生理学杨莉细胞第二、三节.ppt
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1、第二节 细胞的跨膜信号转导功能,概念: 不同形式的外界信号作用于细胞时,通常并不进入细胞或直接影响细胞内过程,而是作用于细胞膜表面,通过引起膜结构中的一种或数种特殊蛋白质分子的变构作用,将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内,再引发被作用细胞相应的功能改变,包括细胞出现电反应或其它功能改变。,几种主要的跨膜信号转导方式,一、由膜的特异受体蛋白质、G-蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统,二、由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导,三、通过具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导,一、由膜的特异受体蛋白质、G-蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统,信使学说,G蛋白-GDP 第一信
2、使+R G蛋白-GTP 效应器酶 蛋白激酶 第二信使 及其他 第二信使前体 细胞功能改变,1 第一信使:激素、递质等 2 效应器酶:腺苷酸环化酶、磷酯酶C等 3 第二信使:cAMP、IP3、DG、cGMP、 PG、钙离子等 第二信使学说,1. 肾上腺素+受体 Gs蛋白 激活腺苷 酸环化酶 ATP cAMP 一些蛋白质磷酸化 PKA 2. 乙酰胆碱+受体 Go蛋白 激活磷脂酶C 磷脂酰肌醇 三磷酸肌醇+二酰甘油 一些蛋白质磷酸化 PKC,二、由酪氨酸激酶受体完成的跨膜 信号转导 酪氨酸激酶受体: 膜外部分 跨膜a- 螺旋 膜内肽段 识别相应配体 酪氨酸残基磷酸化,肽类激素(如胰岛素)、细胞因子(
3、如NGF) 细胞膜上酪氨酸激酶受体 膜内侧肽段的蛋白激酶被激活 酪氨酸残基磷酸化 细胞功能改变,三、通过具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导,1.化学门控通道 化学物质控制: 递质、 激素等 主要分布:肌细胞的终板膜、神经细胞的突触 后膜及某些嗅、味感受细胞的膜中。 作用:产生局部电位 例:终板膜化学门控通道,2.电压门控通道 主要分布: 神经轴突、骨骼肌、 心肌细 胞的一般细胞膜上。 作用: 产生动作电位,跨膜电位控制 例:钠通道,3. 机械门控通道,机械刺激通过某种机制使机械感受器细胞膜上的通道开放,产生感受器电位。 例:听觉毛细胞、肌梭等 各种门控通道完成的跨膜信号转导特点:
4、(1)速度相对较快 (2)对外界作用出现反应的位点较局限。,第三节 细胞的兴奋性和生物电现象,复习绪论中几个基本概念: 1、反应 2、刺激 3、兴奋 4、抑制 5、兴奋性 6、可兴奋组织,重点比较: 兴奋:活组织或细胞对刺激发生的反应表现为相对静止转变为活动或由弱的活动转变为强的活动。机体常见的兴奋表现为:细胞受刺激时产生动作电位。 兴奋性:组织或细胞对刺激发生反应的能力。常用细胞受刺激时产生动作电位的能力来衡量。,本章内容: 一、神经和骨骼肌细胞的生物电现象及机制 (一)生物电现象的观察和记录方法(了解) (二)静息电位和动作电位(掌握) (三)生物电现象产生机制(掌握) 二、兴奋的引起和兴
5、奋在同一细胞上的传导 (一)刺激引起兴奋的条件(了解) (二)阈电位与动作电位(掌握) (三)阈下刺激、局部反应及其总和(掌握) (四)细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的周期变化及本质(难点,掌握) (五)兴奋在同一细胞上的传导(掌握),一、细胞的生物电现象及其产生机制,(一)生物电现象的观察和记录方法,1、19世纪中叶 电位计 但常不能准确记录 2、20世纪初 阴极射线示波器及附属设备 观察效果较好,但为复合电位 3、 20世纪50年代 电压钳技术( 基础是1947年微电极的发明) 更先进,但仍是大量离子通道的膜行为 4、20世纪70年代 膜片钳技术 可记录单一离子通道的电流和电导,(二)细胞的
6、静息电位与动作电位,1、静息电位 定义:细胞未受刺激时(即安静时)膜两侧的电位差。体内所有细胞都表现为相对膜外为正电位,膜内为负电位。这种状态又称为极化。 若规定膜外为0,则膜内多为-10-100mV之间。,动作电位(AP)定义: 细胞受刺激时,细胞膜在静息电位基础上发生的一次迅速而短暂的可扩布性电位。,2、细胞的动作电位,膜电位状态,极 化: 静息电位存在时膜两侧保持的内负外正 的状态。 去极化: 静息电位减小甚至消失的过程。 反极化: 膜内电位由零变为正值的过程。 超射值: 膜内电位由零到反极化顶点的数值。 复极化: 去极化、反极化后恢复到极化的过程。 超极化: 静息电位增大的过程。,A
7、P 的 波 形,难点概念: 1、峰电位 2、后电位 3、负后电位 4、正后电位,AP的特点:1、“全或无”现象; 2、可扩播性; 3、不衰减传导。 AP的意义:兴奋的标志,(三)生物电产生机制 (重 点),RP的形成机理:,促进K+外流的浓度势能,阻碍K+外流的电场力,K+的净外流为零,1、RP的形成条件:,细胞内外K分布不均匀 安静时膜对K选择性通透,证明:,1、Nernst 公式 Ek= ln Ek= 59.5 Log K+ o/K+ i (mV) 理论值 87mV,实际值 77mV,2、改变细胞外液中的K+浓度,RT ZF,K+o K+i,Em= Ek + ENa,PK PK+PNa,P
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