《细胞生理学》ppt课件
Chapter 2 The cell and its function,§1 细胞膜的物质转运功能 §2 细胞的跨膜信号转导 §3 细胞的生物电现象 §4 骨骼肌收缩功能,§1 细胞膜的物质转运功能,一 细胞膜的基本结构,70%,30%,整合蛋白,仅存膜外侧,Function of membrane,维持细胞形状和内容物的稳定 接受细胞外环境变化发生变化的信号 选择性物质转运功能,二 细胞膜的物质转运功能,(一) 单纯扩散 (二) 膜蛋白介导的跨膜转运 易化扩散 主动转运 (三)胞吐和胞纳,(一) 单纯扩散(simple diffusion),(1)概念: 小分子的脂溶性物质不需与膜上的蛋白质结合,凭其本身运动,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程 (2)影响因素： 膜内外浓度差、膜的通透性、分子大小、脂溶性、带电状况,单纯扩散过程示意图,球往低处滚,(3)特点: 小分子的脂溶性物质 顺浓度差 不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 不耗能 (4)转运的物质： O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素,水分子,(二)易化扩散(facilitated diffusion),(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,在特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程 (2)特点： 顺电化学梯度,(浓度差和电位差的代数和),不需耗能 需要膜蛋白的参与 (3)分类: a. 由载体介导的易化扩散 b. 由通道介导的易化扩散,a.由载体介导的易化扩散,载体+被转运物质复合物 转运物质:葡萄糖、氨基酸（进入一般细胞）、核苷酸 影响因素：膜两侧浓度差、可利用的载体数量、转运物与载体的亲和力 特点：1 高度的结构特异性 2 饱和现象 3 竞争性抑制,b. 由通道介导的易化扩散,转运物质：一些离子，如K+、 Na+、Cl-、Ca2+ H2O 影响因素：电化学梯度、特殊化学物质、机械刺激 特点：a其功能状态可以改变 激活 失活 静息 b有相对离子选择性 c门控特性(通过 “闸门”进行调控）,分类,电压门控通道：Na+通道 化学门控通道：N2-Ach受体 机械门控通道：,电压门控通道：离子；电压变化-通道开/关 Na+通道:12 亚单位, 通道孔形成亚单位; -调节亚单位（图） 配体门控通道(化学门控通道) 特点：通道/受体，配体与受体结合-通道开/关 N2型乙酰胆碱受体通道： 2亚单位 2个乙酰胆碱+ -通道开放(图10),H2O的转运,转运形式：水通道，单纯扩散 水通道：Agre 2003年诺贝尔化学奖 2个水通道 (图11),单纯扩散和易化扩散的共同点： 顺浓度差移动 不耗能 因此，称做被动转运,(三)主 动 转 运 (Active transport),1.概念：是指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程 这种物质转运对于细胞的生命活动十分重要 2.特点：需要消耗能量（能量由分解ATP来提供） 依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 逆电-化学梯度进行,3.分类,原发性主动转运(Primary active transport) 继发性主动转运(Secondary active transport),原发性主动转运,定义：细胞直接利用代谢产生的能量将物质（通常是带电离子）逆电-化学梯度进行转运的过程 特殊膜蛋白质：离子泵（ion pump）或 ATP酶（ATPase） 如:钠泵、质子泵、钙泵、碘泵,钠 泵(Sodium-pump),Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶，简称钠泵。 哺乳动物膜普遍存在 维持细胞内高K+，低Na+的生理状态,2),3) 钠泵功能,每分解1分子ATP产生的能量，可将胞内的3个Na+移至胞外和将胞外的2个K+移入胞内,4) 钠泵的启动（激活）,膜内Na+升高或膜外K+升高,5)钠泵活动的结果,形成并维持了细胞内外Na+ 、 K+各自巨大的浓度差,6)钠泵的生理意义,造成细胞内高K+，这是许多代谢反应正常 进行的必需条件 保持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定 保持细胞外高Na+和细胞内高K+，建立一种离子势能贮备。这是形成细胞生物电和产生兴奋性的基础，也可以用来完成其他物质的继发性主动转运 对Na+ 和K+的不对等转运使膜外正电荷增加生电性钠泵,细胞外液与细胞内液主要成分 成分 细胞外液浓度 细胞内液浓度 Na+ 150 15 K+ 5.5 150 Ca2+ 1 游离0.001 Mg2+ 1.5 12 Cl- 125 9 AA 2 8 Gs 5.6 1 （单位：mmol/L),继 发 性 主 动 转 运,定义:一些物质的主动转运所需的能量不是直接来自ATP的分解，而是来自钠泵活动造成膜外Na+高势能。但造成这种高势能钠泵活动需要分解ATP，故称此类型的转运为继发性主动转运（secondary active transport)或简称联合转运(co-transport）。 特殊蛋白质:转运体（transporter） 转运的物质:肾小管和肠粘膜上皮细胞对葡萄 糖、氨基酸的吸收,继发性主动转运,同向转运:转运物质与Na+ 同一方向 逆向转运：转运物质与Na+ 反向, Na+ 葡萄糖同向转运体,小肠上皮顶端膜：Na+顺浓度；G逆浓度； 侧膜： Na-K Pump； 基底膜：G顺浓度；, Na+ a 交换体,Na+,a,膜外,膜内,意义：维持细胞内低a,（四） 出胞和入胞 (exocytosis & endocytosis),一些大分子物质或固态、液态的物质团块，进出细胞的过程，分别称之为入胞和出胞。 出胞：细胞的分泌活动，如激素分泌、酶原颗粒的分泌及递质的分泌等（图） 入胞：细胞外某些物质团块(如侵入体内的细菌、病毒、异物等)进入细胞的过程。 分为 吞噬固体团块进入细胞 吞饮液体物质进入细胞,液相入胞 受体介导入胞,吞噬,液相入胞,受体介导 入胞,吞噬泡,受体介导的入胞过程,Summary,
