第二章細(xì)胞的基本功能

第一節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能一、細(xì)胞膜(cellmembrane)的分子結(jié)構(gòu)

液態(tài)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)

以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架,其間鑲嵌有不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì).

(一）細(xì)胞膜的脂質(zhì)1.磷脂（phospholipid）:70%磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇2.膽固醇（cholesterol):<30%3.糖脂（glycolipid):<10%雙嗜性分子（amphiphilicmolecule)脂質(zhì)雙層lipidbilayer脂質(zhì)在體溫條件下呈液態(tài)，具有流動(dòng)性。意義：細(xì)胞的許多基本活動(dòng)都有賴于質(zhì)膜保持適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性。影響流動(dòng)性的因素：膽固醇含量越高、脂肪酸飽和度越高、鑲嵌的蛋白質(zhì)越多，則膜的流動(dòng)性越低。Lipidsareamphiphilic（二）細(xì)胞膜的蛋白

表面蛋白(骨架蛋白、受體)整合蛋白(載體、通道、離子泵、轉(zhuǎn)運(yùn)體)

（三）細(xì)胞膜的糖類與脂質(zhì)或蛋白結(jié)合生成糖蛋白或糖脂成為抗原決定簇、受體可識(shí)別部分。二、跨細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)transmembranetransport:體內(nèi)各種物質(zhì)經(jīng)過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的過程。轉(zhuǎn)運(yùn)方式:單純擴(kuò)散①被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)passivetransport易化擴(kuò)散原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)②主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)activetransport繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)③出胞和入胞作用膜蛋白介導(dǎo)(一)單純擴(kuò)散Simplediffusion脂溶性物質(zhì)由高→低濃度側(cè)的凈移動(dòng)。通量(flux):摩爾/cm2.秒擴(kuò)散濃度差膜通透性(脂溶性,分子量,帶電狀況)單純擴(kuò)散物質(zhì)：O2、CO2、乙醇、尿素、少量激素、水(還可通過水通道waterchannel即水孔蛋白aquaprin來跨膜轉(zhuǎn)運(yùn))

(二)易化擴(kuò)散1.經(jīng)通道易化擴(kuò)散：帶電離子

（Facilitateddiffusionviachannel）

離子通道：是一類貫穿脂質(zhì)雙層的、中央帶有親水性孔道的膜蛋白。通道的特征：①離子選擇性：每種通道都對(duì)一種或幾種離子有較高的通透能力，而對(duì)其他離子的通透性很小或不通透。*鉀通道

（K+:Na+=100:1）、鈉通道etc②門控性：在通道蛋白分子內(nèi)有一些可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)或化學(xué)基團(tuán)，在通道內(nèi)起“閘門”作用。許多因素可刺激閘門運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致通道的開放或關(guān)閉。通道的分類：

化學(xué)門控通道Chemically-gatedchannel

電壓門控通道Voltage-gatedchannel機(jī)械門控通道Mechanical-gatedchannel非門控通道：始終持續(xù)開放。鉀漏通道通道轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)：①轉(zhuǎn)運(yùn)速率比載體快106-108/s;102-105/s②無飽和現(xiàn)象，無競爭性抑制③通道有不同的功能狀態(tài)：通道蛋白狀態(tài)：靜息、激活、失活2.經(jīng)載體易化擴(kuò)散facilitateddiffusionviacarrier

水溶性小分子物質(zhì)經(jīng)載體介導(dǎo)順濃度梯度和（或）電位梯度進(jìn)行的被動(dòng)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì):小分子物質(zhì),如GS、AA、核苷酸特點(diǎn)：

①

結(jié)構(gòu)特異性；

②飽和現(xiàn)象saturation;如對(duì)GS轉(zhuǎn)運(yùn),轉(zhuǎn)運(yùn)右旋GS

③競爭抑制competitiveinhibition;（三）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)1.原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

primaryactivetransport細(xì)胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)逆濃度梯度和（或）電位梯度轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。帶電離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。（1）鈉-鉀泵/鈉泵：sodium-potassiumpump每分解1分子ATP，可將3個(gè)Na+移出胞外，同時(shí)將2個(gè)K+移入胞內(nèi)。（生電效應(yīng)）

PrimaryactivetransportNa+-K+依賴式ATP酶（鈉泵）3Na+(由胞內(nèi)向胞外):

2K+

(由胞外向胞內(nèi))

①Na+-K+依賴式ATP酶由α和β兩個(gè)亞單位構(gòu)成,水解ATP及與陽離子結(jié)合部位均在α亞單位。當(dāng)：

細(xì)胞內(nèi)[Na+]↑ATP→鈉泵激活→↓細(xì)胞外[K+]↑ADP+Pi+E3Na+(移出胞外):2K+（移入胞內(nèi)）同時(shí)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。②鈉泵抑制劑:哇巴因ouabain

鈉泵活動(dòng)的生理意義：

①細(xì)胞內(nèi)高K+—胞內(nèi)代謝反應(yīng)所必需；②膜內(nèi)外K+、Na+濃度差—RP、AP產(chǎn)生前提；③維持胞內(nèi)滲透壓和細(xì)胞容積的相對(duì)穩(wěn)定；④生電效應(yīng)可直接使膜內(nèi)電位的負(fù)值增大；⑤胞外高Na+勢(shì)能儲(chǔ)備：

—GS、AA繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)；

—Na+-H+交換,維持胞內(nèi)pH穩(wěn)定；

—Na+-Ca2+交換,維持胞內(nèi)Ca2+濃度穩(wěn)定；（2）Ca2+泵(calciumpump)：主要分布于骨骼肌與心肌細(xì)胞內(nèi)部的肌質(zhì)網(wǎng)上,與肌肉收縮有關(guān)

（3）H+泵(質(zhì)子泵):分布于胃粘膜壁細(xì)胞表面，與胃酸分泌有關(guān)

2.繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)secondaryactivetransport

細(xì)胞膜間接利用鈉泵分解的ATP所釋放的能量完成的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。即細(xì)胞膜利用鈉泵分解ATP釋放的能量所建立起的細(xì)胞膜內(nèi)外Na+濃度差的勢(shì)能儲(chǔ)備，再由轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白完成的逆電化學(xué)梯度差的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。

如：小腸粘膜上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞吸收GS、AA為繼發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

腎小管上皮細(xì)胞對(duì)GS的轉(zhuǎn)運(yùn)基側(cè)膜鈉泵活動(dòng)↓Na+濃度勢(shì)能差↓管腔膜Na+、GS同向轉(zhuǎn)運(yùn)體↓GS再易化擴(kuò)散入血轉(zhuǎn)運(yùn)體transporter：轉(zhuǎn)運(yùn)體和載體具有相似的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，也會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象同向轉(zhuǎn)運(yùn)體反向轉(zhuǎn)運(yùn)體（交換體）(四)膜泡運(yùn)輸1.出胞

exocytosis指胞質(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。分泌物的出胞過程粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成↓轉(zhuǎn)移到高爾基體↓修飾，由質(zhì)膜包裹↓分泌囊泡↓移向細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)↓融合、破裂，分泌信號(hào)出胞的兩種形式：1）持續(xù)性出胞：細(xì)胞本身固有的活動(dòng)。杯狀細(xì)胞分泌黏液，etc2）調(diào)節(jié)性出胞：需要受到某些信號(hào)的誘導(dǎo)。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，etc2.入胞Endocytosis：大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊（細(xì)菌、細(xì)胞碎片等）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。吞噬（phagocytosis）：單核c、巨噬c、中性粒c吞飲（pinocytosis）：幾乎所有cell1）液相入胞：細(xì)胞外液及