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人体解剖生理学第二章现在学习的是第1页，共34页细胞生理第一节第一节 细胞膜的结构特点和物质转运功能细胞膜的结构特点和物质转运功能1、膜的化学组成和分子结构膜的化学组成和分子结构2、膜物质转运功能、膜物质转运功能半透膜半透膜单纯扩散（单纯扩散（Simple diffusion）易化扩散（易化扩散（Faciliated diffusion）主动转运（主动转运（Active transport）入胞和出胞作用（入胞和出胞作用（Endocytosis and Exocytosis）现在学习的是第2页，共34页细胞生理“液态镶嵌模型液态镶嵌模型”（Fluid mosaic model ）膜以液态的脂质双分子层为支架，其中镶嵌不同结构和功膜以液态的脂质双分子层为支架，其中镶嵌不同结构和功能的蛋白质（能的蛋白质（Singer & Nicolson 1972 ）1、膜的化学组成和分子结构、膜的化学组成和分子结构现在学习的是第3页，共34页细胞生理脂脂 质：质：磷脂、胆固醇磷脂、胆固醇蛋白质：蛋白质：镶嵌于脂质双层镶嵌于脂质双层（介导细胞功能的实现）（介导细胞功能的实现）糖糖 类：类： 糖脂、糖蛋白糖脂、糖蛋白（起细胞标识的作用）（起细胞标识的作用）（构成膜的基架）（构成膜的基架）现在学习的是第4页，共34页1、脂质双分子层主要起屏障作用，是细胞的基架；脂质双分子层主要起屏障作用，是细胞的基架；2、镶嵌在脂质层中的蛋白质可以在膜脂分子间横向漂浮移位镶嵌在脂质层中的蛋白质可以在膜脂分子间横向漂浮移位；3、膜中的特殊蛋白质负责物质、能量和信息的跨膜转运和转膜中的特殊蛋白质负责物质、能量和信息的跨膜转运和转换；换；4、糖链是蛋白质和细胞的特异性的糖链是蛋白质和细胞的特异性的“标志标志”，能特异地与，能特异地与某种递质、激素或其他化学信号分子结合。某种递质、激素或其他化学信号分子结合。小小 结结现在学习的是第5页，共34页细胞生理2、膜物质转运功能、膜物质转运功能半透膜半透膜现在学习的是第6页，共34页细胞生理单纯扩散（单纯扩散（Simple diffusion）： 靠这种方式进行转运的物质较少，例如：二氧化碳、氧气靠这种方式进行转运的物质较少，例如：二氧化碳、氧气条条 件件 （1）细胞膜两侧存在物质的）细胞膜两侧存在物质的浓度浓度差或电位差差或电位差；指一些小的脂溶性物质依靠分子运指一些小的脂溶性物质依靠分子运动从浓度高的一侧通过细胞膜的脂质双动从浓度高的一侧通过细胞膜的脂质双分子层向浓度低的一侧扩散的方式。分子层向浓度低的一侧扩散的方式。（2）细胞膜对该物质有）细胞膜对该物质有通透性通透性。 现在学习的是第7页，共34页细胞生理易化扩散（易化扩散（Facilitated diffusion）： 某些物质能够依靠细胞膜上的特殊蛋白的帮助，顺电某些物质能够依靠细胞膜上的特殊蛋白的帮助，顺电-化学梯度通化学梯度通过细胞膜的转运方式。过细胞膜的转运方式。分分 类类：（1）以以载体为中介的易化扩散载体为中介的易化扩散(carrier mediated diffusion)特特 点点： （1）顺电）顺电-化学梯度进行转运，转运过程化学梯度进行转运，转运过程不消耗不消耗ATP； （2）转运过程中必须有）转运过程中必须有膜蛋白膜蛋白的帮助（介导）。的帮助（介导）。（2）离子通道介导的易化扩散离子通道介导的易化扩散(channel mediated diffusion)现在学习的是第8页，共34页细胞生理现在学习的是第9页，共34页细胞生理特特 点点： 主动转运（主动转运（Active transport）： 在细胞膜上载体的帮助下，在细胞膜上载体的帮助下，通过消耗通过消耗ATP，将某种物质逆浓，将某种物质逆浓度梯度进行转运的过程。度梯度进行转运的过程。