生理学第二章笔记

第二章

第一节

一．细胞膜的结构（液态镶嵌模型）

脂质、蛋白质、糖类

【功能活跃的细胞膜蛋白含量相对高】

（一）脂质双分子层

1.膜脂质主要成分3种

磷脂、胆固醇、少量糖脂（都为双嗜性分子）

2.特点：

i.热力学稳定性

ii.某种程度的流动性

（二）细胞膜的蛋白质

1.分类：

表面蛋白：（如红细胞膜内表面的骨架蛋白）

通过静电引力与脂质结合，主要在细胞膜的内表面

整合蛋白：（如载体、通道、离子泵）

i.其肽键一次或多次穿膜

ii.肽键具有双嗜性

2.功能

i.物质转运功能

ii.辨认、接受、传递信息

iii.其他

（三）细胞膜的糖类

1.类型：寡糖和多糖链

2.存在形式：以共价键的形式与膜蛋白or膜脂质结合，生成糖蛋白or糖脂

3.通常具有受体or抗原的功能

二．物质的跨膜转运方式

（一）单纯扩散

a)概念：没有生理学机制参与的一种穿越质膜的物理扩散

b)影响因素：

扩散方向和速度——膜两侧浓度差、膜对该物质的通透性

扩散速度——物质的脂溶性、分子大小

c)特点：

i.不耗能

ii.通过脂溶性物质（O2、CO2、N2）、少数分子很小的水溶性物质（水、乙醇、尿素、甘油）

（二）膜蛋白介导的跨膜转运

1.通道介导的跨膜转运（离子通道）

a)离子通道：贯穿脂质双层、中央有亲水性孔道的膜蛋白

b)所有离子通道都没有分解ATP的能力，属于被动转运，称为“经通道易

化扩散”

