细胞的功能课件

1、细胞的功能细胞的功能细胞膜结构及物质转运功能细胞膜结构及物质转运功能细胞的信号转导细胞的信号转导细胞的电活动细胞的电活动肌细胞的收缩肌细胞的收缩细胞的功能组成：脂质、蛋白质、糖类组成：脂质、蛋白质、糖类 结构：液态镶嵌模型结构：液态镶嵌模型以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具不同结构和功能的蛋白质不同结构和功能的蛋白质（一）脂质双分子层（一）脂质双分子层 磷脂（磷脂（70%70%）、胆固醇（）、胆固醇（30%30%）由磷酸和碱基构成的亲水性极性基团由磷酸和碱基构成的亲水性极性基团由两条较长的脂酸烃链构成的疏水性非极性基团由两条较长的脂酸烃链构成的疏水性非

2、极性基团第一节第一节 细胞膜的结构及物质转运功能细胞膜的结构及物质转运功能一、细胞膜的结构概述一、细胞膜的结构概述细胞的功能P1细胞的功能脂质特点：熔点低、体温下为液态脂质特点：熔点低、体温下为液态 具有某种流动性和稳定性具有某种流动性和稳定性（二）细胞膜的蛋白（二）细胞膜的蛋白决定细胞的功能决定细胞的功能 表面蛋白：附着在膜表面表面蛋白：附着在膜表面 整和蛋白：贯穿膜的脂质双分子层整和蛋白：贯穿膜的脂质双分子层（三）细胞膜的糖类（三）细胞膜的糖类 量少，寡糖（糖蛋白或糖脂形式）量少，寡糖（糖蛋白或糖脂形式）意义：作为细胞或所结合蛋白质的意义：作为细胞或所结合蛋白质的“标志标志” ” 表示免疫

3、信息表示免疫信息 与激素、递质或其他化学信号结合与激素、递质或其他化学信号结合细胞的功能（一）概述（一）概述 （1 1）细胞膜对物质有通透性细胞膜对物质有通透性 （2 2）动力：浓度差、电位差、渗透压差、泵动力：浓度差、电位差、渗透压差、泵二、物质的跨膜转运二、物质的跨膜转运1 1物质转运的两个必备条件物质转运的两个必备条件细胞的功能细胞的功能2 2细胞膜转运的物质细胞膜转运的物质 （2 2）大分子物质大分子物质: : 如酶、激素、吞噬的细菌等如酶、激素、吞噬的细菌等 （1 1）小分子物质小分子物质H2O无机盐：无机盐：Na+、 、K+、 、Cl-、 、Ca2+等等 有机物：葡萄糖、氨基酸等有

4、机物：葡萄糖、氨基酸等气体：气体：CO2、O2 细胞的功能（二）物质的跨膜转运形式（二）物质的跨膜转运形式 1.1.单纯扩散单纯扩散（simple diffusion） 气体（气体（O O2 2，COCO2 2），），P P高高P P低低 脂溶性物质由膜的高浓度一侧移到膜的脂溶性物质由膜的高浓度一侧移到膜的低浓度一侧低浓度一侧决定扩散通量的因素：决定扩散通量的因素：浓度差，通透性浓度差，通透性 通透性：物质通过膜的难易程度通透性：物质通过膜的难易程度细胞的功能2.2.膜蛋白介导的跨膜转运膜蛋白介导的跨膜转运 在膜上特殊蛋白参与下，物质由膜的一侧向在膜上特殊蛋白参与下，物质由膜的一侧向膜的另一侧

5、的转运。膜的另一侧的转运。载体：转运葡萄糖等，速度慢，选择性严格载体：转运葡萄糖等，速度慢，选择性严格通道：开放和关闭状态。离子（通道：开放和关闭状态。离子（K+、Ca2+、Na+） 类型：被动转运类型：被动转运 （不消耗能量，顺浓度或电位梯度）（不消耗能量，顺浓度或电位梯度） 主动转运主动转运 原发性主动转运原发性主动转运 继发性主动转运继发性主动转运 （消耗能量，逆浓度或电位梯度）（消耗能量，逆浓度或电位梯度）细胞的功能 1.通道介导的跨膜转运通道介导的跨膜转运 特性：选择性、门控特性：选择性、门控 （开放或关闭）（开放或关闭） 类型：电压门控通道类型：电压门控通道 （如心肌细胞上的（如心

