《离子通道》课件 .pptVIP

离子通道细胞膜上的蛋白质结构，允许离子选择性通过在神经传导、肌肉收缩和感觉接收中扮演关键角色

课程目标1掌握离子通道基本概念2理解离子通道分类及特性3了解离子通道在生理过程中的作用4认识离子通道与疾病的关系

离子通道的定义跨膜蛋白复合物形成水溶性通道孔选择性通透性特定离子可通过被动转运无需能量消耗

离子通道的重要性神经系统信息传递的基础心脏功能维持心跳节律肌肉收缩发起和调节收缩细胞稳态维持细胞内环境

离子通道的基本结构中央孔道允许离子通过1膜跨越区段锚定于细胞膜2选择性过滤器控制离子选择性3感应域响应外部刺激4

离子通道的分类1电压门控响应膜电位变化2配体门控响应化学物质结合3机械门控响应机械应力4漏电流通道常开状态

电压门控离子通道闭合状态静息电位感应膜电位电压传感器响应构象变化通道打开离子流动电流产生

配体门控离子通道配体结合神经递质或激素结构变化通道构象改变通道开放允许离子通过信号传递触发细胞反应

机械门控离子通道机械刺激压力或拉伸1张力传递膜张力变化2通道开放允许离子流动3细胞响应触觉或听觉感受4

钠离子通道1动作电位产生快速去极化相2四域结构α亚基组成3电压依赖性响应膜电位变化4快速激活失活毫秒级动力学

钾离子通道1多样性最高基因家族最大2细胞再极化恢复静息电位3四聚体结构四个亚基组装4选择性高精确区分K+和Na+

钙离子通道L型通道长时间开放存在于心肌细胞N型通道神经元特异控制神经递质释放P/Q型通道浦肯野细胞突触传递重要T型通道瞬时开放参与节律性放电

氯离子通道1GABA受体相关介导抑制性突触传递2CFTR通道囊性纤维化跨膜调节因子3ClC家族参与细胞体积调节4Best蛋白家族与视网膜疾病相关

非选择性阳离子通道TRP通道响应温度、化学和机械刺激HCN通道心脏和神经节律起搏P2X受体ATP激活的离子通道

离子通道的选择性机制

离子通道的门控机制不同刺激触发通道开关的分子机制

电压感应机制电压感应器富含带电氨基酸电场感应感应器移动构象变化导致通道开放离子通过离子顺浓度梯度流动

配体结合机制结合域识别特异性识别配体构象变化传递信息向通道孔传递孔道调整通道开放或关闭动力学调节控制开放时间和频率

机械力感应机制膜张力膜脂质双层形变细胞骨架锚定通过连接蛋白感受力声波传导听觉毛细胞感受触觉感受皮肤触觉感受器

离子通道的动力学特性1激活从关闭到开放2开放状态允许离子通过3失活不再响应刺激4恢复返回可激活状态

离子通道的激活1ms钠通道激活极快速响应1-10ms钾通道激活相对较慢5-50ms钙通道激活中等速度

离子通道的失活快速失活毫秒级1慢速失活秒至分钟级2钝化机制长时间刺激3内源调节磷酸化修饰4

离子通道的恢复失活状态通道不可用构象复原结构回到初始状态静息状态可被再次激活重新响应准备下一次刺激

离子通道与膜电位静息电位-70mV左右的膜内外电位差动作电位快速去极化和再极化过程离子梯度不同离子在膜两侧的浓度差异

静息电位的形成钾离子通道主要贡献者维持高内低外钾浓度钠钾泵主动转运维持离子梯度漏电流通道背景电导维持静息状态

动作电位的产生去极化电压门控钠通道开放钠流入膜电位迅速上升钠通道失活钾通道开放钾流出膜电位回落超极化短暂低于静息电位

动作电位的传导1局部回路电流相邻区域去极化2跳跃式传导髓鞘包裹轴突3兰维氏结离子通道集中4高速传导增强信号传递速度

离子通道与神经传递谷氨酸GABA乙酰胆碱多胺类其他

突触前膜的离子通道电压门控钙通道触发递质释放钾通道调节动作电位时长钠通道传递动作电位HCN通道调节放电频率

突触后膜的离子通道AMPA受体快速兴奋性传递NMDA受体与学习记忆相关GABA受体主要抑制性通道甘氨酸受体抑制性氯通道

离子通道与神经可塑性1长时程增强记忆形成基础2NMDA受体激活钙内流增加3AMPA受体表达变化突触强度调整4结构重塑突触连接变化

离子通道与肌肉收缩神经肌肉接头乙酰胆碱受体激活肌膜电位变化电压门控通道开放钙离子释放锐钙库释放肌丝滑行收缩力产生

骨骼肌的离子通道1乙酰胆碱受体神经肌肉接头信号传递2电压门控钠通道传导动作电位3钙释放通道RyR1控制肌浆网钙释放4氯通道CLC-1维持肌膜稳定性

心肌的离子通道钠通道快速去极化1L型钙通道维持高原相2多种钾通道控制再极化3HCN通道起搏细胞自律性4

平滑肌的离子通道1钙激活钾通道调节收缩持续时间2L型钙通道主要钙内流途径3氯通道参与去极化4TRP通道感受多种刺激

离子通道与内分泌胰岛β细胞ATP敏感钾通道调控胰岛素分泌垂体细胞钙通道和钾通道调控激素释放肾上腺细胞电压门控钙通道控制皮质醇分泌

离子通道与感觉系统各种感觉系统依赖特异性离子通道将刺激转化为电信号

视觉系统的离子通道1环核苷酸门控通道视杆细胞光响应2钙通道调节神经递质释放3钾通道调节细胞膜电位4氯通道双极细