细胞的基本功能思维导图脑图

细胞物质转运与信号传导
物质转运
细胞膜的组成
组成：脂质，蛋白质，糖类基本结构
液态镶嵌模型
脂质-脂质双分子层是细胞膜的基本骨架
组成
磷脂70%
胆固醇<30%糖脂类<10%特点
流动性
稳定性
膜蛋白
功能
酶蛋白
转运蛋白受体蛋白
结构
主要以α-螺旋或球形蛋白质的形式存在
存在形式
表面膜蛋白
以静电力与脂质的亲水部分结合，膜表面
整合膜蛋白
肽链一次或多次穿越脂质双层
G蛋白偶联受体，七次跨越细胞膜
特点流动性
糖类
成分主要是一些寡糖和多糖链形式
糖脂或糖蛋白功能
免疫标志（抗原）
传递信息（受体）
物质转运方式
被动转运方式
单纯扩散（simple diffusion）
脂溶性小分子物质从质膜的高浓度一侧通过脂质分子间隙向低浓度一侧进行跨膜扩散动力电-化学梯度
转运物质
O2,CO2,NH3,N2,尿素，乙醚，乙醇，甘油，类固醇特点
扩散速率高顺浓度差
无需膜蛋白帮助不需要消耗能量
扩散量与浓度差、温度、扩散面积和膜通透性成正相关
易化扩散（facilitated disffusion)
非脂溶性小分子物质或带电粒子在跨膜蛋白帮助下，顺浓度梯度和电位梯度进行的跨膜转运
特点
依靠特殊膜蛋白帮助
无需另外消耗能量
分类
经通道的易化扩散（通道扩散）
基本特征
离子选择性
门控特性
电压门控通道
心肌细胞膜
化学门控通道骨骼肌终板膜上的N2型乙酰胆碱受体机械门控通道
耳蜗基底膜
特点
相对特异性
无饱和性
有开放、失活、关闭不同状态
阻断剂
Na+河豚毒素（TTX)
K+四乙胺Ga2+异博定
经载体的易化扩散（载体扩散）
载体
也称转运载体，是介导多种水溶性小分子物质或离子跨膜转运的一类整合膜蛋白特点
结构特异性饱和现象竞争性抑制
主动转运方式
主动转运
原发性主动转运(primary active transport)
细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度和电位梯度转运的过程即直接利用ATP
例子
钠钾泵
化学本质由α和β两个亚单位组成的二聚体蛋白质实质Na+-K+依赖式ATP酶
功能分解ATP，3个钠移出膜外，2个钾移入膜内抑制剂
哇巴因
生理意义
细胞内高钾为代谢反应所必须
细胞内低钠能阻止大量水分进入细胞，维持细胞渗透压和细胞容积
药理学阻断钠钾泵时，会使细胞渗透压升高，细胞容积增大
膜内外K+Na+浓度差为生物电活动的基础
生物电效应可以使膜内电位的负值增大，直接参与了静息电位的形成
钙泵
实质Ca+-ATP酶
分布
质膜，肌细胞的肌质网和其他细胞的内质网膜功能
质膜钙泵
1个ATP一个钙离子，膜外→膜内
内质网或肌质网膜
1个ATP两个钙离子，移入内质网或肌质网，使胞质内游离钙离子为细胞外液的万分之一
质子泵
实质H+K+-ATP酶
分布
胃腺壁细胞和肾脏集合管闰细胞
功能分泌H+摄入K+抑制剂
奥美拉唑
阻断胃酸分泌
继发性主动转运（secondary active transport）
不直接来自ATP分解，利用原发性主动转运机制建立起的Na+或H+的浓度梯度，在其顺浓度梯度扩散的同时使其他物质逆浓度梯度和电位梯度跨膜转运
分类
同向转运
被转运的分子或离子都向同一方向运动的继发性主动转运
载体为同向转运体例子
葡萄糖在小肠黏膜上皮和近端肾小管上皮重吸收
2个钠离子和一个葡萄糖
反向转运
被转运的分子或离子相反方向运动的继发性主动转运
例子
Na+-Ca2+交换体
心肌细胞兴奋-偶联收缩过程
