细胞膜与物质的跨膜转运.pptx

Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 1内容提要内容提要小分子和离子的穿膜运输小分子和离子的穿膜运输（transmembrane transporttransmembrane transport）大分子和颗粒物质的膜泡运输大分子和颗粒物质的膜泡运输 (transport by vesicle formation)(transport by vesicle formation)l l细胞膜与疾病细胞膜与疾病Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 2 细胞膜是细胞与外界环境之间的一种选择性细胞膜是细胞与外界环境之间的一种选择性通透屏障，具有保障细胞摄取营养物质、排出代通透屏障，具有保障细胞摄取营养物质、排出代谢产物、调节细胞内离子浓度、维持内环境稳定谢产物、调节细胞内离子浓度、维持内环境稳定等与细胞代谢活动密切相关的基本功能。总的来等与细胞代谢活动密切相关的基本功能。总的来看，和细胞膜有关的物质运输活动有看，和细胞膜有关的物质运输活动有两种形式两种形式：一是小分子和离子的一是小分子和离子的穿膜运输穿膜运输；另一种是大分子；另一种是大分子和颗粒物质的和颗粒物质的膜泡运输。膜泡运输。物质主要经物质主要经3 3种途径通种途径通过细胞膜：过细胞膜：被动运输、主动运输、胞吞和胞吐作被动运输、主动运输、胞吞和胞吐作用。用。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 3一、小分子和离子的穿膜运输一、小分子和离子的穿膜运输 质膜对溶质的通透性具有以下四个特点：质膜对溶质的通透性具有以下四个特点：脂溶脂溶性大的分子容易穿过质膜性大的分子容易穿过质膜;分子越小越易穿膜分子越小越易穿膜;不不带电荷的分子易穿过膜带电荷的分子易穿过膜;绝大多数离子和亲水性分子绝大多数离子和亲水性分子的穿膜要依赖于专一的跨膜蛋白。的穿膜要依赖于专一的跨膜蛋白。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 4物质穿膜运输的基本类型分为物质穿膜运输的基本类型分为被动运输被动运输被动运输被动运输和和主动运输主动运输主动运输主动运输。Cell Membrane PermeabilityCell Membrane PermeabilityH2OH2OSteroidIon channels(open/close)Na+Cl-Cell Membrane PermeabilityH2OH2OSteroidTransporterSucroseProteinsIon channels(open/close)Na+Cl-Na+Cl-蔗糖蔗糖Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 8小分子和离子进出细胞要横穿细胞膜。简单扩散离子通道扩散易化扩散（载体）协助扩散（一）被动运输（一）被动运输（passive transport）不不需要需要消耗消耗细胞代谢的细胞代谢的能量能量，而将物质而将物质从浓度从浓度高高的一侧经细胞膜转运至浓度的一侧经细胞膜转运至浓度低低的一侧，动力来自于浓度梯度形成的势的一侧，动力来自于浓度梯度形成的势能。能。（帮助扩散（帮助扩散）高浓度低浓度不需要消耗能量和不依靠专一膜蛋白分子而使物质顺浓度梯度从膜的一侧转运到另一侧的运输方式。脂溶性物质脂溶性物质(非极性物非极性物质质):苯苯.乙醇乙醇.氧氧.氮氮不带电荷小分子物质不带电荷小分子物质:水水.尿素尿素.二氧化碳二氧化碳适合简单扩散的物质适合简单扩散的物质:不适合简单扩散的物质不适合简单扩散的物质:带电荷物质带电荷物质Cell Membrane PermeabilityH2OH2OSteroidNa+Cl-Sucrose简简单单扩扩散散 通道蛋白（通道蛋白（channel pr.）：形成贯穿形成贯穿载体蛋白（载体蛋白（carrier pr.）：与特定与特定 溶质结合改变构溶质结合改变构 象使溶质穿越象使溶质穿越 细胞膜。细胞膜。脂双层之间的通道。脂双层之间的通道。转运蛋白转运蛋白（跨膜蛋白）（跨膜蛋白）Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 15离子通道扩散离子通道扩散 绝大多数离子通过膜上通绝大多数离子通过膜上通道蛋白的协助，实现道蛋白的协助，实现顺顺浓度梯浓度梯度的跨膜转运。度的跨膜转运。