神经肌肉一般生理学

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1、第二章 神经肌肉一般生理学,生理学,神经肌肉一般生理学,细胞膜的结构与功能 细胞的跨膜信号转导 细胞的生物电现象 肌肉收缩,细胞膜的结构与功能,细胞膜的结构 细胞膜的转运功能,细胞膜的结构,双层脂质分子：磷脂70%，胆固醇低于30%，少量鞘脂类；磷脂酰肌醇分布在靠胞浆侧，参与信息传递 蛋白质：表面Pr；结合Pr（整合Pr）20-30个疏水性AA，组成一个段落，形成螺旋 糖类：特异性的标志，作为抗原决定簇、受体识别部分起到分子语言作用（核苷酸碱基序列；氨基酸序列）,细胞膜的结构,通道（channel） 转运带电离子，数量多，与细胞调控复杂而精密有关 通透性（permeability）：物质通过膜

2、的难易程度 通道是否开放 通道开放的程度及数量 两侧物质浓度差及电位差 通道能否开放： 电压/化学/机械变化控制 时间 功能：不是转运代谢物，而是离子流动引起电位变化，将外来信号转变为细胞自身信号电变化,细胞膜的结构,通道（channel） 化学门控通道(chemically-gated channel) 2、；5 4螺旋（第二个螺旋是通道内壁），亚单位是受体；,nAch R Glu R Asp R Gly R GABA AR,细胞膜的结构,通道（channel） 电压门控通道(voltage-gated channel) 、2；为4个结构域，46螺旋（第四个螺旋接受电信号，2、3为内壁） 机

3、械门控通道(mechanically -gated channel) 细胞间通道(intercellular channel) 6个亚单位，H+、Ca2+ 调控,细胞膜的结构,载体（carrier） 高度特异性 饱和性 竞争性抑制,细胞膜的结构,细胞表面受体的种类与结构 离子通道型受体：多亚基组成受体/离子通道复合体 配体依赖性复合体 nAch R；Glu R；Asp R；Gly R；GABA R；5-HT R；ATP R； ()2五聚体，其中GABA AR为五聚体，为Cl-通道 电压依赖性复合体 4区域6跨膜片段，其中第四个片段为电位感受器,细胞膜的结构,细胞表面受体的种类与结构 G蛋白耦联

4、受体 单肽链7个疏水区形成7个螺旋，II区Asp与配体结合，V-VI区与G结合 具有酶活性受体（酶联受体） 酪氨酸激酶受体 (PTK) PDGF、EGF、胰岛素、NGF统称为生长因子型神经肽受体 丝/苏氨酸激酶受体,细胞膜的结构,细胞表面受体的种类与结构 具有酶活性受体（酶联受体） 鸟苷酸环化酶（Guanyly cyclases, GC） GC分两类： 跨膜蛋白； 胞内可溶性酶 钠尿激肽（natriuretic peptide）受体属跨膜性受体 na-pRcGmpPkGK+通道磷酸化激活，K+外流,细胞膜的结构,细胞表面受体的种类与结构 具有酶活性受体（酶联受体） 鸟苷酸环化酶（Guanyly

5、 cyclases, GC） NO受体属于胞内可溶性受体：NOGCcGmp 例：舒血管物质（乙酰胆碱、缓激肽）血管内皮细胞 Ca2+内流Ca-CaM激活NOSArg-NONO穿过内皮细胞到平滑肌细胞cGmp血管平滑肌舒张 内皮细胞依赖性血管舒张是Ca2+胞内信号与cGmp胞内信号共同协调作用的结果：内皮细胞中Ca2+信号起作用，产生NO，平滑肌细胞中，cGmp信号起作用,细胞膜的转运功能,被动转运(passive transport) 单纯扩散（simple diffusion） 易化扩散（facilitated diffusion） 载体介导（carrier mediated） 载体蛋白上有

6、结合位点载体蛋白变构，运到另一侧低浓度侧分离 特点： 高度结构特异性 饱和现象 竞争性抑制,细胞膜的转运功能,易化扩散 通道介导（channel mediated） 转运带电离子，数量多，这与细胞功能调控复杂而精密有关 通透性：物质通过膜的难易程度 取决于通道是否开放及开放的程度及数量 取决于膜两侧的浓度差或电位差 通道是否开放： 电压/化学/机械变化； 时间 功能：不是转运代谢物，而是离子流动引起电位变化，将外来信号转变为细胞自身信号电变化,细胞膜的转运功能,主动转运(active transport) 原发性主动转运(primary active transport) Na-K泵：、亚单位

