第二章(1)細胞膜的生理(2011-2-20).ppt

1、,第二章 細胞的基本生理過程 Physiological process of cell 第一節(jié) 細胞膜的生理,1,一、細胞膜的結(jié)構(gòu)與成分 液態(tài)鑲嵌模型(fluid mosaic model) 以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架,其間鑲嵌有 不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)。,2,1.脂質(zhì)雙分子層:磷脂、膽固醇雙嗜分子構(gòu) 成基架,體溫條件下具有流動性 2.蛋白質(zhì):分外周蛋白和結(jié)合蛋白，包括受 體、離子通道、離子泵、載體等 3.糖類:與脂質(zhì)或蛋白結(jié)合生成糖蛋白或糖 脂，成為抗原決定簇（表示某種免疫信息) 或受體可識別部分（特異性與某種化學(xué)物 質(zhì)結(jié)合）,3,4,液態(tài)鑲嵌模型,二、物質(zhì)跨細胞膜的轉(zhuǎn)運 跨膜轉(zhuǎn)運 (tra

2、nsmembrane transport) 體內(nèi)各種物質(zhì)經(jīng)過細胞膜進出細胞的過程。 轉(zhuǎn)運方式: 單純擴散 被動轉(zhuǎn)運 passive transport 易化擴散 原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運 主動轉(zhuǎn)運 active transport 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運 入胞和出胞作用,膜 蛋 白 介 導(dǎo),5,被動轉(zhuǎn)運,最重要特點： 1、物質(zhì)從濃度高向濃度低轉(zhuǎn)移 2、不消耗能量,(一)單純擴散 Simple diffusion 脂溶性物質(zhì)由高低濃度側(cè)的凈移動。 濃度梯度 影響因素 脂溶性,分子量,帶電狀況 膜的特點 易于擴散物質(zhì)： O2、CO2、乙醇、尿素、少量激素,7,(二) 易化擴散 Facilitated diffusi

3、on 非脂溶性物質(zhì)借助細胞膜蛋白質(zhì)(載體、離子通道)幫助,順電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運。 經(jīng)載體介導(dǎo)； 經(jīng)離子通道介導(dǎo) 特點: 由高到低順濃度差擴散(離子擴散還 與電位差有關(guān)) 轉(zhuǎn)運蛋白與轉(zhuǎn)運物質(zhì)間有選擇性,8,1、經(jīng)載體的易化擴散的特點： 可轉(zhuǎn)運非脂溶性物質(zhì) 順濃度差轉(zhuǎn)運； 飽和現(xiàn)象saturation; 結(jié)構(gòu)特異性; 競爭抑制competitive inhibition;,9,2.經(jīng)離子通道的易化擴散 Facilitated diffusion via channel 轉(zhuǎn)運物質(zhì):帶電離子,10,離子通道： 是一類貫穿脂質(zhì)雙層的、中央帶有親水性孔道的膜蛋白。 離子通道的分類： 電壓門控通道 Vol

4、tage-gated channel 配基門控通道 Ligand-gated channel 配基包括：胞外的乙酰膽堿，胞內(nèi)的鈣、 cAMP或G蛋白等,11,電壓門控通道,配基門控通道,化學(xué),化學(xué),12,電,離子通道的特征： 離子選擇性 門控性 離子通道轉(zhuǎn)運的功能特點： 轉(zhuǎn)運速率比載體轉(zhuǎn)運快 無飽和現(xiàn)象，無競爭性抑制,13,(三) 主動轉(zhuǎn)運 active transport 細胞膜通過某種耗能過程，借助細胞膜某些蛋白質(zhì)的幫助，將非脂溶性物質(zhì)分子或離子逆電化學(xué)梯度差進行的轉(zhuǎn)運。 根據(jù)轉(zhuǎn)運能量是否直接來源于ATP的不同分為:原發(fā)和繼發(fā)兩種主動轉(zhuǎn)運形式。,14,1.原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(Primary a

5、ctive transport),指細胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量(ATP) 將物質(zhì)(通常是帶電離子)逆濃度梯度 或電位梯度進行的跨膜轉(zhuǎn)運過程。介 導(dǎo)這一過程的膜蛋白稱為離子泵. 例如： 鈉-鉀泵 sodium-potassium pump 簡稱鈉泵sodium pump 又稱Na+-K+-ATP酶(Na+-K+-ATPase),15,Primary active transport,Na+-K+ -ATP酶（鈉泵）,3Na+(由胞內(nèi)向胞外): 2K+ (由胞外向胞內(nèi)),16, Na+-K+-ATP酶是一種嵌于膜上的載體蛋白，具有ATP酶的活性，能分解ATP，釋放 能量。當(dāng)： 細胞內(nèi)Na+ ATP

6、 鈉泵激活 細胞外K+ ADP+Pi+E 3Na+(移出胞外):2K+（移入胞內(nèi)） 鈉泵抑制劑:強心苷,17,Primary active transport,鈉泵活動的生理意義： 維持細胞內(nèi)外K+、Na+濃度差 靜息電位、動作電位產(chǎn)生的前提 胞外高Na+勢能儲備 進行葡萄糖、氨基酸的繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運,H+泵(H+-ATP酶；H+-K+-ATP酶): 分布于胃粘膜壁細胞表面，與胃酸分泌有關(guān) Ca2+泵(Ca2+-ATP酶)：主要分布于骨骼肌與心肌細胞內(nèi)部的肌質(zhì)網(wǎng)上,與肌肉收縮有關(guān),其它泵：,Primary active transport,19,20,各種離子泵,2.繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運 seconda

7、ry active transport 細胞膜間接利用鈉泵分解ATP釋放的能量 完成的主動轉(zhuǎn)運。即細胞膜利用鈉泵分解ATP 釋放的能量所建立起的細胞膜內(nèi)外Na+濃度差的 勢能儲備，再由轉(zhuǎn)運體蛋白完成的逆電化學(xué)梯 差的跨膜轉(zhuǎn)運。,21,如：小腸粘膜上皮細胞和腎小管上皮細胞重吸收葡萄糖、氨基酸為繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運。 介導(dǎo)繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運的是特殊的轉(zhuǎn)運蛋白轉(zhuǎn)運體 transporter 。,22,腎小管上皮細胞對葡萄糖的吸收 繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運實例,基側(cè)膜 鈉泵活動 Na+勢能差 管腔膜 Na+、葡萄糖 同向轉(zhuǎn)運體 葡萄糖再易化擴散入血,23,基側(cè)膜,管腔膜,(四)出胞和入胞 exocytosis and endocytosis,出胞: 指胞質(zhì)內(nèi)的大分子物質(zhì)以分泌囊泡的形式排出細胞的過程。,24,入胞 Endocytosis： 大分子物質(zhì)或物質(zhì)團塊借助于細胞膜形成吞噬泡（固體）或吞飲泡（液體）的方式進入細胞的過程，包括吞噬和吞飲。 例如：白細胞吞噬細菌、異物等,2