第二章    细胞

 

学习目的与要求

1、细胞膜的物质转运方式和信息传递的概念。

2、兴奋性、刺激的定义及其关系；兴奋与兴奋性的区别；刺激与反应的关系；

3、生物电现象中两种电位的定义及产生机理；动作电位变化与兴奋性变化的关系；动作电位传播的机理

重点:  细胞膜的物质转运,生物电现象

难点:  生物电产生机理

第一节  细胞膜的结构特点和物质转运功能

细胞膜

细胞   细胞膜   内环境

一、         细胞膜的物质转运

（一）   单纯扩散（simple diffusion）：一些脂溶性物质能够依靠分子运动从浓度高的一侧通过细胞膜的脂质双层，向浓度低的一侧扩散。CO_2 、O₂

（二）   易化扩散(facilitated diffusion)：一些非脂溶性或亲水性物质，从浓度高的一侧扩散通过细胞膜时，需与特殊载体蛋白发生可逆的结合。葡萄糖、钠、钾、氨基酸

（三）   主动转运（active transport）:   有些物质从浓度低或电荷低的一侧通过细胞膜向浓度高或电荷高的一侧转运，这种逆电化学梯度的转运是一种耗能过程，故称为。Na⁺-K⁺泵（sodium-potassium pump ）

（四）    内吞(endocytosis)：有些高分子物质先与细胞膜的特殊蛋白质结合附着在细胞膜上，然后这一部位向细胞内凹陷，形成小泡，包裹这种物质。继而小泡与细胞膜断离，进入细胞内部。

胞吐(exocytosis)：细胞内物质形成小泡而被排出的过程，其过程与内吞作用类似而方向相反。

    吞噬（phagocytosis）   胞饮（pinocytosis）

第二节  细胞的跨膜信号转导功能

 

（一）   膜受体(receptor)：细胞膜存在能专一性结合激素、神经递质以及其他的化学活性物质并引起特定反应的特殊结构。

    阀门离子通道：细胞膜上镶嵌的能够转运离子通过的膜蛋白质。在化学物质或电位差作用下发生构象变化，作阀门式的开启与关闭。时间、化学、电压

（二）   跨膜信息传递

信使：信息的载体或携带者。

    第一信使：激素或其他调节物质。

第二信使：cAMP、cGMP、Ca²⁺、DG、IP₃等

跨膜信息传递的过程和作用:

1.     激素或调节因子与膜受体结合

2.     配体—受体结合物结合并激活G蛋白

3.     活化的G蛋白激活或抑制一种或数种酶

4.     第二信使在细胞水平增加或降低

5.     第二信使依赖性蛋白激酶的活性改变

6.   酶或离子通道的磷酸化水平改变  细胞反应

 

第三节  细胞的生长、增殖、凋亡与保护

一、细胞的生长与增殖

     S         C₂          M          C₁      

二、细胞凋亡

三、细胞保护

   1 . 直接细胞保护

   2 . 适应性细胞保护

 

第四节   细胞的兴奋性与生物电现象

生物电从何而来 

 

一、         细胞的兴奋性

兴奋性和兴奋

1、兴奋性(Excitability)或应激性（irritability）：

在内外环境因素作用下，细胞具有产生膜电位变化的能力 (特性);

兴奋：由刺激而引起的反应活动。

2、          刺激（stimulus）：能引起细胞产生膜电位变化的内外环境因素的作用。

兴奋性越高，所需的刺激强度越小，膜电位变化的速度也越快，机体以神经细胞兴奋性最高。

刺激与反应

1、  性质与反应

适宜刺激：凡是在自然条件下能引起某细胞发生反应的刺激。

不适宜刺激：凡是在自然条件下不能引起某细胞发生反应的刺激。

不同细胞有不同的适宜刺激，同种细胞不一定只有一种适宜刺激。

2、  强度与反应

阈刺激(threshold stimulus)：能引起细胞发生反应的最小刺激强度。

阈下刺激(subthreshold)：刺激强度小于阈值的刺激，不能引起细胞的反应。

阈上刺激(suprathreshold)：刺激强度大于阈值的刺激。

3、  作用时间

过短或过长均不行。

4、  强度－时间曲线

（1）         刺激强度越大，所需作用时间越短，反之亦然。

（2）         兴奋性越低，曲线位于右上方；兴奋性高位于左下方。

兴奋性的变化

１、         绝对不应期(absolute refractory period)：完全丧失兴奋性；对任何刺激不发生反应。

２、         相对不应期(relative refractory period)：兴奋性开始恢复，低于正常；较强刺激能引起反应。

３、         超常期(supernormal period)：兴奋性高于正常，较弱刺激能引起反应。

４、         低常期(subnormal period)：兴奋性低于正常。

二、         生物电现象

（－）静息电位（RP）或膜电位：

静息时存在于细胞膜内外两侧的电位差，其极性是内负外正。（-65mv—-100mv）

（二）动作电位（AP）

１、         定义：细胞受刺激兴奋时，细胞膜原来的极化状态立即消失，并在膜的内外两侧发生一系列电位变化，这种电位变化称为动作电位。

２、         基本过程

（1）      去极化(depolarization)：极化状态消失(-70—-90mv—0mv)

（2）      反极化(reversal polarization)：极化状态倒转(0mv—+40mv)

（3）      复极化(repolarization)：极化状态恢复。(+40mv—-70—-90mv)

锋电位(spike potential)：动作电位曲线第一部分的一个迅速发生和迅速消逝的较大负后电位。

后电位(afterpotential)：负后电位  正后电位

总之

RP     钾离子外流   

AP     锋电位的上升支   钠离子内流  

锋电位的下降支  钾离子外流

后电位         钠钾泵的转运

动作电位的传播－局部电流学说

小结测验

小结

 

1．细胞膜的物质转运方式、特点

3．信息传递的原理、方式

4．细胞的兴奋性、生物电现象

 

思考题：

       举例说明细胞膜物质转运的方式

 

作业：

      何谓刺激？它与反应有何关系？