6、肌细胞上的Na+通道）通道） 化学门控通道化学门控通道 （如终板膜上的（如终板膜上的Na+通道）通道） 机械门控通道机械门控通道 （如听毛细胞上纤毛的摆动（如听毛细胞上纤毛的摆动 可引起离子通道开放可引起离子通道开放 ） 细胞的功能细胞的功能2.载体介导的跨膜转运载体介导的跨膜转运 特点：特异性、饱和性、竞争性抑制特点：特异性、饱和性、竞争性抑制 （1）经载体的易化扩散（）经载体的易化扩散（facilitated diffusion via carrier） 对象：小分子物质。不耗能对象：小分子物质。不耗能 类型：同向转运类型：同向转运 反向转运反向转运 细胞的功能细胞的功能（2）原发性主动转

7、运（）原发性主动转运（primary active transport） 通过耗能过程，逆浓度梯度将物质由低通过耗能过程，逆浓度梯度将物质由低浓度一侧转运到膜的高浓度一侧浓度一侧转运到膜的高浓度一侧 钠钾泵钠钾泵 钠钠-钾钾ATP酶酶有有ATP酶活性，分解酶活性，分解ATP供能供能 排出排出3Na+，摄入，摄入2K+ 意意 义义 建立势能贮备建立势能贮备 提供能量提供能量 造成细胞内外离子的不均衡分布造成细胞内外离子的不均衡分布 生物电产生的基础生物电产生的基础细胞的功能细胞的功能P8离子不均衡分布离子不均衡分布细胞的功能 高高K K+ +是胞质许多代谢反应所必需的是胞质许多代谢反应所必需的

8、维持胞质渗透压和细胞容积相对稳定维持胞质渗透压和细胞容积相对稳定 维持细胞内维持细胞内pHpH的稳定的稳定 维持细胞内维持细胞内CaCa2+2+浓度的稳定浓度的稳定 可增加膜内负值，影响可增加膜内负值，影响RPRP数值数值 是许多其他物质继发性主动转运的动力是许多其他物质继发性主动转运的动力钠泵的作用钠泵的作用 细胞的功能4.继发性主动转运（继发性主动转运（secondary active transport）5.出胞与入胞（出胞与入胞（exocytosis and endocytosis） 1.1.入胞：吞噬（固体）入胞：吞噬（固体） 吞饮（液体）液相入胞吞饮（液体）液相入胞 2.2.出胞：

9、神经末梢分泌递质，腺体分泌激素出胞：神经末梢分泌递质，腺体分泌激素 逆浓度差转运时的耗能过程，不直接伴随逆浓度差转运时的耗能过程，不直接伴随ATPATP或其他供能物质的消耗。如葡萄糖的吸收或其他供能物质的消耗。如葡萄糖的吸收 受体介导的入胞作用受体介导的入胞作用 细胞的功能P3 secondary active transport细胞的功能细胞的功能细胞的功能第二节第二节 细胞的跨膜信号转导功能细胞的跨膜信号转导功能 一、由离子通道受体介导的跨膜信号转导一、由离子通道受体介导的跨膜信号转导 二、由膜的特异性受体蛋白质、二、由膜的特异性受体蛋白质、G G蛋白和蛋白和 膜的效应器酶组成的跨膜信号转

10、导膜的效应器酶组成的跨膜信号转导 三、由酶耦联受体介导的跨膜信号转导三、由酶耦联受体介导的跨膜信号转导 细胞的功能一、离子通道受体介导的跨膜信号转导一、离子通道受体介导的跨膜信号转导 离子通道受体（促离子型受体）离子通道受体（促离子型受体） 1.化学门控通道（化学门控通道（chemically-gated channel） 终板膜、神经细胞的突触后膜、以及嗅味感受细胞终板膜、神经细胞的突触后膜、以及嗅味感受细胞2.电压门控通道（电压门控通道（voltage-gated channel） 神经轴突、骨骼肌以及心肌的质膜上离子通道神经轴突、骨骼肌以及心肌的质膜上离子通道 3.机械门控通道（机械门控