Na+-H+交换体
肾小管近端小管，维持酸碱平衡载体为反向转运体（交换体）
膜泡运输
入胞
内化（internalization)细胞外的大分子物质或物质团块被细胞膜包裹后以囊泡形式进入细胞的过程分类
吞噬
被转运的物质以固态的形式进入细胞
巨噬细胞或中性粒细胞
吞饮
被转运的物质以液态形式进入细胞
分类
液相入胞
溶质连同细胞外液连续不断的进入胞内
受体介导入胞
被转运物与受体膜特异性结合，选择性地促进其进入细胞
出胞
胞质内大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程
分类
持续性出胞小肠黏膜杯状细胞分泌黏液调节性出胞
兴奋时引起神经末梢神经递质的释放
对比图
对比图
例子
信号传导
概述
概念
细胞信号传导
是生物学信息在细胞间或细胞内转换和传递，并产生生物效应的过程
信号分子
生物活性物质通过受体或离子通道作用而激活或抑制细胞功能的过程，一般把参与完成细胞间信号通讯或细胞内信号转导的化学物质
信使分子专司生物信息携带功能的小分子
信号传导通路
完成细胞间或细胞内生物信息转换和传递的信号分子链
生理意义
本质就是细胞和分子水平的功能调节
主要传导通路
受体（receptor)是指细胞中具有接受和传导信息功能的蛋白质
配体（ligand)
能与受体发生特异性结合的活性物质
两类方式
水溶性的配体或物理信号（膜受体）
离子通道受体G蛋白耦联受体
酶联型受体招募型受体
脂溶性配体
胞质受体或核受体
信号网络系统
信号传导与人类疾病
分类
离子通道型受体介导的信号传导
概念化学门控通道是一类由配体结合部位和离子通道两部分组成、同时具有受体和离子蛋白通道功能的膜蛋白，也称促离子型受体
特点路径简单，速度快，对外界作用出现反应位点较局限
例子
化学性胞外信号（如Ach)→递质与膜受体（N2)结合→膜受体耦联的离子通道开放→离子（Na+）内流→产生局部电流→总和后细胞兴奋或抑制
G蛋白耦联受体介导的信号传导
概念
是指被配体激活后，作用于与之耦联的G蛋白，再引发一系列以信号蛋白为主的级联反应而完成跨膜信号传导的一类受体
主要信号蛋白和第二信使
G蛋白耦联受体
G蛋白
G蛋白效应器
第二信使（second messenger）
是指激素、神经递质、细胞因子等细胞外信使分子作用于膜受体后产生的细胞内信使分子
作用
把细胞外信号分子作用于细胞膜的信息传给细胞内的靶蛋白-蛋白激酶和离子通道
例子
cAMP(环磷酸腺苷)主要激活PKA(蛋白激酶A）
IP3(三磷酸肌醇)
DG(二酰甘油)cGMP(环磷酸鸟苷)AA(花生四烯酸)
磷脂酶C促使磷脂肌醇分解生成
蛋白激酶（protein kinase)
一类将ATP分子上的磷酸基团转移到底物蛋白而产生蛋白磷酸化的酶类
分类
丝氨酸/苏氨酸蛋白酶类
为主，使丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化
酪氨酸蛋白激酶
使底物蛋白中酪氨酸残基磷酸化
常见的信号传导通路
受体-G蛋白-AC-cAMP-PKA通路
受体-G蛋白-PLC-IP3-Ca2+和DG-PKC通路
Ca2+信号系统
酶联型受体介导的信号传导
酶联型受体指其本身就具有酶的活性或与酶结合的膜受体主要有
酪氨酸激酶受体和酪氨酸激酶结合型受体
鸟苷酸环化酶受体丝氨酸/苏氨酸激酶受体
招募型受体介导的信号传导
是单跨膜受体，受体分子的胞内域并没有任何酶活性，故不能进行生物信号的放大
与细胞因子跨膜信号传导有关
核受体介导的信号传导。