离子通道是镶离子通道是镶嵌在膜上的跨膜蛋白质，它由嵌在膜上的跨膜蛋白质，它由-螺旋蛋白构成，称为螺旋蛋白构成，称为通道蛋通道蛋通道蛋通道蛋白（白（白（白（channel proteinchannel protein）。其中其中心具有亲水性通道，对离子具心具有亲水性通道，对离子具有高度的亲和力，允许适当大有高度的亲和力，允许适当大小的离子小的离子顺顺顺顺浓度梯度瞬间大量浓度梯度瞬间大量地通过。地通过。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 16离子通道可迅速地离子通道可迅速地开放开放和和关闭关闭，受，受通道闸门通道闸门所所控制，而闸门是由通道蛋白的带电分子或基团控制，而闸门是由通道蛋白的带电分子或基团（如羟基或磷酸基）所构成。有的持续开放，（如羟基或磷酸基）所构成。有的持续开放，有的间断开放。间断开放的通道包括三类即有的间断开放。间断开放的通道包括三类即电位依赖性电位依赖性电位依赖性电位依赖性电压门控通道电压门控通道电压门控通道电压门控通道（闸门的开闭受膜电（闸门的开闭受膜电压控制压控制；Na通道、通道、Ca通道、通道、K通道）；通道）；化学化学化学化学物质控制的物质控制的物质控制的物质控制的配体门控通道配体门控通道配体门控通道配体门控通道（闸门开闭受化学物（闸门开闭受化学物质即配体调节；乙酰胆碱通道等）和质即配体调节；乙酰胆碱通道等）和 机械门机械门控通道。控通道。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 17通道蛋白通道蛋白高浓度高浓度低浓度Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 18高浓度低浓度通道蛋白物质物质顺顺浓度梯度经过闸门孔道扩散浓度梯度经过闸门孔道扩散到细胞膜的另一侧这样的转运过程到细胞膜的另一侧这样的转运过程称闸门通道扩散。称闸门通道扩散。配体Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 19通道扩散通道扩散Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 20电电 压压 闸闸 门门 通通 道道1Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 21高浓度高浓度低浓度低浓度通道蛋白配体Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 22神经末梢膜上的神经末梢膜上的电压闸电压闸门门Ca2+通道通道肌肉细胞膜上的肌肉细胞膜上的配体闸配体闸门通道门通道肌肉细胞膜上的电压闸肌肉细胞膜上的电压闸门门Na+通道通道肌浆网肌浆网上的上的钙离子通道钙离子通道 神经肌肉连接系统：神经肌肉连接系统：神经肌肉连接系统：神经肌肉连接系统：在神经肌肉接头处，沿神经在神经肌肉接头处，沿神经传来的冲动刺激肌肉收缩，整个反应在不到一秒内完传来的冲动刺激肌肉收缩，整个反应在不到一秒内完成，这样一个看来似乎很简单的反应至少包括成，这样一个看来似乎很简单的反应至少包括4 4个不个不同部位的同部位的离子通道闸门离子通道闸门离子通道闸门离子通道闸门按一定的顺序开放和关闭。按一定的顺序开放和关闭。v神经肌肉接头处的闸门通道神经肌肉接头处的闸门通道Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 23 当冲动到达神经末梢，当冲动到达神经末梢，去极化发生，膜电位降低，去极化发生，膜电位降低，引起神经末梢膜上的引起神经末梢膜上的电压闸电压闸门通道门通道开放，开放，Ca2+急速进入急速进入神经末梢，刺激分泌神经递神经末梢，刺激分泌神经递质质乙酰胆碱；乙酰胆碱；释放的释放的乙酰胆碱与肌肉细胞膜上的乙酰胆碱与肌肉细胞膜上的配体闸门通道配体闸门通道上的特异部位上的特异部位（受体）结合，闸门瞬间开（受体）结合，闸门瞬间开放，放，Na+大量涌入细胞，引大量涌入细胞，引起局部膜去极化，膜电位改起局部膜去极化，膜电位改变；变；Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 24 肌肉细胞膜的去极肌肉细胞膜的去极化，又使其膜上的电压闸化，又使其膜上的电压闸门门Na+通道依次开放，通道依次开放，Na+更多地进入，更多地进入，进一步促进膜的去极化扩进一步促进膜的去极化扩展到整个肌膜；展到整个肌膜；肌肉细肌肉细胞膜去极化又引起肌肉细胞膜去极化又引起肌肉细胞内胞内肌浆网肌浆网上的上的钙离子通钙离子通道道开放，钙离子从肌浆网开放，钙离子从肌浆网内流入细胞质，细胞质内内流入细胞质，细胞质内钙离子浓度急剧升高，肌钙离子浓度急剧升高，肌原纤维收缩。