11、通道（mechanically-gated channel） 血管壁的牵张刺激可激活平滑肌细胞的离子通道血管壁的牵张刺激可激活平滑肌细胞的离子通道细胞的功能化学门控通道化学门控通道细胞的功能 2.G-2.G-蛋白（鸟苷酸结合蛋白）蛋白（鸟苷酸结合蛋白）二、二、 G蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导（一）主要的信号蛋白（一）主要的信号蛋白 是受体与效应器间具有信息传导功能的蛋白，分激是受体与效应器间具有信息传导功能的蛋白，分激活型活型G-蛋白（蛋白（Gs）、抑制型）、抑制型G-蛋白（蛋白（Gi） 1.G1.G蛋白耦联受体蛋白耦联受体 （receptor） 促代谢型受体，促代谢型

12、受体，300-400300-400个氨基酸组成，贯穿膜个氨基酸组成，贯穿膜7 7次。位于膜外的较长次。位于膜外的较长N-N-末端与识别和结合化学信号有末端与识别和结合化学信号有关；位于膜内侧的关；位于膜内侧的C-C-末端与激活末端与激活G G蛋白有关。蛋白有关。细胞的功能细胞的功能 4. 第二信使：第二信使：(second messenger) cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+ 3.G蛋白效应器蛋白效应器 主要有腺苷酸环化酶、磷脂酶主要有腺苷酸环化酶、磷脂酶C、磷脂酶、磷脂酶A2等，被等，被激活（抑制）后导致膜内第二信使增多（减少）激活（抑制）后导致膜内第二信使增多（减少）细胞的功能

13、细胞的功能（二）主要的（二）主要的G蛋白耦联受体信号传导途径：蛋白耦联受体信号传导途径： H + R Gs AC（腺苷酸环化酶）（腺苷酸环化酶）cAMP PKA（cAMP-PKA系统）系统） PLC(磷脂酶磷脂酶C)生成生成IP3、DGCa内流内流 Ca-钙调蛋白激酶钙调蛋白激酶细胞的功能化学信号化学信号+ + 受受 体体激活膜内侧激活膜内侧G-蛋白蛋白G-蛋白的蛋白的亚单位与亚单位与GDP分离分离亚单位与亚单位与GTP结合结合并与并与和和亚单位分离亚单位分离亚单位亚单位与膜内与膜内效应器酶效应器酶结合结合效应器酶效应器酶被激活被激活胞浆内胞浆内ATP 被分解为被分解为cAMP（第二信使）（第

14、二信使）使胞浆中蛋白激激活酶使胞浆中蛋白激激活酶某种蛋白质被磷酸化某种蛋白质被磷酸化蛋白质功能改变蛋白质功能改变细胞的功能直接激活膜内肽段直接激活膜内肽段化学信号化学信号 + 膜外肽段膜外肽段膜内肽段中的膜内肽段中的酪氨酸残基磷酸化酪氨酸残基磷酸化 其它蛋白质底物中的其它蛋白质底物中的酪氨酸残基磷酸化酪氨酸残基磷酸化 细胞功能改变细胞功能改变 三、酶耦联受体介导的跨膜信号转导三、酶耦联受体介导的跨膜信号转导 （一）酪氨酸激酶受体（一）酪氨酸激酶受体（TKR） 只有一个跨膜螺旋和一个较短的膜内片段只有一个跨膜螺旋和一个较短的膜内片段细胞的功能 （二）鸟苷酸环化酶受体（二）鸟苷酸环化酶受体（GC）

15、 只有一个跨膜螺旋，膜外侧有配体结合位点和膜内只有一个跨膜螺旋，膜外侧有配体结合位点和膜内侧有侧有GC结构域，可激活结构域，可激活GC直接激活直接激活GC化学信号（化学信号（ANP） + 膜外膜外N段段膜内生成膜内生成cGMP,并激并激活活PKGcccc PKG可使蛋白质底物可使蛋白质底物磷酸化磷酸化细胞功能改变细胞功能改变 细胞的功能第三节 细胞的生物电一一. . 概概 述述 二二. . 静息电位静息电位三三. . 动作电位动作电位四四. . 局部兴奋局部兴奋细胞的功能一、一、 概概 述述 （一）生物电（一）生物电(Bioelectricity) 可兴奋细胞膜内外两侧存在的跨膜电变化可兴奋细

