基础医学--细胞功能_PPT幻灯片
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如果转运的物质是离子，则其最终的平衡 点是电-化学势为零，此时浓度差并不消失。
三、主动转运
被运输的物质： 特定的离子（K + 、Na + 、Ca2+等） 细胞代谢必需的物质。
特点： 逆物质浓度梯度方向运输； 消耗代谢能。
1.原发性主动运输
定义：细胞通过本身的某种耗能过程， 将某种物质分子或离子由膜的低浓度一 侧向高浓度一侧的过程。
外界的机械性信号，直接激活膜中的机械门控 通道，引起细胞跨膜电位的变化。
实例：
内耳毛细胞顶部的听毛受到切向力作用时，会 发生短暂的感受器电位。
神经－肌接头超微结构图
神经末梢AP到 来
轴突末梢膜上 Ca+通道开放
Ca+内 流
Ca+启动突触小泡 出胞，ACh释放
ACh经间隙扩散
ACh与终板膜 上ACh受体结 合
吞饮作用 （pinocytosis）
受体介导的入胞 （receptor-mediated endocytosis）
Байду номын сангаас胞
大分子物质或固态、液态物质团由细胞 排出的过程。
出胞入胞均要耗能，消耗线粒体氧化工 程中形成的ATP。
第二节 跨膜信号转导
细胞间隙连接 化学通讯
膜表面分子接触通讯
1、定义
外界信号作用于细胞膜表面，膜结 构中一种或多种特殊蛋白质分子发生变 构，外环境变化的信息以新的信号形式 传导到膜内，引发靶细胞相应的功能改 变，如电反应。
* G蛋白
1、结构：三个亚单位，α，β，γ
2、分类：激活型蛋白--- α亚单位结合GTP
失活型蛋白--- α亚单位结合GDP
信号转导（signal transduction）
外界刺激信号→细胞膜中的蛋白质→膜内反应 信号物质：激素、神经递质、细胞因子等； 根据作用方式进行分类：
疏水性的：类固醇激素、维生素D、甲状腺激素； 扩散透过胞膜，与胞内受体结合，发挥作用； 亲水性的：作用于胞膜表面的蛋白质，通过级联反 应，信号转导，产生生物学效应。
2、分类
膜表面受体主要有三类：
①离子通道型受体（ion-channel-linked receptor）； ②G蛋白耦联型受体（G-protein-linked receptor）； ③酶耦联的受体（enzyme-linked receptor）
一、离子通道跨膜信号传递
1、定义： 物质可以通过细胞膜上的通道蛋
意义：
使细胞内高K+ , 利于细胞代谢活动； 建立钠、钾浓度势能贮备是产生生物电的基础；
维持细胞内外渗透压平衡；
也可用于其它物质的主动转运(继发性主动转运)。
2.继发性主动运输
定义：某些物质主动运输所需的能量是 间接来自ATP 的分解。
继发性主动运输
主体：葡萄糖、氨基酸等 分类：同向转运和逆向转运
白质可实现转运过程，从而实现细胞之 间、细胞 与外界刺激信号之间的信号传 递。
通道类型
配体闸门通道：闸门的开关受化学物质 调节。
如乙酰胆碱通道。
电压闸门通道：闸门的开关受膜电压的 控制。
如Na+ 、K+ 、Ca2+ 通道等。 机械力闸门通道：闸门的开关受机械力 的牵张控制。
（1）化学门控通道
定义：只有某种化学信号出现时，通道才会与之特 异性结合，再打开。然后出现相应离子的易化扩散， 从而完成信号的跨膜传递。
终板膜上化学门控通道开放，对 Na+、K+的（尤其是Na+）透性
肌细胞产生AP
邻近肌细胞去 极化达阈电位
终板膜去极化， 终板电位总和
Na+内流，K+外流
二、 G蛋白耦联受体介导的信号转导
（一）定义： 化学信息物质与胞膜上的特异性受体结合，激活膜内
的G-蛋白，然后激活或抑制膜内的效应器蛋白，引起Ⅱ 信使的生产增加或减少，蛋白激酶的活性改变，影响胞内 功能，最终调节细胞内的功能。 （二）组成： 受体蛋白：又名G-蛋白耦联受体 1、作用：与外界化学信号作特异性结合。 2、 结构：7次跨膜受体 3、name-促代谢型受体； 4、eg-肾上腺素能受体、乙酰胆碱受体、5-羟色胺受体、 嗅觉受体、视紫红质以及多数肽类激素的受体等；
