- 相關(guān)推薦
公衛執業(yè)醫師考點(diǎn)：生理學(xué)機能細胞膜
生理機能是指人體在新陳代謝作用下，各器官系統工作的能力，其常見(jiàn)的衡量指標有脈搏、血壓、肺活量等。
考綱要求
1.細胞膜的物質(zhì)轉運。
2.細胞的生物電現象以及細胞興奮的產(chǎn)生和傳導的原理。
3.神經(jīng)-骨骼肌接頭的興奮傳遞。
考綱精要
一、細胞膜的基本結構——液態(tài)鑲嵌模型
該模型的基本內容：以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著(zhù)具有不同生理功能的蛋白質(zhì)分子，并連有一些寡糖和多糖鏈。
特點(diǎn)：(1)脂質(zhì)膜不是靜止的，而是動(dòng)態(tài)的、流動(dòng)的。
(2)細胞膜兩側是不對稱(chēng)的，因為兩側膜蛋白存在差異，同時(shí)兩側的脂類(lèi)分子也不完全相同。
(3)細胞膜上相連的糖鏈主要發(fā)揮細胞間"識別"的作用。
(4)膜蛋白有多種不同的功能，如發(fā)揮轉動(dòng)物質(zhì)作用的載體蛋白、通道蛋白、離子泵等，這些膜蛋白主要以螺旋或球形蛋白質(zhì)的形式存在，并且以多種不同形式鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中，如靠近膜的內側面、外側面、貫穿整個(gè)脂質(zhì)雙層三種形式均有。
(5)細胞膜糖類(lèi)多數裸露在膜的外側，可以作為它們所在細胞或它們所結合的蛋白質(zhì)的特異性標志。
二、細胞膜物質(zhì)轉運功能
物質(zhì)進(jìn)出細胞必須通過(guò)細胞膜，細胞膜的特殊結構決定了不同物質(zhì)通過(guò)細胞的難易。例如，細胞膜的基架是雙層脂質(zhì)分子，其間不存在大的空隙，因此，僅有能溶于脂類(lèi)的小分子物質(zhì)可以自由通過(guò)細胞膜，而細胞膜對物質(zhì)團塊的吞吐作用則是細胞膜具有流動(dòng)性決定的。不溶于脂類(lèi)的物質(zhì)，進(jìn)出細胞必須依賴(lài)細胞膜上特殊膜蛋白的幫助。
物質(zhì)通過(guò)細胞膜的轉運有以下幾種形式：
(一)被動(dòng)轉運：包括單純擴散和易化擴散兩種形式。
1.是指小分子脂溶性物質(zhì)由高濃度的一側通過(guò)細胞膜向低濃度的一側轉運的過(guò)程�？缒U散的最取決于膜兩側的物質(zhì)濃度梯度和膜對該物質(zhì)的通透性。單純擴散在物質(zhì)轉運的當時(shí)是不耗能的，其能量來(lái)自高濃度本身包含的勢能。
2.易化擴散：指非脂溶性小分子物質(zhì)在特殊膜蛋白的協(xié)助下，由高濃度的一側通過(guò)細胞膜向低濃度的一側移動(dòng)的過(guò)程。參與易化擴散的膜蛋白有載體蛋白質(zhì)和通道蛋白質(zhì)。
以載體為中介的易化擴散特點(diǎn)如下：(1)競爭性抑制;(2)飽和現象;(3)結構特異性。以通道為中介的易化擴散特點(diǎn)如下：(1)相對特異性;(2)無(wú)飽和現象;(3)通道有"開(kāi)放"和"關(guān)閉"兩種不同的機能狀態(tài)。
(二)主動(dòng)轉運，包括原發(fā)性主動(dòng)轉運和繼發(fā)性主動(dòng)轉運。