原纤维收缩。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 25闸门通道闸门通道高浓度高浓度低浓度低浓度载体蛋白载体蛋白凡借助于载体蛋白的帮助不消耗凡借助于载体蛋白的帮助不消耗能量将能量将物质物质顺顺浓度梯度进行转运，这种方式称易化或帮助扩散。浓度梯度进行转运，这种方式称易化或帮助扩散。易化扩散可运输一些亲水性物质和无机离子等。易化扩散可运输一些亲水性物质和无机离子等。:载体蛋白载体蛋白4高浓度高浓度低浓度低浓度Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 29借助于镶嵌在细胞膜上专一性很强的借助于镶嵌在细胞膜上专一性很强的载体蛋白载体蛋白，通过消耗代谢能量，将物质从通过消耗代谢能量，将物质从低低低低浓度处向浓度处向高高高高浓度浓度处的运输方式。处的运输方式。实质：实质：泵为泵为 Na-K ATP 酶酶具有具有载体载体和和酶酶的双重作用。的双重作用。+小亚基小亚基:为细胞膜外侧半嵌合糖蛋白为细胞膜外侧半嵌合糖蛋白,其作用机制不详。其作用机制不详。大亚基：为贯穿膜全层的脂蛋白大亚基：为贯穿膜全层的脂蛋白,是该酶的是该酶的催化部位催化部位。（二）主动运输（二）主动运输（active transport）Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 30大大亚亚基基小小亚亚基基ATPADP+Pi细胞质细胞质钾钾浓浓度度梯梯度度30倍倍钠钠浓浓度度梯梯度度13倍倍钾离子钠离子乌本苷钾与乌本苷结合部位钠结合部位+Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 31细胞质细胞质钾钾浓浓度度梯梯度度30倍倍钠钠浓浓度度梯梯度度13倍倍+大亚基大亚基小亚基Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+PiNa+K+小亚基大亚基大亚基K+ATPADP+Pi钠结合部位K+Pi钾结合部位Mg+大亚基大大亚亚基基小小亚亚基基Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 32钠钾泵钠钾泵 Na+结合到膜上；结合到膜上；酶磷酸化；酶磷酸化；酶构象变化酶构象变化,Na+释放到细胞外释放到细胞外;K+结合到细胞表面结合到细胞表面;酶去磷酸化酶去磷酸化;K+释放到细胞内释放到细胞内,酶构象恢复原始状态酶构象恢复原始状态Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 33钠钾泵Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 34钠钾泵动画Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 35Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 36钙泵钙泵 ：细胞内外的细胞内外的Ca2+梯度部分是由膜上梯度部分是由膜上的的Ca2+泵泵维持的。在红细胞存在于细胞膜维持的。在红细胞存在于细胞膜上，而在肌细胞主要存在于肌浆网膜上。上，而在肌细胞主要存在于肌浆网膜上。一些一些Ca2+泵是泵是Ca2+-ATP酶，它能将酶，它能将Ca2+泵泵出细胞质或泵入某些细胞器。另一些钙泵出细胞质或泵入某些细胞器。另一些钙泵是一种是一种对向对向运输器，由运输器，由Na+电化学梯度驱电化学梯度驱动。肌浆网上的动。肌浆网上的Ca2+泵是一种膜结合泵是一种膜结合ATP酶（约酶（约1000个氨基酸）每水解一个个氨基酸）每水解一个ATP分分子可转运子可转运2个个Ca2+进入肌浆网。进入肌浆网。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 37耦联运输耦联运输 有些主动运输系统是由离子梯度中贮存的有些主动运输系统是由离子梯度中贮存的能量驱动的，它们能量驱动的，它们逆浓度逆浓度逆浓度逆浓度梯度进入细胞的的动梯度进入细胞的的动力不是直接来自水解力不是直接来自水解ATP，而是借助另一物质而是借助另一物质的浓度梯度或电化学梯度为动力进行的，又称的浓度梯度或电化学梯度为动力进行的，又称继发性主动运输继发性主动运输继发性主动运输继发性主动运输。所有这些都是所有这些都是协同运输协同运输，有，有的是同向运输，另一些则是对向运输。如的是同向运输，另一些则是对向运输。如钠钾钠钾泵泵间接驱动间接驱动葡萄糖入胞。