人体及动物生理学第二章细胞膜动力学和跨膜信号通讯.ppt

第二章 细胞膜动力学和跨膜信号通讯 第一节 细胞膜超微结构及物质 跨膜转运功能 第二节 细胞间通讯和信号转导 第一节 细胞的跨膜物质转运功能 一、膜的化学组成和分子结构 (一)脂质双分子层 以液态的脂质双分子层为基架，具有稳定性和流动性。 (二)细胞膜蛋白质 镶嵌或贯穿于脂质双分子层中，生物膜具有的各种功能大多与其有关。 有些作为抗原决定族=免疫信息(血型)； (三)细胞膜糖类 多为短糖链，以共价键的形式与膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂或糖蛋白。 有些作为膜受体的“可识别”部分，能特异地与激素或递质等结合。 二、细胞膜的跨膜物质转运功能 ●被动转运 ●主动转运 指物质顺电位或化学梯度的转运过程。 指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。 （一）被动转运(passive transport) 概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。 特点： ①不耗能（转运动力依赖物质的电-化学梯度所贮存的势能） ②依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ③顺电-化学梯度进行 分类： ①单纯扩散 ②易化扩散 1.单纯扩散(simple diffusion) (1)概念:一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。 [CO2]i ＞[CO2]o [O2]o ＞[O2]i (2)特点: ①扩散速率高 ②无饱和性 ③不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ④不需另外消耗能量 ⑤扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关，用扩散通量（mol or mol数/min.cm2)表示。 (3)转运的物质： O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素 等少数几种。 注：∵膜对H2O具高度通透性，∴H2O除单纯扩散外，还可通过（水孔蛋白）水通道跨膜转运。 2.易化扩散(facilitated diffusion) (1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。 (2)分类: ②经载体的易化扩散 ①经通道的易化扩散 （1）经通道的易化扩散 转运的物质:各种带电离子 [K+]i ＞[K+]o [Na+]o ＞[Na+]i （2）经载体的易化扩散 转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质 (3)特点: ①需依靠特殊膜蛋白质的“帮助”  ②不需另外消耗能量  ③选择性（∵特殊膜蛋白质本身有结构特异性）  ④饱和性（∵结合位点是有限的） ⑤竟争性（∵经同一特殊膜蛋白质转运）  ⑥浓度和电压依从性（∵特殊膜蛋白质的变构是有条件的，如化学门控通道、电压门控通道） (二)主动转运(active transport)  概念：指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。  特点：①需要消耗能量,能量由分解ATP来提供； ②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”； ③是逆电-化学梯度进行的。 分类： ③入胞和出胞式转运。 ②继发性主动转运（简称：联合转运）； ①原发性主动转运（简称：泵转运）； 如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等 泵转运——Na+-K+泵 Na+-K+泵又称Na+-K+-ATPase，简称钠泵。 当[Na+]i↑ [K+]o↑时，都可被激活，ATP分解产生能量，将胞内的3个Na+移至胞外和将胞外的2个K+移入胞内。 通道转运与钠-钾泵转运模式图 钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运的提供了动力（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+-载体-葡萄糖、Na+-载体-氨基酸的复合体形式进行的联合转运）。 维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态 2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外 分解ATP产生能量 当[Na+]i↑/[K+]o↑激活 钠-钾泵: 2.继发性主动转运 概念：间接利用ATP能量的主动转运过程。 即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直接来自ATP的分解，是来自膜两侧[Na+]差，而[Na+]差是Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。 分类： ①同向转运 ②逆向转运 （反向转运） 3.入胞和出胞式转运  一些大分子物质或团块进出细胞,是通过细胞本身的吞吐活动进行的,亦可属于主动转运过程。 出胞:指细胞把成块的内容物由细胞内排出的过程。 主要见于细胞的分泌过程：如激素、神经递质、消化液的分泌。