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基础知识精讲班第1讲讲义 细胞的基本功能 （一）细胞的基本功能 1．细胞膜的结构和物质转运功能:掌握膜结构的液态镶嵌模型，单纯扩散、膜蛋白介导的跨膜转运和主动转运的定义和基本原理 2．细胞的跨膜信号转导：了解G-蛋白耦联受体、离子受体和酶耦联受体介导的信号转导的主要途径 3．细胞的生物电现象：掌握静息电位和动作电位的定义、波形和产生机制  4．肌细胞的收缩：掌握神经-骨骼肌接头处兴奋的传递过程、骨骼肌收缩的机制和兴奋-收缩耦联基本过程   细胞是构成人体的最基本的功能单位。 它的基本功能包括： 细胞膜的物质转运功能、细胞的信号转导功能、细胞膜的生物电现象和细胞的收缩功能。 1．细胞膜的结构和物质转运功能 （1）膜结构的液态镶嵌模型：细胞新陈代谢过程中需要不断选择性地通过细胞膜摄入和排出某些物质。细胞膜和细胞器膜主要是由脂质和蛋白质组成。根据膜结构的液态镶嵌模型，认为膜是以液态的脂质双分子层为基架，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。 （2）细胞膜的物质转运功能：物质的跨膜转运途径有： ①单纯扩散：扩散的方向和速度取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。容易通过的物质有O2、CO2、N2、乙醇、尿素和水分子等。 ②经载体和通道膜蛋白介导的跨膜转运：属于被动转运，转运过程本身不需要消耗能量，是物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运。经载体易化扩散指葡萄糖、氨基酸、核苷酸等；经通道易化扩散指溶液中的Na+、C1-、Ca2+、K+等带电离子，离子通道分为电压门控通道、化学门控通道和机械门控通道。 ③主动转运：分原发性主动转运和继发性主动转运。原发性主动转运的膜蛋白为离子泵（钠-钾泵，简称钠泵，也称Na+-K+-ATP酶）。继发性主动转运：它是间接利用ATP能量的主动转运过程。 2．细胞的跨膜信号转导 跨膜信号转导的路径大致分为G-蛋白耦联受体介导的信号转导、离子通道受体介导的信号转导和酶耦联受体介导的信号转导三类。 3．细胞的生物电现象 （1）静息电位及其产生机制：静息电位是指细胞在未受刺激时存在于细胞膜内、外两侧的电位差。多数细胞的静息电位是稳定的负电位。机制：①钠泵主动转运造成的细胞膜内、外Na+和K+ 的不均匀分布是形成生物电的基础。②静息状态下细胞膜主要是K+通道开放，K+受浓度差的驱动向膜外扩散，膜内带负电荷的大分子蛋白质与K+隔膜相吸，形成膜外为正，膜内为负的跨膜电位差。当达到平衡状态时，K+电-化学驱动力为零，此时的跨膜电位称为K+平衡电位。 （2）动作电位及其产生机制：在静息电位的基础上，可兴奋细胞膜受到一个适当的刺激，膜电位发生迅速的一过性的波动，这种膜电位的波动称为动作电位。锋电位、去极化、复极化和后电位。产生机制：①上升支的形成：当细胞受到阈刺激时，引起Na+内流，去极化达阈电位水平时，Na+通道大量开放，Na+迅速内流的再生性循环，造成膜的快速去极化，使膜内正电位迅速升高，形成上升支。当Na+内流达到平衡时，此时存在于膜内外的电位差即Na+的平衡电位。动作电位的幅度相当于静息电位的绝对值与超射值之和。动作电位上升支主要是Na+的平衡电位。②下降支的形成：钠通道为快反应通道，激活后很快失活，随后膜上的电压门控K+通道开放，K+顺梯度快速外流，使膜内电位由正变负，迅速恢复到刺激前的静息电位水平，形成动作电位下降支。 4．骨骼肌细胞的收缩 （1）神经-骨骼肌接头处兴奋的传递过程：运动神经末梢与肌细胞特殊分化的终板膜构成神经-肌接头。它主要是Ca2+ 内流触发突触小泡的出胞机制；终板膜主要对Na+通透性增高，Na+内流，使终板膜去极化产生终板电位。终板电位是局部电位，可通过电紧张活动使邻近肌细胞膜去极化，达阈电位而暴发动作电位，表现为肌细胞的兴奋。 （2）骨骼肌收缩的机制：胞质内Ca2+浓度升高促使细肌丝上肌钙蛋白与Ca2+结合，使原肌凝蛋白发生构型变化，暴露出细肌丝肌动蛋白与横桥结合活化位点，肌动蛋白与粗肌丝肌球蛋白的横桥头部结合，造成横桥头部构象的改变，通过横桥的摆动，拖动细肌丝向肌小节中间滑行，肌节缩短，肌肉收缩。横桥ATP酶分解ATP，为肌肉收缩做功提供能量；胞质内Ca2+浓度升高激活肌质网膜上的钙泵，钙泵将Ca2+回收入肌质网，使胞质中钙浓度降低，肌肉舒张。 （3）兴奋-收缩耦联基本过程：将肌细胞膜上的电兴奋与胞内机械性收缩过程联系起来的中介机制，称为兴奋-收缩耦联。其过程是肌细胞膜动作电位通过横管系统传向肌细胞深处，激活横管膜上的L型Ca2+通道，激活连接肌浆网膜上的Ca2+释放通道，释放Ca2+入胞质；胞质内Ca2+浓度升高促使细肌丝上肌钙蛋白与Ca2+结合，使原肌凝蛋白发生构型变化，暴露出细肌丝肌动蛋白与横桥结合活化位点，肌动蛋白与粗肌丝肌球蛋白的横桥头部结合，引起肌肉收缩。兴奋-收缩耦联因子是Ca2+。 例题（单选）逆电位差及化学浓度差通过细胞膜的物质转运方式是： A．被动转运   B．主动转运    C．单纯扩散     D．易化扩散       E．吞噬作用 答案：B   血液 （二）血液  同学们应重点掌握：1．血细胞的组成：熟练掌握红细胞、白细胞和血小板的数量、生理特性、功能和生成的调节 2．生理性止血：熟练掌握生理性止血的基本过程、血液凝固的基本步骤和生理性抗凝物质 1．血细胞的组成 （1）红细胞生理：红细胞是血液中数量最多的血细胞。我国成年男性红细胞的数量4.5×1012～5.5×1012/L，女性为3.5×1012～5.0×1012/L。红细胞具有可塑变形性、悬浮稳定性和渗透脆性。红细胞的主要功能是运输O2和CO2，红细胞运输O2的功能是靠细胞内的血红蛋白来实现的，对血液中的酸、碱物质有一定的缓冲作用。蛋白质和铁是合成血红蛋白的重要原料，而叶酸和维生素B12是红细胞成熟所必需的物质。促红细胞生成素(EPO)是机体红细胞生成的主要调节物。 （2）白细胞生理：白细胞可分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞。正常成年人血液中白细胞数是4．0×109～10．0×109/L，中性粒细胞和单核细胞具有吞噬细菌、清除异物、衰老的红细胞和抗原-抗体复合物。嗜酸性粒细胞限制嗜碱性粒细胞和肥大细胞在速发型变态反应中的作用，参与对蠕虫的免疫反应。嗜碱性粒细胞释放的肝素具有抗凝作用，有利于保持血管的通畅，使吞噬细胞能够到达抗原入侵部位而将其破坏；淋巴细胞参与免疫应答反应，T细胞与细胞免疫有关，B细胞与体液免疫有关。 （3）血小板生理：正常成年人血小板数量为100×109～300×109/L。血小板主要发挥生理止血作用。它的止血作用取决于血小板的生理特性，包括：①粘附；②释放；③聚集；④收缩；⑤吸附。 2．生理性止血 （1）生理性止血的基本过程：主要包括血管收缩、血小板血栓形成和血液凝固三个过程。在损伤处释放5-羟色胺、TXA2等缩血管物质，引起血管收缩，以达到止血。 （2）血液凝固的基本步骤：它是由凝血因子按一定顺序相继激活而生成的凝血酶，最终使可溶性纤维蛋白原转变成不溶性的纤维蛋白的过程，分为凝血酶原酶复活物的形成、凝血酶原的激活和纤维蛋白的生成三个基本步骤。 3．生理性抗凝物质：它可分为丝氨酸蛋白酶抑制物、蛋白质C系统和组织因子途径抑制物三类。丝氨酸蛋白酶抑制物中最重要的是抗凝血酶Ⅲ和肝素。 例题：中性粒细胞的主要功能是： A．产生抗体     B．产生肝素     C．参与过敏反应  D．吞噬微生物等  E．产生慢反应物质 答案：D 基础知识精讲班第2讲讲义 血液循环 （三）血液循环 同学们应重点掌握：1．心脏的生物电活动：掌握心肌工作细胞和自律细胞的动作电位波形及其形成机制     2．心脏的泵血功能：熟练掌握心动周期的概念、心脏的泵血过程和心输出理 3．心血管活动的调节：掌握心脏和血管的神经支配及其作用、压力感受性反射的基本过程和意义、肾上腺素和去甲肾上腺素的来源和作用。   