（1）逆浓度梯度逆浓度梯度转运；转运；（2）耗能耗能（ATP） 现在学习的是第10页，共34页小小 结结现在学习的是第11页，共34页细胞生理 指某些物质与细胞膜接触，导致接触部指某些物质与细胞膜接触，导致接触部位的质膜内陷位的质膜内陷,以包被该物质，然后出现膜以包被该物质，然后出现膜结构融合和断裂，使该物质连同包被它的质结构融合和断裂，使该物质连同包被它的质膜一起进入胞浆的过程，含吞饮和吞噬。膜一起进入胞浆的过程，含吞饮和吞噬。出胞作用（出胞作用（Exocytosis）： 出胞与入胞相反，指某些大分子物质出胞与入胞相反，指某些大分子物质或颗粒从细胞排出的过程，主要见于细或颗粒从细胞排出的过程，主要见于细胞的分泌活动等。胞的分泌活动等。入胞作用入胞作用（Endocytosis）：现在学习的是第12页，共34页细胞生理入胞入胞 现在学习的是第13页，共34页出出 胞胞现在学习的是第14页，共34页细胞生理1 1、细胞的生物电现象及其产生机制细胞的生物电现象及其产生机制2 2、细胞膜的信号转导系统细胞膜的信号转导系统第四节第四节 细胞的兴奋性与生物电现象细胞的兴奋性与生物电现象 动物体各种器官之间的功能协调以及整体统一性的动物体各种器官之间的功能协调以及整体统一性的维持主要依靠组织与组织之间、细胞与细胞之间的信息维持主要依靠组织与组织之间、细胞与细胞之间的信息传递来完成的。传递来完成的。现在学习的是第15页，共34页细胞生理（1）静息电位（静息电位（Resting potential; RP）（2）动作电位（动作电位（Action potential; AP）（3）兴奋的引起与传导兴奋的引起与传导 一个活的细胞无论是它处于安静状态还是活动状态都是存在一个活的细胞无论是它处于安静状态还是活动状态都是存在电活动，这种电活动称为电活动，这种电活动称为生物电现象生物电现象。其中包括静息电位和。其中包括静息电位和动作电位。动作电位。1 1、细胞的生物电现象及其产生机制：、细胞的生物电现象及其产生机制：现在学习的是第16页，共34页细胞生理静息电位静息电位 细胞在静息状态下存在于细细胞在静息状态下存在于细胞膜两侧的电位差，称为胞膜两侧的电位差，称为静息电静息电位，位，也称也称跨膜静息电位跨膜静息电位。静息电位产生的机制静息电位产生的机制静息电位静息电位现在学习的是第17页，共34页细胞生理静息电位静息电位静息电位产生的机制静息电位产生的机制K+Na+Cl-Na+Cl-K+膜内膜内膜外膜外281111330离子浓度差离子浓度差= =电位差电位差 在静息状态下，在静息状态下，细胞膜内细胞膜内K K+ +的高浓度的高浓度和和安静时膜主要对安静时膜主要对K K+ +的通透性的通透性，是大多数细胞，是大多数细胞产生和维持静息电位的主要原产生和维持静息电位的主要原因。（或因。（或: :RPRP是是K+K+的平衡电位的平衡电位，静息电位主要是，静息电位主要是K+K+外流所外流所致）致）现在学习的是第18页，共34页细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制术语术语 指可兴奋细胞受到刺激而指可兴奋细胞受到刺激而兴奋时，在静息电位的基础上兴奋时，在静息电位的基础上膜两侧的电位发生快速而可逆膜两侧的电位发生快速而可逆的倒转和复原的过程。的倒转和复原的过程。动作电位动作电位现在学习的是第19页，共34页细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制极化极化（polarization）膜两侧存在的内负膜两侧存在的内负外正的电位状态。外正的电位状态。去极化（去极化（Depolarization）膜电位绝对值逐膜电位绝对值逐渐减小的过程。渐减小的过程。复极化（复极化（Repolarization）膜电位去极化后膜电位去极化后逐步恢复极化状态的过程。逐步恢复极化状态的过程。