16、胞膜内外两侧存在的跨膜电变化 组织器官：综合电活动组织器官：综合电活动 ECG、脑电、肌电等、脑电、肌电等单细胞单细胞受刺激时受刺激时：动作电位动作电位（二）分类（二）分类安静时安静时：静息电位静息电位细胞的功能（三）生物电产生基础（三）生物电产生基础 有通透性：离子通道的开放有通透性：离子通道的开放1产生机制：产生机制： 带电离子（带电离子（Na+、K+、Ca2+等）的跨膜转运等）的跨膜转运2离子跨膜转运的二个必备条件离子跨膜转运的二个必备条件有动力：膜内外离子不均衡分布有动力：膜内外离子不均衡分布细胞的功能- 0 +DiffusionInsideOutside(a) Developing

17、membrane potentialmVCell90DiffusionChargeInsideOutsideCell(b) Electrochemical equilibriummVPotassium ionOrganic anion- 0 +细胞的功能P8离子不均衡分布离子不均衡分布细胞的功能膜通透性：膜通透性：膜允许某种物质从膜的一侧转移到另一侧的能力膜电导膜电导 (G)：膜运送带电离子，形成离子电流的能力电压钳（电压钳（voltage clamp）：又叫电压固定）：又叫电压固定原理：原理：欧姆定律 V=IR；膜电导 (G) = 1/膜电阻 (R) 跨膜离子电流 (I) = V/R = V

18、G; 只要固定膜电位 (V), 测出的跨膜电流 (I) 的变化，既可反应膜通透性的改变工具药：工具药： Na+通道阻断剂河豚毒 (tetrodotoxin, TTX) K+通道阻断剂 四乙基胺 (tetraethylammonium, TEA)膜片钳膜片钳 (patch clamp) 是一种记录膜结构中单一通道的开放和关闭，测量单通道离子电流I和电导G的技术 电压钳（voltage clamp）和膜片钳 (patch clamp)的应用 细胞的功能细胞的功能二、静息电位二、静息电位（resting potential，RP） 1定义：在安静时，存在于细胞膜内外两侧的电位差定义：在安静时，存在于

19、细胞膜内外两侧的电位差 2特点：内负外正、相对恒定特点：内负外正、相对恒定（一）（一） 静息电位的特点及形成机制静息电位的特点及形成机制 3大小：哺乳类动物神经细胞和肌细胞大小：哺乳类动物神经细胞和肌细胞 （-70 -90mv）细胞的功能+ 0 -Er = 70 - 75 mV细胞的功能膜内外膜内外30 1的的K浓度差浓度差(动力动力) 安静时安静时K通道开放通道开放 (通透性通透性) K+外流外流电位差（阻力）电位差（阻力） K + 平衡电位平衡电位 浓度差（动力）浓度差（动力） = （即静息电位、跨膜电位、膜电位）（即静息电位、跨膜电位、膜电位）4产生机制产生机制 总结总结：安静时，：安静

20、时，K+外流形成内负外正的外流形成内负外正的Rp （F） 细胞的功能细胞的功能（二）几个概念（二）几个概念 极极 化（化（Polarization） 去极化（去极化（Depolarization） 超极化（超极化（Hyperpolarization） 复极化（复极化（Repolarization ） 细胞的功能Na+ channelsK+ channels1. Resting state2. Depolarization3. Depolarization4. RepolarizationThresholdRestingRestingRestingRestingRestingThresholdT

21、hresholdThresholdThreshold5. Hyperpolarization细胞的功能2分期（以神经细胞为例）分期（以神经细胞为例） 后电位后电位锋电位锋电位复极化（复极化（+30mV 0 -90mV） 三、三、 动作电位动作电位（active potential，AP ）1定义：定义： （一）动作电位的分期及产生机制（一）动作电位的分期及产生机制 去极化（去极化（-90mV 0 +30mV）细胞的功能P9细胞的功能膜内外膜内外Na+浓度比约浓度比约1 10 (动力动力) 受刺激时受刺激时Na+通道开放通道开放 ( 通透性通透性) Na+内流内流电位差（阻力）电位差（阻力） N

