快速而可逆的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。29細胞內(nèi)0 +-去極相超射overshoot復(fù)極相鋒電位spike potential后電位afterpotential 負后電位（去極化后電位）正后電位（超極化后電位）刺激器細胞0 mV-90 mV給予刺激30細胞外0雙相動作電位0 mV0-+單相動作電位00 mV0+0+-31刺激器刺激器-+刺激器刺激器-+刺激器（三）生物電現(xiàn)象產(chǎn)生的機

10、制膜學說：離子在細胞膜內(nèi)外的不均衡分布以及細胞膜在不同狀態(tài)下對離子的通透性不同是生物電現(xiàn)象產(chǎn)生的基礎(chǔ)。1.靜息電位產(chǎn)生的機制32（1）兩個條件內(nèi)側(cè)細胞膜外側(cè)1）細胞膜內(nèi)外離子分布不均： A-K+K+ K+ K+ K+K+ /K+ = 140/5A-A-A-A-A-A-ioNa+ /Na+ = 10/130Na i /Na o= 10/130Cl- /Cl- = 4/120ioK+膜內(nèi)有大量的氨基酸負離子K+2）細胞膜對離子的通透性（P）不同靜息時，細胞膜對PK+比對PNa+ 大50100倍，對氨基酸基本不通透。33細胞膜內(nèi)側(cè)A- K+ A- K+外側(cè)A- K+A- K+K+（2）形成過程00-

11、+A-+A- K+A- KK+A- K+AA- KA-+A-A-K+K+K+A-K+A- K+K+A- K+A- K+00A-+EkA- K+A-A-A- K+A-+K+A-A-K+K+K+A- K+K+K+-A34靜靜靜靜 息息息息 膜膜膜膜 電電電電 位位位位 接接接近近近近 于于于于 鉀鉀鉀鉀 離離離離 子子子子 的的的平平平平 衡衡衡衡 電電電電 位位鉀離子的平衡電位可以用Nernst公式計算：K+oRT ln nFEk =K+i絕對溫度氣體常數(shù)RT離子價數(shù)法拉第常數(shù)nF實測值小于計算值，可能是：膜在靜352.動作電位的產(chǎn)生機制（1）產(chǎn)生條件膜兩側(cè)Na+、K+濃度差大膜對Na+、K+的

12、通透性隨時間順序變化（2）產(chǎn)生過程36超射值接近于鈉離子的平衡電位ENa30mV0mVNa+靜息膜電位K+ATPK+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+37超射電 位去極化復(fù)極化時間（3）產(chǎn)生機制去極相： Na+內(nèi)流形成Na+平衡電位快速復(fù)極相： K+快速外流負后電位： K+外流減弱正后電位： Na+-K+泵活動增強（泵出的Na+ 泵入的K+ 生電性）38（四）電壓鉗和膜片鉗實驗離子跨膜運動形成跨膜離子電流（I）， 膜對該離子的通透性（膜電導(dǎo)G）與 I 呈正變關(guān)系。I = VG當V（膜兩側(cè)電位差）固定不變時，測定到的

13、I 可反映G的變化。人工固定膜電位不變的技術(shù)即電壓鉗技術(shù)391.電壓鉗(voltage clamp)-80mV 膜電位固定指令FBA膜電位V監(jiān)視FBA:feedback amplifier40-30mVTTX存在時對照K電流Na電流2.膜片鉗 (patch clamp)細胞41Na通道K通道三、興奮的引起和傳導(dǎo)（一）閾電位和局部興奮1.閾電位（threshold potential）是指可者是足以膜電位值對神經(jīng)才能引起A動作使膜上Na和骨P.電位的臨界膜電位值，或+通道突然大量開放的臨界骼肌細胞只有去極化刺激422. 局部興奮（local excitation）閾下刺激引起受刺激膜局部出現(xiàn)的一

14、個較小的去極化反應(yīng)稱為局部興奮。43閾電位（二）興奮的引起電壓依從性鈉通道的再生性開放刺激鈉通道開放膜去極化局部電位膜去極化（達閾電位）鈉通道開放44（三）局部興奮的特點1. 非“全或無”的2. 電緊張性擴布12.0mm 3.0mm45刺激.0mmX= 0刺激3. 無不應(yīng)期，可總和（1）時間性總和同一部位的前后數(shù)次局部電位可以總和（2）空間性總和相鄰部位產(chǎn)生的局部電位可以總和46（四）興奮在同一細胞上的傳導(dǎo)1.傳導(dǎo)的機制局部電流形成+ + + + - - - + + + + + +- - - - + + + - - - - -472. 傳導(dǎo)的特征（1）雙向傳導(dǎo)（2）安全3. 影響傳導(dǎo)的因素（1