7、组成的二聚体Pr，亚单位转运Na+、K+，分解ATP。,Na+泵有2个亚基，2个亚基，亚基有与离子、哇巴因（ouabain）结合位点，有ATP酶活性；但解离亚基，Na+泵失活。 3Na+与泵结合，ATP酶激活，ATP分解，泵磷酸化，泵构象变化，3Na+移出胞外， 2K+与泵结合，去磷酸化。,细胞膜的转运功能,主动转运 原发性主动转运 Na-K泵 启动与活动强度：由胞内Na+、胞外K+较多引起。 运转3Na+：2K+，泵的活动用去细胞代谢能的20-30 功能： 胞内高K+，代谢反应所必须 限制过多Na+入胞，防止胞内高渗，水透入 势能贮备,细胞膜的转运功能,主动转运 继发性主动转运(second

8、ary active transport)：联合转运 (cotransport) 转运体（transporter）：膜中特殊蛋白质 Gs与Na+转运：Gs转运所需的能量不直接来自ATP，而来自Na+的高势能 小肠吸收葡萄糖、氨基酸，单胺递质重摄取，甲状腺细胞聚碘等均属于此,细胞膜的转运功能,出胞与入胞或转运 大分子物质团快 出胞：囊泡与质膜融合； 入胞：接触，质膜形成内陷 受体介导入胞：胆固醇，运铁蛋白，Vit B12运输Pr，部分多肽类识别与受体结合移到有被小窝（稍有下凹，胞浆面多种Pr，形成高电子密度）形成吞噬泡（胞浆面的Pr消失，可能又回到胞膜内侧面形成有被小窝）吞噬泡与胞内体融合（因为

9、胞内体内低PH，受体与结合物分离）所运物到细胞器胞内体膜上的受体回到细胞膜形成膜的再循环,细胞的跨膜信号转导,细胞跨膜转导的类型 跨膜信号转导的途径与机制 跨膜信号转导系统相互影响 细胞通讯 细胞信号转导的基本特征,细胞跨膜转导的类型,虽然跨膜信号转导涉及多种刺激信号，在多种细胞引发多种功能变化，但转导途径是有限的。 转导途径一般有两种： 根据感受和传导过程分 根据受体存在的部位分,细胞跨膜转导的类型,根据感受和传导过程分为 具有特异感受结构的通道Pr完成的跨膜信号转导 化学门控通道：感受化学信号，引起通道变化 5-HT-R、Glu-R、Asp-R、Gly-R、GABA-R n-Ach R：

10、（2，每个亚单位4个螺旋，其第二个螺旋构成通道内壁，亚单位是配体结合部位） Ach-通道Pr构象变化通道开放Na+内流，K+外流,细胞跨膜转导的类型,根据感受和传导过程分为 具有特异感受结构的通道Pr完成的跨膜信号转导 电压门控通道：感受电压信号，引起通道变化 亚单位有4个结构域，每个结构域有6个螺旋 MP变化第4个螺旋带正电的精、赖氨酸产生位移通道开放（通道内壁由第2、3个螺旋构成）Na+流动 机械门控通道：感受机械信号 ，引起通道变化,细胞跨膜转导的类型,根据感受和传导过程分为 R-G-效应器酶组成的跨膜信号转导 酶偶联受体（ TKR、Gc）完成的跨膜信号转导系统,细胞跨膜转导的类型,根据

11、受体存在的部位分为 细胞内受体介导：Gc-R，类固醇激素，甲状腺素 细胞膜受体介导 离子通道受体 化学门控通道 酶联受体,跨膜信号转导的途径与机制,离子通道受体 化学门控受体 Ach-NR，GABA-R，Glu-R， Gly-R，Asp-R， 5-HR-R 电压门控通道 化学门控通道,跨膜信号转导的途径与机制,G-蛋白偶联受体 受体：单肽链，7个疏水区形成7个螺旋，II区与配体结合，V、VI与G结合 G蛋白：是一个家族，Gs、Gi/Go、Gt、Gq、Gg等 不同细胞有可能G相同，有可能不同。Gt：视杆细胞；Go：脑内肌醇磷酸信号系统；Gg：味觉细胞。 基本结构：100KD，、三个亚基，主要是，