1．心脏的生物电活动 心肌工作细胞的动作电位及其形成机制：心肌工作细胞包括心房肌和心室肌细胞。心室肌细胞的动作电位与骨骼肌和神经细胞的明显不同，通常将心室肌细胞动作电位为0期、1期、2期、3期和4期五个成分。 （1）去极化过程：心室肌细胞的去极化过程又称动作电位的0期。 （2）复极化过程：当心室肌细胞去极化达到顶峰时，由于Na+通道的失活关闭，立即开始复极化。复极化过程比较缓慢，历时200~300ms，包括动作电位的1期、2期和3期三个阶段。①复极1期。②复极2期：称为平台期。这是心室肌细胞动作电位持续时间较长的主要原因，也是它区别于神经细胞和骨骼肌细胞动作电位的主要特征。③复极3期：又称快速复极末期(膜内电位)，历时100～150ms。3期复极是由于L型Ca2+钙通道失活关闭，内向离子流终止，而外向K+流(Ik)进一步增加，直到复极化完成。 （3）静息期：又称复极4期。 心肌自律细胞动作电位及其形成机制：心肌自律细胞是具有自动发生节律性兴奋特性的细胞，包括窦房结细胞和浦肯野细胞。 （1）浦肯野细胞动作电位及其形成机制：浦肯野细胞动作电位分为0期、l期、2期、3期和4期。除4期外，浦肯野细胞动作电位的形态和离子基础与心室肌细胞相似。其不同点是4期存在缓慢自动去极化(0.02gV/s)。 （2）窦房结细胞动作电位及其形成机制：它的特点：①最大复极电位-70mV，阈电位约-40mV的绝对值均小于浦肯野细胞；②0期去极化幅度较小(约-70mV)，时程较长(约7ms)，去极化的速率较慢(约10V/s)。③无明显的复极1期和2期，只有3期；④4期自动去极化速度(约0.1V/s)快于浦肯野细胞(约0.02V/s)，主要机制是由于Ik通道的时间依从性的关闭所造成的K+外流的进行性衰减。 2．心脏的泵血功能 （1）心动周期的概念：心脏一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期称为心动周期。如成年人心率为75次／分钟，则每个心动周期持续0.8秒。 （2）心脏的泵血过程：以左心室为例说明心脏泵血过程中心室容积、压力及瓣膜的启闭和血流方向的变化。①心室收缩期：分为等容收缩期和射血期。②心室舒张期：分为等容舒张期和心室充盈期。 （3）心排出量：心脏的主要功能是泵血。在临床实践和科学研究中，常用心排出量作为评定心脏泵血功能的指标。①每搏输出量：正常成年人安静时搏出量为70ml。②每分心排出量：每分输出量=搏出量×心率。成人男性安静状态下约为4.5～6.0L/min，女性的心排出量比同体重男性约低10％。 3．心血管活动的调节 （1）心脏的神经支配：心脏主要受心交感神经和心迷走神经支配。 （2）血管的神经支配：绝大多数血管平滑肌都受自主神经支配，它们的活动受神经调节。支配血管平滑肌的神经纤维分为缩血管神经纤维和舒血管神经纤维两大类，统称为血管运动神经纤维。缩血管神经纤维都是交感神经纤维，称交感缩血管神经，其节后神经末梢释放的递质为去甲肾上腺素。舒血管神经纤维主要有：交感舒血管神经纤维和副交感舒血管神经纤维。 （3）颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射：压力感受性反射是一种典型的负反馈调节机制，感受血压变化的范围为60~180mmHg，对l00mmHg动脉血压的快速变化最敏感，因此该反射的生理意义是对动脉血压快速变化进行精细调节，维持人体正常动脉血压的相对稳定。 （4）肾上腺素和去甲肾上腺素：主要来自肾上腺髓质的分泌，肾上腺素约占80%，去甲肾上腺素约占20%。①肾上腺素可与α和β两类肾上腺素能受体结合，在皮肤、肾脏和胃肠道的血管平滑肌上α肾上腺素能受体被激活时引起血管收缩；在骨骼肌和肝的血管，β2肾上腺素能受体占优势，这类受体被激活时引起血管舒张。静脉注射肾上腺素作为强心剂。②去甲肾上腺素主要与血管的α肾上腺素能受体结合，也可与心肌β1肾上腺素能受体结合。静脉注射去甲肾上腺素可作为升压药。 例题：心肌细胞自律性高低主要取决于： A．0期除