意义：建立一种势能储备，供细胞的其 他耗能过程来用。
* 依赖式ATP酶：
本质是细胞膜上的一种蛋白质能分解ATP， 使之释放能量，以供转运。
Na + -K + -ATP酶： Na+ - K +泵
Na + -K + -ATP酶： Na+ - K +泵
作用：同时具有载体和ATP酶活性。
催化ATP生成ADP，产生能量，经可逆性的磷酸化 与去磷酸化，泵出Na+和泵入K+。水解一个ATP 分子所产生的能量可供泵出3个Na+ ，泵入2个 K+ 。
一、单纯扩散（simple diffusion）
定义：细胞外液和细胞内液都是水溶液,脂 溶性溶质分子从高浓度区域向低浓度区域 通过细胞膜做跨膜运动或转运。 影响因素：
膜两侧的浓度差 脂溶性程度 其他因素如膜的性质 主体：氧气和二氧化碳
二、易化扩散（facilitated diffusion）
定义：非脂溶性物质，在膜结构中特殊蛋白质 分子的帮助下也能较容易的由高浓度一侧通过 膜向低浓度一侧移动。 特点：
实例：ACh（乙酰胆碱） N型Ach受体 N型通道
（2）电压门控通道
定义：
外界刺激信号为电压变化，引起膜电位的改变， 使通道开放，造成离子流动或其他胞内功能的 改变。
实例：
神经和肌细胞膜上的Ca 2+通道---动作电位 *主要与动作电位的形成有关 *Na + ，K + ， Ca 2+通道
（3）机械门控通道 定义：
(四)出胞和入胞
定义：
大分子物质或固态、液态物质团块， 可通过膜更为复杂的结构、功能改变，使之 进出细胞。
实例：
细胞的分泌活动 细菌、病毒或营养物质进入细胞 受体介导式入胞
入胞
细胞表面发生内陷，由胞膜把细胞外的大分子 和颗粒物质包围成小泡，最后脱离细胞膜进入 细胞内的转运过程。
吞噬作用 （phagocytosis）
从高浓度到低浓度 蛋白质分子本身结构的特异性 某种物质的扩散通量是变化的
主体：葡萄糖 钠离子 钾离子 钙离子 氯离子 类型：
载体蛋白介导的运输 通道蛋白介导的运输
单纯扩散和易化扩散均系顺浓度差和电位 差移动, 无需消耗能量, 称为被动转运。
如果转运的物质不带电，其最终达到的平 衡点是两侧浓度差为零。
三、主动转运
被运输的物质： 特定的离子（K + 、Na + 、Ca2+等） 细胞代谢必需的物质。
特点： 逆物质浓度梯度方向运输； 消耗代谢能。
1.原发性主动运输
定义：细胞通过本身的某种耗能过程， 将某种物质分子或离子由膜的低浓度一 侧向高浓度一侧的过程。
外界的机械性信号，直接激活膜中的机械门控 通道，引起细胞跨膜电位的变化。
实例：
内耳毛细胞顶部的听毛受到切向力作用时，会 发生短暂的感受器电位。
神经－肌接头超微结构图
神经末梢AP到 来
轴突末梢膜上 Ca+通道开放
Ca+内 流
Ca+启动突触小泡 出胞，ACh释放
ACh经间隙扩散
ACh与终板膜 上ACh受体结 合
吞饮作用 （pinocytosis）
受体介导的入胞 （receptor-mediated endocytosis）
Байду номын сангаас胞
大分子物质或固态、液态物质团由细胞 排出的过程。
出胞入胞均要耗能，消耗线粒体氧化工 程中形成的ATP。
第二节 跨膜信号转导
细胞间隙连接 化学通讯
膜表面分子接触通讯
1、定义
外界信号作用于细胞膜表面，膜结 构中一种或多种特殊蛋白质分子发生变 构，外环境变化的信息以新的信号形式 传导到膜内，引发靶细胞相应的功能改 变，如电反应。
* G蛋白
1、结构：三个亚单位，α，β，γ
2、分类：激活型蛋白--- α亚单位结合GTP
失活型蛋白--- α亚单位结合GDP
信号转导（signal transduction）
外界刺激信号→细胞膜中的蛋白质→膜内反应 信号物质：激素、神经递质、细胞因子等； 根据作用方式进行分类：
疏水性的：类固醇激素、维生素D、甲状腺激素； 扩散透过胞膜，与胞内受体结合，发挥作用； 亲水性的：作用于胞膜表面的蛋白质，通过级联反 应，信号转导，产生生物学效应。
2、分类
膜表面受体主要有三类：
