1、第二章 細胞的基本功能,第一節(jié)：細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能 第二節(jié)：細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導功能 第三節(jié)：細胞的生物電現(xiàn)象與興奮性 第四節(jié)：骨骼肌的收縮功能,學習內(nèi)容,第一節(jié) 細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能,被動轉(zhuǎn)運 主動轉(zhuǎn)運 出胞和入胞,細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能,細胞膜 （plasma membrane） 液態(tài)鑲嵌模型 （fluid mosaic model) 以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著不同生理功能的蛋白質(zhì),膜中的蛋白質(zhì)具有不同的分子構(gòu)象或構(gòu)型，決定了它們具有不同的功能。 （細胞和周圍環(huán)境間的物質(zhì)、能量和信息交換與膜上蛋白質(zhì)分子的特性有關(guān)）,糖：,細胞膜含糖類較少，主要是一些寡糖和多糖（以共價鍵的形式和膜內(nèi)

2、脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合，形成糖脂或糖蛋白） 糖脂和糖蛋白分子上的糖鏈多裸露于膜的外表面，可作為細胞的“標記” 如： 有些可作為抗原決定簇，表示某種免疫信息 有些作為膜受體的“可識別”部分，可以特異地與某種激素、遞質(zhì)或其它化學信號分子結(jié)合,決定某物質(zhì)通過(以脂質(zhì)雙層為基架的) 細胞膜的難易程度(通透性)的主要因素： 1.是否脂溶性以及脂溶性的大小; 2.分子的大小; 3.分子的帶電狀態(tài); 4.其他因素: 如有無膜蛋白幫助.,物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運,一、被動轉(zhuǎn)運(passive transport),（一）單純擴散 （simple diffusion） 脂溶性物質(zhì)從高濃度向低濃度區(qū)域的跨膜轉(zhuǎn)運 特點 不需蛋白質(zhì)

3、 濃度梯度，不需能量 結(jié)果是兩側(cè)物質(zhì)平衡 適用于O2, CO2，甾體類激素 水分子的滲透（osmosis）,（二）易化擴散(facilitated diffusion) 物質(zhì)在特殊蛋白質(zhì)分子的“協(xié)助”下，由膜的高濃度向低濃度區(qū)域的跨膜轉(zhuǎn)運 經(jīng)載體的易化擴散（facilitated diffusion via carrier） 經(jīng)通道的易化擴散（facilitated diffusion via channel）,一、被動轉(zhuǎn)運(passive transport),1.由載體(carrier)介導的易化擴散,飽和現(xiàn)象(saturation) 立體構(gòu)象特異性(stereodpecificity)

4、競爭性抑制(competitive inhibition),以載體為中介的易化擴散,通道對離子的選擇性 通道的門控特性 電壓門控通道 化學門控通道 機械門控通道 速度極快;(可達每秒106-108個離子) 阻斷藥：河豚毒 Na+通道， 四乙基銨K+通道，異搏定Ca2+通道,2. 由通道（ion channel）介導的易化擴散,以通道為中介的易化擴散,細胞膜經(jīng)通道易化擴散的生理意義: 跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(如水、離子); 參與細胞生物電的產(chǎn)生; 參與跨膜信號轉(zhuǎn)導。,Na+-K+依賴式ATP酶的蛋白質(zhì)。 每分解一個ATP分子，可以使3個Na+移出膜外，同時有2個K+移入膜內(nèi),細胞通過本身的某種耗能過程，將

5、物質(zhì)由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程 (一)原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(primary active transport),鈉-鉀泵(sodium-potassium pump ),二、主動轉(zhuǎn)運(active transport),鈉-鉀泵(sodium-potassium pump),鈉泵活動的意義： Na+、K+等離子在膜兩側(cè)的不均衡分布 胞內(nèi)高鉀，為代謝提供必需條件 胞內(nèi)低鈉低氯，維持胞質(zhì)滲透壓和細胞容積的穩(wěn)定 建立了勢能貯備 神經(jīng)、肌肉等組織產(chǎn)生生物電信號的基礎(chǔ) 一些其他物質(zhì)分子跨膜轉(zhuǎn)運的能量來源 還有鈣泵(Ca2+-Mg2+依賴式ATP酶) H+泵(H+-K+依賴式ATP酶) 碘泵等,(二)