c)转运机制：

孔道开放时，离子可顺浓度梯度（电位梯度）跨膜流动

d)特点：

a)离子选择性（只对一种or几种离子有较高通透能力）

b)大部分通道具有门控特性（静息状态下，多数通道关闭，受到刺激时

蛋白质分子构象变化，引起闸门开放）

e)主要类型：

a)电压门控通道：受膜电位调控

b)化学门控通道（配体门控通道）：通道本身具有受体功能，结合配体

后蛋白质构象改变、闸门开放

【配体可以是来自膜内or膜外的化学物质】

c)机械门控通道（如内耳的毛细胞）

d)非门控通道（始终持续开放）

2.载体介导的跨膜转运

1)载体：

介导小分子物质跨膜转运的一种膜蛋白

2)转运机制：

被转运物与载体蛋白发生特异性结合，引发载体蛋白的构象变化，使被转运物从膜的一侧转移到另一侧，随之与载体解离

3)特点：

a)特异性（与通道的离子选择性相似）

b)饱和现象（膜受体数有限所致）

c)竞争性抑制（两种物质被同一载体所转运，Km较大or浓度较低的物

质，其转运受到抑制）

【Km：转运速率为1/2Vmax时的底物浓度】

A.经载体易化扩散

概念：

水溶性小分子经载体介导，顺浓度梯度（电位梯度）进行的被动转运

B.原发性主动转运

a)概念：

离子泵利用分解A TP产生的能量将离子逆浓度梯度（电位梯度）进行跨膜转运

b)钠-钾泵（简称钠泵）

i.主要分布：质膜

ii.实质：Na、K依赖性的A TP酶蛋白

iii.每分解1分子ATP，移入2个K、移出3个Na

iv.【胞内Na浓度升高】【胞外K浓度升高】或【膜内外钠钾浓度差下降】都可使钠泵激活

以维持细胞内外Na、K浓度梯度——

约为：Na内/外=1/10 K内/外=30/1

v.【生理意义】

维持膜两侧钠钾浓度差

a)膜内高钾

b)膜内低钠，使细胞容积稳定

c)作为继发性主动运输的能量

d)影响静息电位数值

vi.影响钠泵活动的因素

a)低温、缺氧、哇巴因

使钠泵活动减弱→细胞两侧钠钾浓度差下降（血钾

浓度升高）

b)胰岛素

使钠泵活动加强→血钾浓度下降

vii.钠泵为正电性泵

入2个K﹢，出3个Na﹢

使得膜内电位下降，内外电位差上升

c)钙泵（Ca-ATP酶）

主要分布：存在于质膜上，更集中在内质网or肌质网膜上

d)质子泵

i.H﹢，K﹢－ATP酶

主要分布：胃腺壁细胞膜、肾小管闰细胞膜

主要功能：分泌H+

ii.H﹢－ATP酶

主要分布：各种细胞器膜

主要功能：

i.将H+转运至各细胞器内，维持胞质的中性和细胞器的

酸性，使各部位酶处于最适PH

ii.建立跨细胞器膜的H+浓度梯度，为溶质的跨细胞器转

运提供动力

C.继发性主动转运

a)概念：

依靠原发性主动转运所形成的离子浓度梯度，进行物质的逆浓度

梯度（电位梯度）的转运

b)类型：

i.同向转运（如Na+－葡萄糖同向转运）

Eg. 肠粘膜上皮细胞吸收葡萄糖、肾小管重吸收葡萄糖ii.反向转运（如Na-Ca交换）

a)正向Na-Ca交换：Na内入，Ca外排

【Eg. 哇巴因强心的原理】

哇巴因抑制钠泵活动→正向Na-Ca交换减弱→胞内Ca 浓度升高→心肌收缩能力增强（强心）

b)反向Na-Ca交换：Na外排，Ca内入

3. 出胞、入胞

a) 激素、递质、酶的分泌一般为出胞

b) 入胞

第二节

一．细胞的信号转导

(一) 离子通道受体介导的信号转导

离子通道受体：同时具有受体和离子通道功能的蛋白质分子

(二) G 蛋白耦联受体介导的信号转导

1) 主要信号蛋白：

a) G 蛋白耦联受体

特点：7次跨膜

b) G 蛋白（鸟苷酸结合蛋白）

i. 分布：质膜的胞质面

ii. 结构：由α、β、γ三个亚单位构成的三聚体G 蛋白

iii. 催化亚单位为α亚单位，有GTP 酶活性

AC ：腺苷酸环化酶

PLC ：磷脂酶C

PDE ：磷酸二酯酶

G 蛋白结合GDP → 失活 G 蛋白结合GTP → 激活 → α与β、γ分离 → 结合各自的效应器

【在信号转导中，以上两种分子构象相互交替，起分子开关的作用】

c) G 蛋白效应器

i. 催化生成（or 分解）第二信使的酶

（主要有AC 、PLC 、PDE 、PLA2）

ii. 离子通道

2) G 蛋白耦联受体的信号转导途径

吞噬

吞饮 液相入胞

受体介导入胞（被转运物与膜受体特异性结合， 选择性的促进被转运物进入细胞）

a) 受体－G 蛋白－AC 途径

参与这一途径的G 蛋白属于Gs 、Gi 家族

Gs → 使细胞内cAMP 水平升高 → 激活PKA （蛋白激酶A ）

Gi → 使细胞内cAMP 水平降低

【cAMP 为第二信使】

这两种G 蛋白处于同一细胞时，作用相拮抗

b) 受体－G 蛋白－PLC 途径

神经递质（或H+）与膜受体结合

激活PLC

与ER 或SR 膜上的IP3受体结合 激活蛋白激酶C

胞质Ca 离子浓度↑ 细胞产生反应（血管收缩、平滑肌收缩）

(三) 酶联型受体介导的信号转导

酶联型受体：一种跨膜蛋白（如胰岛素受体）

1. 特点：

a) 穿膜1次

b) 它结合配体的结构域（受体部分）位于质膜外表面

c) 面向胞质侧的结构域有酶活性，or 能与膜内侧其他酶分子直接结合，

调控后者的功能，完成信号转导（而不需G 蛋白参与）

2. 类型：

a) 酪氨酸激酶受体

i. 受体特点：受体的膜外侧部分与配体结合后，引起受体的胞质侧

部分酪氨酸激酶的活化，进而完成信号转导

ii. 作用：参与各生长因子、胰岛素的信号转导

b) 酪氨酸激酶结合型受体

i. 受体特点：受体本身没有酶活性，但配体受体结合后，能激活某

种胞质内的酪氨酸激酶，完成信号转导

ii. 作用：参与各细胞因子和一些肽类激素的信号转导

c) 鸟苷酸环化酶受体 催化 GTP

Gq

PIP2

IP3↑ DG ↑ （第二信使）

该受体与配体结合，激活GC活性

（与AC激活不同的是不需要G蛋白参与）

cGMP（第二信使）

结合并激活PKG

通过对底物蛋白的磷酸化而实现信号转导【其重要配体：心房钠尿肽】