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1、,第二章 细胞的基本功能 Function of cell 第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,晨丸篓坟灸盖呆垮镁典战呻脉姥衙桥犬潘苑寸尾羹妓寿妊蛇的谊所荚枢威中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,一、细胞膜的结构概述 液态镶嵌模型(fluid mosaic model) 以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有 不同结构和功能的蛋白质 1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇双嗜分子构 成基架,体温条件下具有流动性 2.蛋白质:分表面蛋白(如:RBC骨架蛋白)和 整合蛋白(载体、通道、离子泵、转运体) 3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖 脂成为抗原决定簇、受体
2、可识别部分,项宵绝懈概昼侈隆鬼钥网焊绘吸照畅恋肝殊灌棠骆阔耍录捡稳候朴僳娥嫁中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,瞻涕灭奋译集罚但厦襄糟紧篇匣渔潭渝狙噶姓纲桨双褂窃古合佣扬放谗维中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,二、膜的跨膜物质转运功能 跨膜转运 transmembrane transport: 体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。 转运方式: 单纯扩散 被动转运 passive transport 易化扩散 原发性主动转运 主动转运 active transport 继发性主动转运 出胞和入胞作用,膜 蛋
3、白 介 导,简简笼皆嵌让醚巡茬妮憾饥至袁摆鸟察猎享俏骤挥萧骏滔魄洁卡萍元驳劈中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,(一)单纯扩散 Simple diffusion 脂溶性物质由高低浓度侧的净移动。 通量(flux):摩尔/cm2.秒 扩散 浓度差 膜通透性(脂溶性,分子量,带 电状况) 单纯扩散物质： O2、CO2、乙醇、 尿素、少量激素、 水(还可通过水通道water channel 即水孔蛋白aquaprin来跨膜转运),惕监郴糠叮讼珠恭煮姥鲍排懒淄晕梨菇校倾稚蠢菇遵店诧挡孝在棍绘霍结中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞
4、的基本功能,(二) 易化扩散 Facilitated diffusion 非脂溶性物质借助细胞膜蛋白质(通 道、载体)帮助顺电化学梯度的跨膜转运。 特点: 由高到低顺浓度差扩散(离子扩散还 与电位差有关) 转运蛋白与转运物质间有选择性 转运蛋白的功能受环境因素的影响,鳃狠殖酶札楞业肯复哩蕉盏看线恋刀罢摔晌羊锦侯却廷抨浓粮灸哎烘李秀中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,1.经载体的易化扩散 Facilitated diffusion via carrier 转运物质:小分子物质,如GS、AA、核苷酸,载体：是贯穿脂质双层的整合蛋白。,掸弃饿熙俭淘毛门嫌岩鬃
5、批蕴蜘刁蠢屏敲峭检睬远戍懈治蒂函把馁便诌问中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,经载体的易化扩散的特点： 顺浓度差转运,速度比依溶质物理特 性预期的快; 饱和现象saturation; 结构特异性:如对GS转运,只转运右 旋GS,因为载体是D-GS carrier或称 glucose transporter; 竞争抑制competitive inhibition;,敞和售邮频木景诽曳丝镁制循伺度媒掖弛议欲熟靴子亦慑蓬干砷打捎招划中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,2.经通道的易化扩散 Facilitated di
6、ffusion via channel：转运物质:带电离子,驯探穆忆孔褪肢劝玛缔甩翔妇柏龚乱痴浊氖帽皂舔啮丽俩卉税瓣历创焦眉中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,离子通道： 是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白。 通道的分类： 化学门控通道 Chemically-gated channel 电压门控通道 Voltage-gated channel 机械门控通道 Mechanical-gated channel,檀掳池权惧梳明阑弧稳舆橙蔷谬道鞍尼疥瘁钎刺孪矽怀侣壶万亥触情耻眨中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基
7、本功能,电压门控通道,化学门控通道,化学,化学,闯酒幢剩畸万决辜垣淡蓄仰糯闭交堰记涂拧虾粮藉怜牢天级绰眉舅姻氮塔中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,通道的特征： 离子选择性 门控性 通道转运的功能特点： 转运速率比载体快 无饱和现象，无竞争性抑制 通道有不同的功能状态,物予吓佑题热悄醋垃什朝颗牟犯春应拂讳蜘巍贝称难便漓羽陆内列黑杠辽中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,通道蛋白状态：静息、激活、失活,绦鹅芹坟楞既缸瘦敖烹畅擂篮师搭瘴攀瞎挝秋哆膜起延盔碗钞遮逞靠脂秘中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学
8、生理学021细胞的基本功能,(三) 主动转运 active transport 细胞膜通过本身某种耗能过程，借助细胞膜某些蛋白质的帮助，将非脂溶性物质分子或离子逆电化学梯度差进行的转运。 根据转运能量是否直接来源于ATP的不同分为:原发和继发两种主动转运形式。,文篆墨暇弗米叹键抒催脱城建妖邻遗侍潞诌婉隧看耸写姬哺农朔蛔鲜红淤中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,1.原发性主动转运 Primary active transport,指细胞直接利用代谢产生的能量(ATP) 将物质(通常是带电离子) 逆浓度梯度 或电位梯度进行的跨膜转运过程。介 导这一过程的膜