主動(dòng)轉運是指細胞消耗能量將物質(zhì)由膜的低濃度一側向高濃度的一側轉運的過(guò)程。主動(dòng)轉運的特點(diǎn)是：(1)在物質(zhì)轉運過(guò)程中，細胞要消耗能量;(2)物質(zhì)轉運是逆電-化學(xué)梯度進(jìn)行;(3)轉運的為小分子物質(zhì);(4)原發(fā)性主動(dòng)轉運主要是通過(guò)離子泵轉運離子，繼發(fā)性主動(dòng)轉運是指依賴(lài)離子泵轉運而儲備的勢能從而完成其他物質(zhì)的逆濃度的跨膜轉運。
最常見(jiàn)的離子泵轉運為細胞膜上的鈉泵(Na+ -K+泵)，其生理作用和特點(diǎn)如下：(1)鈉泵是由一個(gè)催化亞單位和一個(gè)調節亞單位構成的細胞膜內在蛋白，催化亞單位有與Na+、ATP結合點(diǎn)，具有ATP酶的活性。
(2)其作用是逆濃度差將細胞內的Na+移出膜外，同時(shí)將細胞外的K+移入膜內。
(3)與靜息電位的維持有關(guān)。
(4)建立離子勢能貯備：分解的一個(gè)ATP將3個(gè)Na+移出膜外，同時(shí)將2個(gè)K+移入膜內，這樣建立起離子勢能貯備，參與多種生理功能和維持細胞電位穩定。
(5)可使神經(jīng)、肌肉組織具有興奮性的離子基礎。
(三)出胞和入胞作用。(均為耗能過(guò)程)
出胞是指某些大分子物質(zhì)或物質(zhì)團塊由細胞排出的過(guò)程，主要見(jiàn)于細胞的分泌活動(dòng)。入胞則指細胞外的某些物質(zhì)團塊進(jìn)入細胞的過(guò)程。因特異性分子與細胞膜外的受體結合并在該處引起的入胞作用稱(chēng)為受體介導式入胞。
記憶要點(diǎn)：(1)小分子脂溶性物質(zhì)可以自由通過(guò)脂質(zhì)雙分子層，因此，可以在細胞兩側自由擴散，擴散的方向決定于兩側的濃度，它總是從濃度高一側向濃度低一側擴散，這種轉運方式稱(chēng)單純擴散。正常體液因子中僅有O2、CO2、NH3以這種方式跨膜轉運，另外，某些小分子藥物可以通過(guò)單純擴散轉運。
(2)非脂溶性小分子物質(zhì)從濃度高向濃度低處轉運時(shí)不需消耗能量，屬于被動(dòng)轉運，但轉運依賴(lài)細胞膜上特殊結構的"幫助"，因此，可以把易化擴散理解成"幫助擴散".什么結構發(fā)揮"幫助"作用呢?——細胞膜蛋白，它既可以作為載體將物質(zhì)從濃度高處"背"向濃度低處，也可以作為通道，它開(kāi)放時(shí)允許物質(zhì)通過(guò)，它關(guān)閉時(shí)不允許物質(zhì)通過(guò)。體液中的離子物質(zhì)是通過(guò)通道轉運的，而一些有機小分子物質(zhì)，例如葡萄糖、氨基酸等則依賴(lài)載體轉運。至于載體與通道轉運各有何特點(diǎn)，只需掌握載體轉運的特異性較高，存在競爭性抑制現象。
(3)非脂溶性小分子物質(zhì)從濃度低向濃度高處轉運時(shí)需要消耗能量，稱(chēng)為主動(dòng)轉運。體液中的一些離子，如Na+、K+、Ca2+、H+的主動(dòng)轉運依靠細胞膜上相應的離子泵完成。離子泵是一類(lèi)特殊的膜蛋白，它有相應離子的結合位點(diǎn)，又具有ATP酶的活性，可分解ATP釋放能量，并利用能量供自身轉運離子，所以離子泵完成的轉運稱(chēng)為原發(fā)性主動(dòng)轉運。體液中某些小分子有機物，如葡萄糖、氨基酸的主動(dòng)轉運屬于繼發(fā)性主動(dòng)轉運，它依賴(lài)離子泵轉運相應離子后形成細胞內外的離子濃度差，這時(shí)離子從高濃度向低濃度一側易化擴散的同時(shí)將有機小分子從低濃度一側耦聯(lián)到高濃度一側。腸上皮細胞、腎小管上皮細胞吸收葡萄糖屬于這種繼發(fā)性主動(dòng)轉運。