12、既是GTP结合点，又是GTP酶。 过去认为起锚钉作用，仅对亚基功能起调节作用，现在发现也可激活胞内靶分子。除调节AC、PLC、离子通道外，还可参与激活TKR转导系统。也能与效应器酶结合，对亚基起协调拮抗作用。有些细胞毒素可修饰亚基，改变生理特性。,跨膜信号转导的途径与机制,G-蛋白偶联受体 作用形式,跨膜信号转导的途径与机制,G-蛋白偶联受体 作用形式 受体与配体结合，与解离，与GTP、AC结合 R-H解离，GTP水解，上结合GTP，R与G解离，G与AC解离，酶抑制 霍乱杆菌产生的霍乱毒素（肽），ADP-核糖转移酶，使胞内NAD+上的ADP核糖基结合到亚基，修饰亚基，使与GTP结合，提高了GT

13、P酶活性，cAMP成100倍增加，大量水分入肠腔，腹泻。,跨膜信号转导的途径与机制,G-蛋白偶联受体 作用途径 配体是多种多样的，配体与受体是特异的，G蛋白也有多种，最后的效果是看影响那种效应器酶（AC，PLC），产生哪种第二信使（激活那种cAMP、IP3、DG），激活哪种PK（PKA、CaMII、PKC、PKG）,跨膜信号转导的途径与机制,G-蛋白偶联受体 作用途径,cGMP,AC,cAMP,PKA,ATP,Ca2+,Ca2+-PK,PKG,跨膜信号转导的途径与机制,G-蛋白偶联受体 作用途径 CaMII在哺乳动物脑神经元突触处十分丰富，是记忆路径形成的一部分，失去此激酶，突变小鼠表现出记忆

14、无能。,跨膜信号转导的途径与机制,酪氨酸激酶受体及膜鸟苷环化酶受体 酪氨酸激酶受体（Tyrosine kinase receptor，TKR） 受体膜内侧肽链段就有磷酸激酶活性 磷酸化位点是底物Pr中酪氨酸残基 也可引起自身磷酸化，其结果又激活受体的酪氨酸激酶,跨膜信号转导的途径与机制,酪氨酸酶受体及膜鸟苷环化酶受体 鸟苷环化酶受体（GC-R） 第二信使有：cAMP/ cGMP/IP3 / DG / Ca2+ PK有：PKA / PKG / CaMK / PKC / Ca2+-PK,GTP,H-R,cGMP,PKG,跨膜信号转导的途径与机制,原癌基因（proto-oncogen）与跨膜信号转导

15、 与信号转导有关的Pr（Receptor、G等）是原癌基因表达产物 第二信使PK激活原癌基因第三信使目的基因 原癌基因是广泛存在于细胞基因组内的高度保守的基因，有数百种。原癌基因在细胞的 正常生长、分化，作为核内信使参与细胞内信号传递，在生命活动中起着极为重要的作用。,跨膜信号转导的途径与机制,原癌基因（proto-oncogen）与跨膜信号转导 第二信使PK激活原癌基因第三信使目的基因 跨膜信号传递的Pr、受体、G、PK、生长因子、营养因子都是原癌基因编码和表达的产物。 各种细胞外信息要激活核内基因表达，首先激活原癌基因表达产物（作为第三信使）激活特定靶基因表达,跨膜信号转导的途径与机制,原

16、癌基因（proto-oncogen）与跨膜信号转导 第二信使PK激活原癌基因第三信使目的基因,配体（第一信使）,R-G-第二信使 （cAMP、Ca2+）,PK,细胞内反应 （胞浆内瞬时反应）,原癌基因 （c-fos、c-jun）转录,mRNA到胞浆,翻译成Fos、 Jun、磷Pr,入核作为第三信使,靶基因表达，产生较长远影响的Pr （核内长时程效应）,跨膜信号转导的途径与机制,原癌基因（proto-oncogen）与跨膜信号转导 第二信使PK激活原癌基因第三信使目的基因 由第二信使诱导的原癌基因称为即刻早期基因(immediate-early genes，IEG），这类基因对外界信号物质（递质、激素、冲动）在数分钟内作出快速表达反应。 原癌基因产物有多种功能，只有核内磷酸化了的P