15、）細胞直徑的粗細（3）不衰減（2）是否有髓鞘（N.f而言）48四、動作電位時細胞膜興奮性的變化激活失活49失活關(guān)閉激活（一）絕對不應(yīng)期absolute refractory period組織細胞在接受刺激而興奮后的一個較短時期內(nèi)，它無論再受到一個多么強大 的刺激，都不能再次產(chǎn)生興奮，即興奮性為零。鈉通道失活50（二）相對不應(yīng)期relative refractory period在絕對不應(yīng)期后的一段時間內(nèi)，組織可接受大于閾值的刺激而發(fā)生興奮，即興奮性低于正常。鈉通道部分51（三）超常期（supernormal period）組織興奮性輕度增高，組織可接受小于閾值的刺激而發(fā)生興奮。膜電位接近閾電位

16、（四）低常期（subnormal period） 組織興奮性低于正常的時期.膜電位遠離閾電位5253五、動作電位的特點1.全或無2.傳導(dǎo)性3.不應(yīng)期54第三節(jié)肌細胞的收縮功能一、骨骼肌細胞收縮的機制（一）有關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)習5556三聯(lián)體（管）橫管（T管）終池（鈣池）肌小節(jié)兩個相鄰的Z 線之間的節(jié)段。是肌收縮的最基本單位。57細肌絲粗肌絲肌小節(jié)縱管終池Z線三聯(lián)體橫管（二）肌絲的結(jié)構(gòu)和功能Z線Z線粗58細肌絲肌絲1.粗肌絲（1）結(jié)構(gòu)特點肌凝蛋白（收縮蛋白）桿部。，分頭部和桿部朝向線呈束狀排列。頭部規(guī)律地分部在粗肌絲表面，為橫橋。59（2）橫橋的功能1）與細肌絲的肌動蛋白結(jié)合2）具ATP酶的作用，可分解A

17、TP供能3）有供能時，可做擺動將細肌絲拉向M線，使肌小節(jié)縮短。602. 細肌絲肌鈣蛋白肌動蛋白原肌凝蛋白（1） 肌動蛋白是收縮蛋白的一部分。（2） 原肌凝蛋白肌動蛋白與橫橋之間，妨礙兩者的結(jié)合。61（3）肌鈣蛋白1）C亞：與Ca2+結(jié)合2）T亞：將肌鈣蛋白連接在原肌凝蛋白上3）I亞：傳遞信息，使原肌凝蛋白構(gòu)形和位置改變，將肌動蛋白與橫橋的結(jié)合位點出來，促進兩者的結(jié)合。6263（三）肌細胞收縮的機制滑行學說（sliding theory）胞漿Ca2+Ca2+與肌鈣蛋白亞結(jié)合原肌凝蛋白變構(gòu)肌動蛋白與橫橋的結(jié)合位點橫橋與肌動蛋白結(jié)合（能量）橫橋發(fā)生擺動，拉動細肌絲向線滑動肌小節(jié)的縮短64興奮結(jié)束時，

18、肌漿網(wǎng)（鈣泵）將細胞漿中的鈣離子攝回鈣池中儲存。肌肉由收縮轉(zhuǎn)為舒張。65二、興奮-收縮藕聯(lián)excitation-contraction coupling（一）概念以膜的電變化為特征的興奮過程和以肌絲滑行為基礎(chǔ)的收縮過程之間，存在著某種中介性過程把二者起來，這一中介過程就叫興奮收縮藕聯(lián)。66（二）基本過程1.電興奮通過橫管系統(tǒng)傳向肌細胞深處2.三聯(lián)管處的信息傳遞3.肌漿網(wǎng)對Ca+的和再6768三、神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞69神經(jīng)上的AP（一）傳遞過程鈣通道開放，鈣離子內(nèi)流囊泡與前膜融合量子式遞質(zhì)ACh入間隙與終板膜上N 受22體結(jié)合化學門控通道開放鈉離子內(nèi)流產(chǎn) 生終板電位（去極化）肌細胞膜產(chǎn)生AP70（二）終板電位的特點局部電位大小與ACh量有關(guān)無“全或無”現(xiàn)象（三）興奮傳遞的特點1:1單向性傳導(dǎo)易受影響箭毒、膽堿脂酶的抑制劑（有機磷、