超极化（超极化（Over-polarization）膜电位绝对值高膜电位绝对值高于静息电位的状态。于静息电位的状态。超射超射(overshoot)：膜由原来的膜由原来的-70mv去极化到去极化到0 mv，进而变化到，进而变化到2040mv，去极化超，去极化超过过0电位的部分称为超射。电位的部分称为超射。 术语术语现在学习的是第20页，共34页细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制术语术语第一阶段：动作电位上升支的形成第一阶段：动作电位上升支的形成 由于刺激引起膜对由于刺激引起膜对Na+的通透性瞬的通透性瞬间增大（间增大（Na+通道被激活，对通道被激活，对K+通透性通透性减小），膜外的减小），膜外的Na+内流，使膜电位由内流，使膜电位由-70mV增加至增加至0mV，进而上升为，进而上升为+30mV，Na+通道随之失活。此时的电位即为动通道随之失活。此时的电位即为动作电位，亦是作电位，亦是Na+的平衡电位。的平衡电位。现在学习的是第21页，共34页细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制术语术语第二阶段：动作电位下降支形成：第二阶段：动作电位下降支形成： NaNa+ +通道失活后，膜恢复了对通道失活后，膜恢复了对K K+ +的通透的通透性，大量的性，大量的K K+ +外流。使膜电位由正值向外流。使膜电位由正值向负值转变，形成了动作电位的下降支。负值转变，形成了动作电位的下降支。 在体外描记的动作电位图形为一个短促而在体外描记的动作电位图形为一个短促而尖锐的脉冲图形，似山峰般，称为尖锐的脉冲图形，似山峰般，称为峰电位峰电位（Spike potentialSpike potential）。现在学习的是第22页，共34页第三阶段：后电位的形成：第三阶段：后电位的形成：动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制术语术语 当膜电位接近静息电位时，当膜电位接近静息电位时，K K+ +跨膜转运停止。随后，膜上的跨膜转运停止。随后，膜上的NaNa+ +-K-K+ +泵泵被激活，将膜内的被激活，将膜内的NaNa+ +离离子向膜外转运，同时，将膜外的子向膜外转运，同时，将膜外的K K+ +向膜内运输，形成了负后电位和向膜内运输，形成了负后电位和正后电位。正后电位。负后电位：细胞外负后电位：细胞外K K瞬间蓄积瞬间蓄积正后电位：正后电位：NaNa泵活动增强泵活动增强现在学习的是第23页，共34页动作电位特点动作电位特点： 动作电位一经引起，其波形与幅度基本相同，而与原动作电位一经引起，其波形与幅度基本相同，而与原刺激强度无关，这一特性称为动作电位的刺激强度无关，这一特性称为动作电位的“全或无全或无”现现象。象。 动作电位传导幅度不会因传导距离增大而减小。动作电位传导幅度不会因传导距离增大而减小。 动作电位一经产生将传遍整个细胞。动作电位一经产生将传遍整个细胞。现在学习的是第24页，共34页细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导一切活组织在受到刺激时，都能够应答性地出现一些特殊的一切活组织在受到刺激时，都能够应答性地出现一些特殊的反应和暂时性的机能改变。反应和暂时性的机能改变。可兴奋组织（可兴奋组织（Exitable tissue）受到刺激时，能受到刺激时，能够产生动作电位的组织。够产生动作电位的组织。兴奋性的变化兴奋性的变化兴兴 奋（奋（Exitation）细细 胞受到刺激后产生动作电胞受到刺激后产生动作电位的过程。位的过程。 兴奋性（兴奋性（Exitability）细胞受到刺激后具有产生动作细胞受到刺激后具有产生动作电位的能力。电位的能力。