(4)出胞和入胞作用是大分子物質(zhì)或物質(zhì)團塊出入細胞的方式。內分泌細胞分泌激素、神經(jīng)細胞分泌遞質(zhì)屬于出胞作用;上皮細胞、免疫細胞吞噬異物屬于入胞作用。
三、細胞膜的受體功能
1.膜受體是鑲嵌在細胞膜上的蛋白質(zhì)，多為糖蛋白，也有脂蛋白或糖脂蛋白。不同受體的結構不完全相同。
2.膜受體結合的特征：①特異性;②飽和性;③可逆性。
四、細胞的生物電現象
生物電的表現形式：靜息電位——所有細胞在安靜時(shí)均存在，不同的細胞其靜息電位值不同。
動(dòng)作電位——可興奮細胞受到閾或閾上刺激時(shí)產(chǎn)生。
局部電位——所有細胞受到閾下刺激時(shí)產(chǎn)生。
1.靜息電位：細胞處于安靜狀態(tài)下(未受刺激時(shí))膜內外的電位差。
靜息電位表現為膜個(gè)相對為正而膜內相對為負。
(1)形成條件：①安靜時(shí)細胞膜兩側存在離子濃度差(離子不均勻分布)。
�、诎察o時(shí)細胞膜主要對K+通透。也就是說(shuō)，細胞未受刺激時(shí)，膜上離子通道中主要是K+通道開(kāi)放，允許K+由細胞內流向細胞外，而不允許Na+、Ca2+由細胞外流入細胞內。
(2)形成機制：K+外流的平衡電位即靜息電位，靜息電位形成過(guò)程不消耗能量。
(3)特征：靜息電位是K+外流形成的膜兩側穩定的電位差。
只要細胞未受刺激、生理條件不變，這種電位差持續存在，而動(dòng)作電位則是一種變化電位。細胞處于靜息電位時(shí)，膜內電位較膜外電位為負，這種膜內為負，膜外為正的狀態(tài)稱(chēng)為極化狀態(tài)。而膜內負電位減少或增大，分別稱(chēng)為去極化和超級化。細胞先發(fā)生去極化，再向安靜時(shí)的極化狀態(tài)恢復稱(chēng)為復極化。
2.動(dòng)作電位：(1)概念：可興奮組織或細胞受到閾上刺激時(shí)，在靜息電位基礎上發(fā)生的快速、可逆轉、可傳播的細胞膜兩側的電變化。動(dòng)作電位的主要成份是峰電位。
(2)形成條件：①細胞膜兩側存在離子濃度差，細胞膜內K+濃度高于細胞膜外，而細胞外Na+、Ca2+、Cl-高于細胞內，這種濃度差的維持依靠離子泵的主動(dòng)轉運。(主要是Na+ -K+泵的轉運)。
�、诩毎ぴ诓煌瑺顟B(tài)下對不同離子的通透性不同，例如，安靜時(shí)主要允許K+通透，而去極化到閾電位水平時(shí)又主要允許Na+通透。
�、劭膳d奮組織或細胞受閾上刺激。
(3)形成過(guò)程：≥閾刺激→細胞部分去極化→Na+少量?jì)攘?rarr;去極化至閾電位水平→Na+內流與去極化形成正反饋(Na+爆發(fā)性?xún)攘?→達到Na+平衡電位(膜內為正膜外為負)→形成動(dòng)作電位上升支。
膜去極化達一定電位水平→Na+內流停止、K+迅速外流→形成動(dòng)作電位下降支。
(4)形成機制：動(dòng)作電位上升支——Na+內流所致。
動(dòng)作電位的幅度決定于細胞內外的Na+濃度差，細胞外液Na+濃度降低動(dòng)作電位幅度也相應降低，而阻斷Na+通道(河豚毒)則能阻礙動(dòng)作電位的產(chǎn)生。
動(dòng)作電位下降支——K+外流所致。
(5)動(dòng)作電位特征：①產(chǎn)生和傳播都是"全或無(wú)"式的。