①离子通道型受体（ion-channel-linked receptor）； ②G蛋白耦联型受体（G-protein-linked receptor）； ③酶耦联的受体（enzyme-linked receptor）
一、离子通道跨膜信号传递
1、定义： 物质可以通过细胞膜上的通道蛋
意义：
使细胞内高K+ , 利于细胞代谢活动； 建立钠、钾浓度势能贮备是产生生物电的基础；
维持细胞内外渗透压平衡；
也可用于其它物质的主动转运(继发性主动转运)。
2.继发性主动运输
定义：某些物质主动运输所需的能量是 间接来自ATP 的分解。
继发性主动运输
主体：葡萄糖、氨基酸等 分类：同向转运和逆向转运
白质可实现转运过程，从而实现细胞之 间、细胞 与外界刺激信号之间的信号传 递。
通道类型
配体闸门通道：闸门的开关受化学物质 调节。
如乙酰胆碱通道。
电压闸门通道：闸门的开关受膜电压的 控制。
如Na+ 、K+ 、Ca2+ 通道等。 机械力闸门通道：闸门的开关受机械力 的牵张控制。
（1）化学门控通道
定义：只有某种化学信号出现时，通道才会与之特 异性结合，再打开。然后出现相应离子的易化扩散， 从而完成信号的跨膜传递。
终板膜上化学门控通道开放，对 Na+、K+的（尤其是Na+）透性
肌细胞产生AP
邻近肌细胞去 极化达阈电位
终板膜去极化， 终板电位总和
Na+内流，K+外流
二、 G蛋白耦联受体介导的信号转导
（一）定义： 化学信息物质与胞膜上的特异性受体结合，激活膜内
的G-蛋白，然后激活或抑制膜内的效应器蛋白，引起Ⅱ 信使的生产增加或减少，蛋白激酶的活性改变，影响胞内 功能，最终调节细胞内的功能。 （二）组成： 受体蛋白：又名G-蛋白耦联受体 1、作用：与外界化学信号作特异性结合。 2、 结构：7次跨膜受体 3、name-促代谢型受体； 4、eg-肾上腺素能受体、乙酰胆碱受体、5-羟色胺受体、 嗅觉受体、视紫红质以及多数肽类激素的受体等；
意义：建立一种势能储备，供细胞的其 他耗能过程来用。
* 依赖式ATP酶：
本质是细胞膜上的一种蛋白质能分解ATP， 使之释放能量，以供转运。
Na + -K + -ATP酶： Na+ - K +泵
Na + -K + -ATP酶： Na+ - K +泵
作用：同时具有载体和ATP酶活性。
催化ATP生成ADP，产生能量，经可逆性的磷酸化 与去磷酸化，泵出Na+和泵入K+。水解一个ATP 分子所产生的能量可供泵出3个Na+ ，泵入2个 K+ 。
一、单纯扩散（simple diffusion）
定义：细胞外液和细胞内液都是水溶液,脂 溶性溶质分子从高浓度区域向低浓度区域 通过细胞膜做跨膜运动或转运。 影响因素：
膜两侧的浓度差 脂溶性程度 其他因素如膜的性质 主体：氧气和二氧化碳
二、易化扩散（facilitated diffusion）
定义：非脂溶性物质，在膜结构中特殊蛋白质 分子的帮助下也能较容易的由高浓度一侧通过 膜向低浓度一侧移动。 特点：
实例：ACh（乙酰胆碱） N型Ach受体 N型通道
（2）电压门控通道
定义：
外界刺激信号为电压变化，引起膜电位的改变， 使通道开放，造成离子流动或其他胞内功能的 改变。
实例：
神经和肌细胞膜上的Ca 2+通道---动作电位 *主要与动作电位的形成有关 *Na + ，K + ， Ca 2+通道
（3）机械门控通道 定义：
(四)出胞和入胞
定义：
大分子物质或固态、液态物质团块， 可通过膜更为复杂的结构、功能改变，使之 进出细胞。
实例：
细胞的分泌活动 细菌、病毒或营养物质进入细胞 受体介导式入胞
入胞
细胞表面发生内陷，由胞膜把细胞外的大分子 和颗粒物质包围成小泡，最后脱离细胞膜进入 细胞内的转运过程。
吞噬作用 （phagocytosis）
从高浓度到低浓度 蛋白质分子本身结构的特异性 某种物质的扩散通量是变化的
主体：葡萄糖 钠离子 钾离子 钙离子 氯离子 类型：
载体蛋白介导的运输 通道蛋白介导的运输
单纯扩散和易化扩散均系顺浓度差和电位 差移动, 无需消耗能量, 称为被动转运。
如果转运的物质不带电，其最终达到的平 衡点是两侧浓度差为零。