葡萄糖入胞。小肠上皮细胞就是利用这种机制来从肠腔小肠上皮细胞就是利用这种机制来从肠腔吸收葡萄糖，果糖、甘露糖、半乳糖、氨基酸吸收葡萄糖，果糖、甘露糖、半乳糖、氨基酸等养料，再经等养料，再经易化扩散易化扩散易化扩散易化扩散转运至血浆。转运至血浆。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 38离子电化学梯度驱动的主动运输离子电化学梯度驱动的主动运输Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 39 由膜上的钠泵和同向运输的特异载体蛋白共同完成。钠泵把钠泵出细胞外，形成细胞内外的钠离子浓度梯度差，特异载体蛋白上具有钠离子和葡萄糖（或氨基酸）2个结合位点。肠上皮细胞的肠上皮细胞的转运蛋白转运蛋白不对称分布造成不对称分布造成葡萄糖从葡萄糖从肠腔肠腔到到血液血液的跨细胞膜运输的跨细胞膜运输 单运输（单运输（单运输（单运输（uniportuniport）：）：）：）：一些载体蛋白将一种一些载体蛋白将一种溶质从膜的一侧运到另一侧。溶质从膜的一侧运到另一侧。协同运输：协同运输：协同运输：协同运输：在转运一种溶质分子时，同时或在转运一种溶质分子时，同时或随后伴随转运另一种溶质分子。若伴随转运的溶随后伴随转运另一种溶质分子。若伴随转运的溶质转运方向相同，质转运方向相同，称同向运输（称同向运输（symport），转运转运方向相反称为方向相反称为对向运输（对向运输（对向运输（对向运输（antiportantiport）。）。）。）。对向运输对向运输同向运输同向运输Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 42胞胞吐吐作作用用吞吞噬噬作作用用胞胞饮饮作作用用吞噬体吞饮体Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 43 真核细胞具有较完善的内膜系统，胞外大分真核细胞具有较完善的内膜系统，胞外大分子物质通过子物质通过胞吞作用胞吞作用进入细胞内先储存于膜性进入细胞内先储存于膜性囊泡内，然后再将其送至溶酶体，进行消化分囊泡内，然后再将其送至溶酶体，进行消化分解，这个运输过程通过囊泡完成。同样细胞内解，这个运输过程通过囊泡完成。同样细胞内合成的蛋白质及颗粒物质进入内质网，然后到合成的蛋白质及颗粒物质进入内质网，然后到达高尔基体，再从高尔基体转运至其他部位也达高尔基体，再从高尔基体转运至其他部位也都离不开囊泡。都离不开囊泡。囊泡以出芽方式从细胞的一种囊泡以出芽方式从细胞的一种囊泡以出芽方式从细胞的一种囊泡以出芽方式从细胞的一种内膜细胞器脱离后又与另一内膜细胞器发生融内膜细胞器脱离后又与另一内膜细胞器发生融内膜细胞器脱离后又与另一内膜细胞器发生融内膜细胞器脱离后又与另一内膜细胞器发生融合，此转运过程称为合，此转运过程称为合，此转运过程称为合，此转运过程称为膜泡运输（膜泡运输（膜泡运输（膜泡运输（transport transportby by vesicle formationvesicle formation）二、膜泡运输二、膜泡运输Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 44胞饮作用（pinocytosis）吞噬作用(phagocytosis)受体介导的胞吞作用(recepter mediated endocytosisrecepter mediated endocytosis)大分子及颗粒物质并不直接穿过细胞膜,而是通过一系列膜囊泡形成和融合来完成的转运过程，该运输方式消耗能量，属主动运输的范畴。胞吞作用和胞吐作用胞吞作用和胞吐作用Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 45 是细胞将胞外的大分子或颗粒物质转运到细胞是细胞将胞外的大分子或颗粒物质转运到细胞内的方式。当被转运的大分子或颗粒物质靠近细胞内的方式。当被转运的大分子或颗粒物质靠近细胞膜并结合于细胞表面后，膜逐渐内陷将其包围，形膜并结合于细胞表面后，膜逐渐内陷将其包围，形成吞噬（饮）小泡进入细胞内。根据吞入物质的状成吞噬（饮）小泡进入细胞内。根据吞入物质的状态、大小及特异程度不同，分为：态、大小及特异程度不同，分为：Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 46 2.胞饮作用（胞饮作用（pinocytosis）：细胞对细胞对液体物质或细微颗粒物质的摄入和消化过程。液体物质或细微颗粒物质的摄入和消化过程。1.