�、趥鞑サ姆绞綖榫植侩娏�，傳播速度與細胞直徑成正比。
�、蹌�(dòng)作電位是一種快速，可逆的電變化，產(chǎn)生動(dòng)作電位的細胞膜將經(jīng)歷一系列興奮性的變化：絕對不應期——相對不應期——超常期——低常期，它們與動(dòng)作電位各時(shí)期的對應關(guān)系是：峰電位——絕對不應期;負后電位——相對不應期和超常期;正后電位——低常期。
�、軇�(dòng)作電位期間Na+、K+離子的跨膜轉運是通過(guò)通道蛋白進(jìn)行的，通道有開(kāi)放、關(guān)閉、備用三種狀態(tài)，由當時(shí)的膜電位決定，故這種離子通道稱(chēng)為電壓門(mén)控的離子通道，而形成靜息電位的K+通道是非門(mén)控的離子通道。當膜的某一離子通道處于失活(關(guān)閉)狀態(tài)時(shí)，膜對該離子的通透性為零，同時(shí)膜電導就為零(電導與通透性一致)，而且不會(huì )受刺激而開(kāi)放，只有通道恢復到備用狀態(tài)時(shí)才可以在特定刺激作用下開(kāi)放。
3.局部電位：(1)概念：細胞受到閾下刺激時(shí)，細胞膜兩側產(chǎn)生的微弱電變化(較小的膜去極化或超極化反應)�；蛘哒f(shuō)是細胞受刺激后去極化未達到閾電位的電位變化。
(2)形成機制：閾下刺激使膜通道部分開(kāi)放，產(chǎn)生少量去極化或超極化，故局部電位可以是去極化電位，也可以是超極化電位。局部電位在不同細胞上由不同離子流動(dòng)形成，而且離子是順著(zhù)濃度差流動(dòng)，不消耗能量。
(3)特點(diǎn)：①等級性。指局部電位的幅度與刺激強度正相關(guān)，而與膜兩側離子濃度差無(wú)關(guān)，因為離子通道僅部分開(kāi)放無(wú)法達到該離子的電平衡電位，因而不是"全或無(wú)"式的。
�、诳梢钥偤�。局部電位沒(méi)有不應期，一次閾下刺激引起一個(gè)局部反應雖然不能引發(fā)動(dòng)作電位，但多個(gè)閾下刺激引起的多個(gè)局部反應如果在時(shí)間上(多個(gè)刺激在同一部位連續給予)或空間上(多個(gè)刺激在相鄰部位同時(shí)給予)疊加起來(lái)(分別稱(chēng)為時(shí)間總和或空間總和)，就有可能導致膜去極化到閾電位，從而爆發(fā)動(dòng)作電位。
�、垭娋o張擴布。局部電位不能像動(dòng)作電位向遠處傳播，只能以電緊張的方式，影響附近膜的電位。電緊張擴布隨擴布距離增加而衰減。
4.興奮的傳播：(1)興奮在同一細胞上的傳導：可興奮細胞興奮的標志是產(chǎn)生動(dòng)作電位，因此興奮的傳導實(shí)質(zhì)上是動(dòng)作電位向周?chē)膫鞑�。�?dòng)作電位以局部電流的方式傳導，直徑大的細胞電阻較小傳導的速度快。有髓鞘的神經(jīng)纖維動(dòng)作電位以跳躍式傳導，因而比無(wú)髓纖維傳導快。
動(dòng)作電位在同一細胞上的傳導是"全或無(wú)"式的，動(dòng)作電位的幅度不因傳導距離增加而減小。
(2)興奮在細胞間的傳遞：細胞間信息傳遞的主要方式是化學(xué)性傳遞，包括突觸傳遞和非突觸傳遞，某些組織細胞間存在著(zhù)電傳遞(縫隙連接)。