（3）兴奋的引起与传导兴奋的引起与传导现在学习的是第25页，共34页细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导刺刺 激激：引起组织产生反引起组织产生反应的各种内外环境应的各种内外环境的变化。的变化。刺激引起兴奋的刺激引起兴奋的条件条件： 刺激强度刺激强度 刺激时间刺激时间 刺激强度对于时间的变化率刺激强度对于时间的变化率兴奋性的变化兴奋性的变化上述三种条件均达到阈值才能引起兴奋。上述三种条件均达到阈值才能引起兴奋。兴奋的引起兴奋的引起现在学习的是第26页，共34页细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导 在比较不同组织的兴奋性时，采用强度在比较不同组织的兴奋性时，采用强度-时间曲线较困难，因此时间曲线较困难，因此，一般固定刺激时间，仅采用刺激强度大小来判断。，一般固定刺激时间，仅采用刺激强度大小来判断。 阈刺激阈刺激：产生动作电位所需的最小刺激强度。产生动作电位所需的最小刺激强度。 阈上刺激阈上刺激：大于阈刺激的刺激强度。大于阈刺激的刺激强度。 阈下刺激阈下刺激：小于阈刺激的刺激强度。小于阈刺激的刺激强度。 阈下刺激不能引起动作电位或组织、细胞的兴奋，但并非对组织细胞阈下刺激不能引起动作电位或组织、细胞的兴奋，但并非对组织细胞不产生任何影响。不产生任何影响。 兴奋性的变化兴奋性的变化现在学习的是第27页，共34页 阈刺激阈刺激、阈上刺激与最大刺激阈上刺激与最大刺激现在学习的是第28页，共34页细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导“局部电流学说局部电流学说” 细胞膜上任何一个部位受刺细胞膜上任何一个部位受刺激后所产生的动作电位，都可激后所产生的动作电位，都可以沿着细胞膜向周围扩布，使以沿着细胞膜向周围扩布，使兴奋部位与未兴奋部位之间形兴奋部位与未兴奋部位之间形成局部电流，导致整个细胞膜成局部电流，导致整个细胞膜都经历一次跨膜离子移动，实都经历一次跨膜离子移动，实现动作电位在膜上的传导。现动作电位在膜上的传导。兴奋性的变化兴奋性的变化兴奋的传导兴奋的传导现在学习的是第29页，共34页1、绝对不应期绝对不应期： 锋电位上升支与下降支初期锋电位上升支与下降支初期 特点特点：对任何刺激均不产生反应。：对任何刺激均不产生反应。2、相对不应期相对不应期： 锋电位下降支的后期锋电位下降支的后期 特点特点：对阈上刺激反应。：对阈上刺激反应。3、超常期超常期：负后电位：负后电位 特点特点：对阈下刺激产生反应。：对阈下刺激产生反应。4、低常期低常期：正后电位：正后电位 特点特点：对阈上刺激产生反应。：对阈上刺激产生反应。 细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导兴奋性的变化兴奋性的变化兴奋性的变化兴奋性的变化-55现在学习的是第30页，共34页细胞生理现在学习的是第31页，共34页细胞生理各种化学物质以及非化学性的外界刺激信号，大多数各种化学物质以及非化学性的外界刺激信号，大多数作用到细胞膜上，通过作用到细胞膜上，通过跨膜信号传递（跨膜信号传递（transmembrane signaling），引起细胞功能活动的改变。，引起细胞功能活动的改变。第一信使第一信使：激素、神经递质和细胞因子激素、神经递质和细胞因子第二节第二节 细胞的跨膜信息转导功能细胞的跨膜信息转导功能：现在学习的是第32页，共34页细胞生理 根据参与信号转导蛋白质种类的不同可将信号转根据参与信号转导蛋白质种类的不同可将信号转导系统分为以下三大类：导系统分为以下三大类：1、G蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导2、酶耦联受体介导的信号转导、酶耦联受体介导的信号转导3、离子通道介导的信号转导、离子通道介导的信号转导现在学习的是第33页，共34页现在学习的是第34页，共34页