6、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(secondary active transport),如:小腸上皮細胞吸收葡萄糖，腎小管上皮重吸收葡萄糖和氨基酸；甲狀腺攝取 I,依靠Na泵建立的勢能儲備，逆濃度差轉(zhuǎn)運某些物質(zhì) 的過程，不直接消耗能量，間接地來自ATP,繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運簡稱聯(lián)合轉(zhuǎn)運(cotransport),出胞 (exocytosis) 常見于遞質(zhì)的釋放和腺體的分泌 入胞 (endocytosis) 吞噬：巨噬細胞和中性粒細胞 吞飲：小腸上皮細胞和腎小管上皮細胞等 受體介導式入胞：運鐵蛋白，低密度脂蛋白,大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)團塊，出入細胞的過程,三入胞和出胞(endocytosis and exocy

7、tosis),受體介導式入胞,轉(zhuǎn)運方式 轉(zhuǎn)運物質(zhì) 順逆差 細胞是否耗能 單純擴散 脂小分子,水 順差 不 經(jīng)載體易化擴散 水溶性分子 順差 不 經(jīng)通道易化擴散 帶電離子 順差 不 原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運 離子 逆差 耗能 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運 葡萄糖等 逆差 靠他物勢能差 出胞與入胞 大分子物質(zhì) 無關(guān) 細胞主動活動,第二節(jié) 細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導(transmembrane signal transduction),跨膜信號轉(zhuǎn)導的概念的提出 不同形式化學信號（激素、遞質(zhì)、細胞因子）作用于細胞時，通常并不進入細胞或直接影響細胞內(nèi)過程，而是作用于細胞膜表面，通過引起膜結(jié)構(gòu)中一種或數(shù)種特殊蛋白質(zhì)分子的變構(gòu)作用，將外界

8、環(huán)境變化的信息以新的信號形式傳遞到膜內(nèi)，再引發(fā)靶細胞功能改變，包括細胞出現(xiàn)電反應(yīng)或其他功能改變。,受體-G蛋白-膜的效應(yīng)器酶介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導,受體：G-蛋白耦聯(lián)受體 G蛋白(鳥苷酸結(jié)合蛋白) G蛋白的效應(yīng)器分子 酶 (如：腺苷酸環(huán)化酶、磷脂酶C） 離子通道 第二信使 （如：環(huán)磷腺苷(cAMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG),最典型的例子是1962年Krebs等人對cAMP調(diào)節(jié)糖原合成和糖原分解酶系的研究 腎上腺素激活-腎上腺素受體，通過G蛋白激活腺苷酸環(huán)化酶，使細胞內(nèi)cAMP濃度升高 cAMP與APK的調(diào)節(jié)亞單位結(jié)合，釋放出被激活的APK催化亞單位，導致下列反應(yīng)調(diào)節(jié)糖原生成作用。,

9、未激活的PKA 激活的PKA,未激活的磷酸酶激酶 激活的磷酸酶激酶,未激活的糖原磷酸化酶 激活的糖原磷酸化酶,糖原 1-磷酸葡萄糖,cAMP,受體(receptor)：能與外來化學信號作特異性結(jié)合的受體蛋白質(zhì) 這里它們不是一個獨立的蛋白質(zhì)分子，稱為通道型受體,通道介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導,化學門控通道 ：肌細胞終板膜、神經(jīng)細胞的突觸 后膜 電壓門控通道： 神經(jīng)軸突和骨骼肌、心肌細胞 機械門控通道 ：機械感受器細胞,P10圖2-1 鈉通道亞單位的分子結(jié)構(gòu)示意圖,由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導,受體的膜外側(cè)肽段同相應(yīng)的化學信號結(jié)合時，直接激活受體的膜內(nèi)側(cè)肽段的蛋白激酶活性，引發(fā)蛋白質(zhì)底物中的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化 沒有G蛋白的參與，沒有第二信使的產(chǎn)生,三、由酶偶聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導,酪氨酸激酶受體,肽類激素和有關(guān)細胞因子,酪氨酸激酶受體,(胰島素、神經(jīng)生長因子),胞漿內(nèi)側(cè)肽鏈的蛋白激酶活性,酪氨酸殘基磷酸化,生理效應(yīng),直接激活,鳥苷酸環(huán)化酶受體,鳥苷酸環(huán)化酶受體,胞內(nèi)的GTP環(huán)化，