22、a+平衡电位平衡电位 浓度差（动力）浓度差（动力） = 即即Ap去极化至去极化至+30mv时时3 3产生机制产生机制 （1）去极化：去极化：细胞受刺激时细胞受刺激时 Na+通道开放，通道开放， Na+快速内流（内正外负）快速内流（内正外负） 总结总结：去极相是由：去极相是由Na+内流形成内流形成 细胞的功能刺激刺激 可兴奋细胞可兴奋细胞 动作电位动作电位 反应（兴奋和抑制）反应（兴奋和抑制）本质表现本质表现 外在表现外在表现 神经和肌肉细胞神经和肌肉细胞 前提前提 （2）复极化：细胞去极化至一定程度）复极化：细胞去极化至一定程度 Na+通道关闭，通道关闭， K+通道开放，在通道开放，在K+浓度

23、梯度浓度梯度的作用下的作用下 K+外流，外流，形成复极化形成复极化（3 3）后电位：钠泵）后电位：钠泵排钠摄钾排钠摄钾形成微小的电位波动形成微小的电位波动 1兴奋性兴奋性(Excitability)与与兴奋（兴奋（Excitation） （二）动作电位和兴奋性（二）动作电位和兴奋性 细胞的功能2刺激（刺激（Stimulus） 1 1）刺激三要素：）刺激三要素： 刺激强度、时间、强度刺激强度、时间、强度- -时间变化率时间变化率 3 3）阈上刺激、阈刺激）阈上刺激、阈刺激ApAp反应反应 阈下刺激阈下刺激局部反应局部反应 刚能引起组织产生反应的最小刺激，此时刺激强度刚能引起组织产生反应的最小刺激

24、，此时刺激强度 即阈强度（阈值）即阈强度（阈值） 2 2）分类）分类 按强度分：阈刺激、阈下刺激、阈上刺激按强度分：阈刺激、阈下刺激、阈上刺激按性质分：机械性、化学性、生物性、精神性按性质分：机械性、化学性、生物性、精神性 细胞的功能（三）动作电位产生的条件（三）动作电位产生的条件 1阈刺激是产生动作电位的必须条件阈刺激是产生动作电位的必须条件 可兴奋组织（可兴奋组织（Rp） 阈电位阈电位 Ap 阈刺激、阈上刺激阈刺激、阈上刺激 不需任何刺激不需任何刺激 2阈强度阈强度(Threshold intensity) 衡量组织兴奋性高低的指标，与兴奋性成反比衡量组织兴奋性高低的指标，与兴奋性成反比

25、膜去极化到一临界值，膜去极化到一临界值，Na+通道爆发性开放产生动作通道爆发性开放产生动作电位，此膜电位值即阈电位电位，此膜电位值即阈电位细胞的功能1“全或无全或无”现象现象 （all-or-none） AP要么不产生（无），要么不产生（无）， 一旦产生即达最大（全）一旦产生即达最大（全） （四）动作电位的特点（四）动作电位的特点2不衰减性传导不衰减性传导 3脉冲式脉冲式 因绝对不应期的存在，动作电位不可融合因绝对不应期的存在，动作电位不可融合 细胞的功能1Na通道功能状态：激活、失活、关闭通道功能状态：激活、失活、关闭 （五）动作电位与（五）动作电位与Na通道功能状态通道功能状态 2组织细胞

26、在受刺激产生组织细胞在受刺激产生AP过程中，其兴奋性的过程中，其兴奋性的 周期性变化周期性变化 3绝对不应期的意义：绝对不应期的意义： 决定两次兴奋的最小间隔时间决定两次兴奋的最小间隔时间 锋电位锋电位失活失活 0 0 相对不应期相对不应期后电位后电位 ( (前前) )开始复活开始复活阈上阈上APAP超常期超常期后电位后电位 ( (后后) )逐渐复活逐渐复活 阈下阈下 APAP低常期低常期备用状态备用状态 阈上阈上APAP细胞的功能P7钠通道的性状钠通道的性状细胞的功能（六）动作电位在同一细胞上的传导（六）动作电位在同一细胞上的传导局部电流流动学说（细胞膜依次产生局部电流流动学说（细胞膜依次产