吞噬作用吞噬作用(phagocytosis):细胞对微细胞对微生物、衰老死亡细胞及细胞碎片等大颗粒物质的生物、衰老死亡细胞及细胞碎片等大颗粒物质的转运入胞过程。转运入胞过程。3.受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用(recepter recepter mediated endocytosis)mediated endocytosis)需要膜受体参与的吞噬或需要膜受体参与的吞噬或吞饮作用，是某些大分子物质或颗粒性物质进入细吞饮作用，是某些大分子物质或颗粒性物质进入细胞的特殊方式，具有较强的特异性。胞的特殊方式，具有较强的特异性。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 47EndocytosisMedical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 48(recepter mediated endocytosis)需要膜受体参与的吞噬或吞饮作用，需要膜受体参与的吞噬或吞饮作用，是某些大分子物质或颗粒性物质进入细是某些大分子物质或颗粒性物质进入细胞的特殊方式，具有较强的特异性。胞的特殊方式，具有较强的特异性。受体介导入胞受体介导入胞Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 51 网格蛋白包被囊泡网格蛋白包被囊泡(clathrin-coated vesicle)是最早发现的衣被小泡。笼形(网格网格,clathrin)蛋白分子由3个重链和3个轻链组成，形成一个具有3个曲臂的形状(triskelion)。许多笼形蛋白的曲臂部分交织在一起，形成一个具有5边形网孔的笼子。由网格蛋白包被的囊泡Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 5252 笼形蛋白形成的衣被中还有衔接蛋白(adaptin)，介于笼形蛋白与配体受体复合物之间，起连接作用。已发现4种不同类型的衔接蛋白，可结合不同类型的受体，形成不同性质的转运小泡。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 535353 当笼形蛋白衣被小泡形成时，可溶性蛋白动力素(dynamin)聚集成一圈围绕在芽的颈部，将小泡柄部的膜尽可能拉近(1.5nm)，从而导致膜融合，掐断(pinch off)衣被小泡。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 55内吞去被胞内体融合受体再循环初级溶酶体融合Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 56受体介导的内吞作用的生物学意义受体介导的内吞作用的生物学意义 1.胎儿摄取抗体的过程胎儿摄取抗体的过程 2.机体清除有害物质的过程机体清除有害物质的过程 3.特异摄取胆固醇过程特异摄取胆固醇过程Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 57受体介导的胞吞作用过程：受体介导的胞吞作用过程：在进行胞吞作用时，大分子或颗粒结合在进行胞吞作用时，大分子或颗粒结合于互补的细胞表面受体，受体聚集于有被于互补的细胞表面受体，受体聚集于有被小窝内，在胞吞小泡内形成受体大分子复小窝内，在胞吞小泡内形成受体大分子复合物进入细胞。脱去网格蛋白被膜，并与合物进入细胞。脱去网格蛋白被膜，并与其它囊泡融合成内体（其它囊泡融合成内体（endosome），），受体受体分离随转移囊泡返回细胞膜（受体循环），分离随转移囊泡返回细胞膜（受体循环），被吞入颗粒被溶酶体酶降解。被吞入颗粒被溶酶体酶降解。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 58LDL颗粒LDL受体有被小窝有被小泡内吞去被无被小泡胞内体融合受体与大分子颗粒分开胞内体部分受体再循环胞内体部分 初级溶酶体融合吞噬溶酶体Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 59 是一种与胞吞运送物质相反的过程，是细胞将是一种与胞吞运送物质相反的过程，是细胞将胞内的大分子或颗粒物质转运到细胞外的方式。胞内的大分子或颗粒物质转运到细胞外的方式。基基本过程是：本过程是：要输出的物质先由膜包被形成小泡，小要输出的物质先由膜包被形成小泡，小泡再移至质膜并与质膜融合形成一裂口将内容物排泡再移至质膜并与质膜融合形成一裂口将内容物排出胞外。出胞外。