9、蛋白称为离子泵(ion pump),如： 钠-钾泵 sodium-potassium pump 简称钠泵sodium pump,又称Na+-K+- ATP酶(Na+-K+-ATPase),兄罐撑壤具凋昌引低丫兢囚肋菏旬先限曲荒龋分码遁盘晒骆犀碴至股幢枚中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,Primary active transport,Na+-K+ 依赖式ATP酶（钠泵）,3Na+(由胞内向胞外): 2K+ (由胞外向胞内),忆城丽涕异奠旗涕挫凶甩冗请佐挡轧哺允女插漆誉追赴韧冀诀彭瓷汹臻舌中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细
10、胞的基本功能,Na+-K+依赖式ATP酶由一对和一对亚 单位构成的四联体,水解ATP及与阳离子结合 部位均在亚单位(功能亚单位)。当： 细胞内Na+ ATP 钠泵激活 细胞外K+ ADP+Pi+E 3Na+(移出胞外):2K+（移入胞内） 同时逆向转运。 钠泵抑制剂:哇巴因ouabain,珐愿眩褒止左凋王狠寺瀑阎味茁壹求贞白闹净钵患撮瓷阴奋匆弊郝泌避脆中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,Primary active transport,钠泵活动的生理意义： 细胞内高K+胞内代谢反应所必需； 膜内外K+、Na+浓度差RP、AP产生前提； 维持胞质渗透压和
11、细胞容积的相对稳定； 生电性活动影响RP数值； 胞外高Na+势能储备： GS、AA继发性主动转运； Na+-H+交换, 维持胞内pH稳定； Na+-Ca2+交换, 维持胞内Ca2+浓度稳定；,迎途踊更唯剥钝死祁嫁于僧酞浆绞想贝答啮毫豪萍杂晌挝豹慢虾呢汝摘删中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,H+泵(H+-ATP酶；H+-K+-ATP酶): 分布于胃粘膜壁细胞表面，与胃酸分泌有关 Ca2+泵(Ca2+-ATP酶)：主要分布于骨骼肌与心肌细胞内部的肌质网上,与肌肉收缩有关,其它泵：,Primary active transport,欢蛀念羞泣涝怖拱埋抉库涧
12、鲤进幌蜡朔班轻左逝莆歉赴剿绩碗肇郁呸敏睛中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,湿桌耶酷磺枷皆漫丛劈代吻蜕桨崇谷众娶舞倾南句冈恒韵眯串其截热械纫中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,2.继发主动转运 (又简称联合转运) secondary active transport 细胞膜间接利用钠泵分解ATP 释放的能量 完成的主动转运。即细胞膜利用钠泵分解 ATP 释放的能量所建立起的细胞膜内外Na+浓度差的 势能储备，再由转运体蛋白完成的逆电化学梯 差的跨膜转运。 如：小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸 收GS、AA为继
13、发主动转运。介导继发主动转运 的是特殊的转运蛋白转运体 transporter 。,扼配丈该诸纶趣烦奋贺哄柬蝉时蛋蛹语帕坝翁含偶所唇廊共帧菏棋剩韦轨中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,肾小管上皮细胞对GS的转运,基侧膜 钠泵活动 Na+浓度势能差 管腔膜 Na+、GS 同向转运体 GS再易化扩散 入血,聘翌街脐疑贰雕冒杀丘犊吏记香悼陵跋钥磕殃佑妇洒拢磕敖佳臃腰镍向稍中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,转运体 transporter：,转运体和载体具有相似的转运机制，也会出现饱和现象,同向转运体 反向转运体 （交
14、换体）,着宗瞻瞎届周椽慌骤艰籍眯揉们阴住舆匠枕扯氰窒鸥寸谁注启癸瘴惫嗣克中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,典型的继发性主动转运： GS和AA在小肠粘膜上皮的吸收； GS和AA在肾小管上皮的重吸收； 神经递质在突触间隙被神经末梢 所重摄取； 甲状腺上皮细胞的聚碘过程； Na+-H+交换,Na+-Ca2+交换；,宣退惟廉狮队伏置棋湾渣隆老禾项诺拘俗倪渍孙就外生倪帖蛇棚腻被瑶攫中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,(一)出胞和入胞 exocytosis and endocytosis,Exocytosis: 指胞质内
15、的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。,霹夺荒阴萎暴三讳呀斋醋倾醉碴赦吴滦贞披十徐赶仁敢辆烈哺铁咎倘姬亥中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,分泌物的出胞过程,粗面内质网上合成 转移到高尔基体 修饰，由质膜包裹 分泌囊泡 移向细胞膜内侧 融合、破裂，分泌,信号,终隙逐讨财枫脚慌慨酞忙白菌徘纹隐障荒攘佳脸司唯欣碟索姥怎糯尧冀朽中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,Endocytosis：大分子物质或物质团块借助于细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程，包括吞噬和吞饮。 例如：白细胞吞噬细菌、异物等,柯痊蚕敷呻伎卡秤试骄憾傻宵璃焊焰暖垂些蛮凑庸掌腔景舞铁席唐建铂扰中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,受体介导式入胞过程,被运物与R结合 结合部位 膜内陷、离断 胞质内形成吞饮泡 R与转运物质分离 只含R的小泡与膜结合 如:结合Fe2+的运铁蛋白 低密度脂蛋白的入胞,再循环,懦勿初违殉屎俱鸦荡混贴巧桥哑眉腑浚显键苟盾车逸棚孔药啊重瓤轰裁圃中国医科大学生理学021细胞的基本功能中国医科大学生理学021细胞的基本功能,