神經(jīng)肌肉接頭處的信息傳遞過(guò)程如下：神經(jīng)末梢興奮(接頭前膜)發(fā)生去極化→膜對Ca2+通透性增加→Ca2+內流→神經(jīng)末梢釋放遞質(zhì)ACh→ACh通過(guò)接頭間隙擴散到接頭后膜(終板膜)并與N型受體結合→終板膜對Na+、K+(以Na+為主)通透性增高→Na+內流→終板電位→總和達閾電位→肌細胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。
特點(diǎn)：①單向傳遞;②傳遞延擱;③易受環(huán)境因素影響。
記憶要點(diǎn)：①神經(jīng)肌肉接頭處的信息傳遞實(shí)際上是"電-化學(xué)-電"的過(guò)程，神經(jīng)末梢電變化引起化學(xué)物質(zhì)釋放的關(guān)鍵是Ca2+內流，而化學(xué)物質(zhì)ACh引起終板電位的關(guān)鍵是ACh和受體結合后受體結構改變導致Na+內流增加。
�、诮K板電位是局部電位，具有局部電位的所有特征，本身不能引起肌肉收縮;但每次神經(jīng)沖動(dòng)引起的ACh釋放量足以使產(chǎn)生的終板電位總和達到鄰近肌細胞膜的閾電位水平，使肌細胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。因此，這種興奮傳遞是一對一的。
�、墼诮宇^前膜無(wú)Ca2+內流的情況下，ACh有少量自發(fā)釋放，這是神經(jīng)緊張性作用的基礎。
5.興奮性的變化規律：絕對不應期——相對不應期——超常期——低常期——恢復。
五、肌細胞的收縮功能
1.骨骼肌的特殊結構：肌纖維內含大量肌原纖維和肌管系統，肌原纖維由肌小節構成，粗、細肌絲構成的肌小節是肌肉進(jìn)行收縮和舒張的基本功能單位。肌管系統包括肌原纖維去向一致的縱管系統和與肌原纖維垂直去向的橫管系統�？v管系統的兩端膨大成含有大量Ca2+的終末池，一條橫管和兩側的終末池構成三聯(lián)管結構，它是興奮收縮耦聯(lián)的關(guān)鍵部位。
2.粗、細肌絲蛋白質(zhì)組成：記憶方法：①肌肉收縮過(guò)程是細肌絲向粗肌絲滑行的過(guò)程，即細肌絲活動(dòng)而粗肌絲不動(dòng)。細肌絲既是活動(dòng)的肌絲必然含有能"動(dòng)"蛋白——肌凝蛋白。
�、诩毤〗z向粗肌絲滑動(dòng)的條件是肌漿內Ca2+濃度升高而且細肌絲結合上Ca2+，因此細肌絲必含有結合鈣的蛋白——肌鈣蛋白。
�、奂∪庠诎察o狀態(tài)下細肌絲不動(dòng)的原因是有一種安靜時(shí)阻礙橫橋與肌動(dòng)蛋白結合的蛋白，而這種原來(lái)不動(dòng)的蛋白在肌肉收縮時(shí)變構(運動(dòng))，這種蛋白稱(chēng)原肌凝蛋白。
3.興奮收縮耦聯(lián)過(guò)程：①電興奮通過(guò)橫管系統傳向肌細胞深處。
�、谌�(lián)管的信息傳遞。
�、劭v管系統對Ca2+的貯存、釋放和再聚積。
4.肌肉收縮過(guò)程：肌細胞膜興奮傳導到終池→終池Ca2+釋放→肌漿Ca2+濃度增高→Ca2+與肌鈣蛋白結合→原肌凝蛋白變構→肌球蛋白橫橋頭與肌動(dòng)蛋白結合→橫橋頭ATP酶激活分解ATP→橫橋扭動(dòng)→細肌絲向粗肌絲滑行→肌小節縮短。
5.肌肉舒張過(guò)程：與收縮過(guò)程相反。
由于舒張時(shí)肌漿內鈣的回收需要鈣泵作用，因此肌肉舒張和收縮一樣是耗能的主動(dòng)過(guò)程。
【公衛執業(yè)醫師考點(diǎn)：生理學(xué)機能細胞膜】相關(guān)文章：
公衛執業(yè)醫師考點(diǎn)：生理學(xué)機能11-16
公衛執業(yè)醫師考點(diǎn)03-05