27、生AP的结果）的结果） 除此之外，还有缝隙连接除此之外，还有缝隙连接 细胞的功能细胞的功能四、局部兴奋（局部反应、局部电位）四、局部兴奋（局部反应、局部电位） 阈下刺激阈下刺激少量少量NaNa内流内流产生低于阈电位产生低于阈电位的去极化的去极化局部兴奋局部兴奋 1非非“全或无全或无”式式 其大小随刺激强度的变化而变化其大小随刺激强度的变化而变化 2电紧张扩布电紧张扩布 3总和效应总和效应 时间性总和与空间性总和时间性总和与空间性总和 （一）定义（一）定义（二）特点（二）特点细胞的功能第四节第四节 肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能 一、神经一、神经- -肌肉接头处兴奋传递肌肉接头处兴奋传递 二、

28、骨骼肌的兴奋收缩耦联二、骨骼肌的兴奋收缩耦联 三、骨骼肌收缩的分子机制三、骨骼肌收缩的分子机制四、骨骼肌收缩的机械变化四、骨骼肌收缩的机械变化 五、骨骼肌收缩形式五、骨骼肌收缩形式 细胞的功能Ap在神经纤维上传导在神经纤维上传导 N-M接头处兴奋传递接头处兴奋传递 Ap在骨骼肌细胞上传导在骨骼肌细胞上传导 骨骼肌的兴奋骨骼肌的兴奋- -收缩耦联收缩耦联 骨骼肌肌丝滑行收缩骨骼肌肌丝滑行收缩 局部电流流动传导局部电流流动传导局部电流流动传导局部电流流动传导电电化学化学电传导电传导骨骼肌细胞兴奋、收缩过程骨骼肌细胞兴奋、收缩过程： 细胞的功能一、神经一、神经- -肌肉接头处兴奋传递肌肉接头处兴奋传

29、递 （一）（一）神经神经-肌肉接头处肌肉接头处结构结构 接头间隙：充满细胞外液接头间隙：充满细胞外液 接头后膜（终板膜）：有接头后膜（终板膜）：有Ach R、Na+、K+通道等通道等 接头前膜：突触囊泡（含接头前膜：突触囊泡（含Ach）、膜上有）、膜上有Ca2+通道通道 （二）兴奋传递过程（二）兴奋传递过程 细胞的功能 神经纤维上神经纤维上Ap 前膜前膜前膜上前膜上Ca通道开放，通道开放，Ca2+内内流流大量大量ACh释放至间隙释放至间隙结合于结合于Ach-R，构型改变，构型改变终板膜上离子通道开放终板膜上离子通道开放Na内流内流 终板电位（局部电终板电位（局部电流）流）总和总和达到肌细胞的阈

30、电位，钠通道开放并使达到肌细胞的阈电位，钠通道开放并使邻邻近肌膜产生近肌膜产生Ap，引起肌细胞收缩，引起肌细胞收缩 1 1过过 程程电（神经纤维上电（神经纤维上Ap）化学化学(Ach)电（骨骼肌上电（骨骼肌上Ap）传递）传递 细胞的功能2传递特点传递特点 1）单向传递）单向传递 2）时间延搁）时间延搁 3）ACh被胆碱酯酶水解失活被胆碱酯酶水解失活 有机磷有机磷使胆碱酯酶失活使胆碱酯酶失活大量大量ACh堆积堆积 肌肉震颤肌肉震颤 肉毒杆菌、美洲箭毒肉毒杆菌、美洲箭毒抑制抑制ACh作用作用 肌肉松弛肌肉松弛 细胞的功能二、骨骼肌的兴奋收缩耦联二、骨骼肌的兴奋收缩耦联 （Excitation-co

31、ntraction coupling） （一）兴奋（一）兴奋-收缩耦联概念收缩耦联概念 将肌细胞兴奋与肌纤维收缩连接起来的中介过程将肌细胞兴奋与肌纤维收缩连接起来的中介过程 （二）骨骼肌细胞在光镜下结构（二）骨骼肌细胞在光镜下结构1肌原纤维肌原纤维明带（细肌丝）：明带（细肌丝）：Z Z线连接线连接 暗带（粗肌丝）：暗带（粗肌丝）：M M线连接，中间为线连接，中间为H H区区肌小节肌小节(sarcomere)：暗带：暗带+ 2个个1/2的明带的明带 细胞的功能3 3兴奋兴奋-收缩耦联过程收缩耦联过程 （以骨骼肌为例）（以骨骼肌为例） F肌膜肌膜Ap Ap 至横管膜至横管膜激活激活T T管膜上的管

32、膜上的L L型钙通道型钙通道 ，L L型型钙通道变构钙通道变构使使终池上终池上CaCa通道开放通道开放 CaCa2+2+流入胞质流入胞质 肌质中肌质中CaCa2+2+ （关键耦联物）（关键耦联物）引起引起肌丝滑行收缩肌丝滑行收缩 CaCa2+2+被肌质网上的钙泵回收，引起肌细胞的舒张被肌质网上的钙泵回收，引起肌细胞的舒张2 2肌管系统肌管系统纵管（肌质网）：末端称终池（钙池）纵管（肌质网）：末端称终池（钙池） 横管：肌膜延续横管：肌膜延续, 内为细胞外液内为细胞外液 传递电信号传递电信号 三联体三联体( (Triad)：兴奋：兴奋- -收缩耦联的关键部位收缩耦联的关键部位（F） 细胞的功能兴奋

33、兴奋-收缩耦联过程收缩耦联过程 （以心肌细胞（以心肌细胞 为例）为例） 肌膜肌膜Ap Ap 至横管膜至横管膜 激活激活T T管膜上的管膜上的L L型钙通道型钙通道 CaCa2+2+内流，并激活内流，并激活JSR膜上的膜上的ryanodine受体受体使使JSR内的内的CaCa2+2+释放入胞质释放入胞质 胞质中胞质中CaCa2+2+ （关键耦联物），与（关键耦联物），与肌钙蛋白结合肌钙蛋白结合引起引起肌丝滑行收缩肌丝滑行收缩 CaCa2+2+浓度升高，同时激活浓度升高，同时激活JSR膜上的钙泵，膜上的钙泵， CaCa2+2+被钙被钙泵回收，使胞质中的泵回收，使胞质中的CaCa2+2+减少，引起肌

34、细胞的舒张减少，引起肌细胞的舒张 钙触发钙释放钙触发钙释放(calcium-induced Ca2+ release) （F）细胞的功能三三. . 骨骼肌收缩的分子机制骨骼肌收缩的分子机制（一）（一） 骨骼肌肌丝的分子结构骨骼肌肌丝的分子结构2 2细肌丝细肌丝( (thin filament) )：由三种蛋白组成：由三种蛋白组成（F） 1 1粗肌丝：由肌凝蛋白组成粗肌丝：由肌凝蛋白组成杆杆 + + 头（横桥）头（横桥） （1 1）肌动蛋白）肌动蛋白( (actin) ) （2 2）原肌凝蛋白）原肌凝蛋白( (tropomyosin) ) （3 3）肌钙蛋白）肌钙蛋白( (troponin) )

35、 （钙受体）、（连接（钙受体）、（连接 ）、（）、（actin) 与细肌丝可逆结合，拖动细肌丝向与细肌丝可逆结合，拖动细肌丝向M M线滑行线滑行 具具ATPATP酶活性，分解酶活性，分解ATPATP供能供能 细胞的功能（三）滑行过程（三）滑行过程（F） 肌浆中肌浆中CaCa2+2+ CaCa2+2+与亚基结合与亚基结合亚基传递亚基传递信息信息原肌凝蛋白变构原肌凝蛋白变构暴露横桥与肌动蛋白结合位暴露横桥与肌动蛋白结合位点点横桥与肌动蛋白结合横桥与肌动蛋白结合拖动细肌丝向拖动细肌丝向M M线方向滑行线方向滑行肌肉收缩肌肉收缩 肌小节、明带、肌小节、明带、H H区变短区变短 暗带长度不变暗带长度不变 （二）滑行学说（二）滑行学说(Sliding theory)肌肉收缩时，无肌丝缩短和卷曲，肌肉收缩时，无肌丝缩短和卷曲，是细肌丝在粗肌丝间滑行的结果是细肌丝在粗肌丝间滑行的结果 细胞的功能横桥周期细胞的功能四四. . 骨骼肌收缩的机械变化骨骼肌收缩的机械变化 （一）影响骨骼肌收缩的因素（一）影响骨骼肌收缩的因素 1 1前负荷（初长度）（前负荷（初长度）（Preload)（F） 1 1）定义：）定义：肌肉收缩前遇到的负荷，并处于被拉长