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 60根据胞吐作用方式的不同将胞吐作用分为根据胞吐作用方式的不同将胞吐作用分为根据胞吐作用方式的不同将胞吐作用分为根据胞吐作用方式的不同将胞吐作用分为结构结构结构结构性分泌和调节性分泌。性分泌和调节性分泌。性分泌和调节性分泌。性分泌和调节性分泌。结构性分泌（结构性分泌（constitutive pathway of secretion）指由真核细胞高尔基体分泌的囊泡向细胞膜流动指由真核细胞高尔基体分泌的囊泡向细胞膜流动并与之融合，然后释放内容物（分泌性蛋白）的并与之融合，然后释放内容物（分泌性蛋白）的这一稳定过程。这一稳定过程。调节性分泌（调节性分泌（regulated pathway of secretion）特特化的分泌细胞产生的分泌物储存在分泌泡内，当化的分泌细胞产生的分泌物储存在分泌泡内，当细胞受到外界信号刺激时，分泌泡与细胞膜融合细胞受到外界信号刺激时，分泌泡与细胞膜融合并释放内容物，如并释放内容物，如胰岛素胰岛素的分泌过程。的分泌过程。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 61分泌蛋白的两种途径分泌蛋白的两种途径调节性分泌调节性分泌结构性分泌结构性分泌Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 62细细胞胞内内外外物物质质转转运运穿膜穿膜运输运输膜泡膜泡运输运输被动运输被动运输主动运输主动运输（active transport）出胞作用出胞作用入胞作用入胞作用吞噬作用吞噬作用胞饮作用胞饮作用受体介导入胞作用受体介导入胞作用简单扩散简单扩散帮助扩散帮助扩散Na+-K+泵泵Ca2+泵泵离子梯度驱动离子梯度驱动的主动运输的主动运输同向运输同向运输对向运输对向运输载体蛋白介导载体蛋白介导通道蛋白介导通道蛋白介导单运输单运输协同运输协同运输持续开放持续开放瞬时开放瞬时开放同向运输同向运输对向运输对向运输配体门控通道配体门控通道电压门控通道电压门控通道机械门控通道机械门控通道Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 63 细胞膜是细胞与环境间的屏障，是维持细细胞膜是细胞与环境间的屏障，是维持细胞内环境稳定、调节细胞正常生命活动的重要胞内环境稳定、调节细胞正常生命活动的重要结构基础。结构基础。它在细胞内外物质运输、细胞间识别、细它在细胞内外物质运输、细胞间识别、细胞免疫、信息传递和代谢调节等各种生命代谢胞免疫、信息传递和代谢调节等各种生命代谢活动中都起着重要作用，因此，膜结构的任何活动中都起着重要作用，因此，膜结构的任何成分改变和功能异常，都将导致细胞发生一定成分改变和功能异常，都将导致细胞发生一定的病理变化，乃至机体的功能紊乱。的病理变化，乃至机体的功能紊乱。第第6 6节节 细胞膜与疾病细胞膜与疾病Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 64膜转运病与膜受体病膜转运病与膜受体病 由细胞膜上主动转运系统的载体蛋由细胞膜上主动转运系统的载体蛋白缺损和功能异常所引起的疾病，称膜白缺损和功能异常所引起的疾病，称膜转运病转运病(transport disease)(transport disease)。由细胞膜上受体蛋白缺陷，包括受体由细胞膜上受体蛋白缺陷，包括受体数量增减和结构上的缺陷以及特异性、结数量增减和结构上的缺陷以及特异性、结合力的异常改变等所引起的疾病，称受体合力的异常改变等所引起的疾病，称受体病病(receptor disease)(receptor disease)。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 65一、膜转运系统异常与疾病一、膜转运系统异常与疾病 目前已知的转运病有目前已知的转运病有1010多种，主要是多种，主要是肠管和肾小管。肠管和肾小管。例如，例如，胱氨酸尿症胱氨酸尿症是由于患者肾近曲是由于患者肾近曲小管和肠管上皮细胞不能转运胱、赖、精小管和肠管上皮细胞不能转运胱、赖、精和鸟氨酸所引起。由于胱氨酸溶解度极低，和鸟氨酸所引起。由于胱氨酸溶解度极低，易产生胱氨酸结石。因此，本病主要表现易产生胱氨酸结石。因此，本病主要表现是尿路结石、肾绞痛、氨基酸尿及尿路感是尿路结石、肾绞痛、氨基酸尿及尿路感染。染。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 66 因编码因编码LDL受体的基因突变，使细胞表面受体的基因突变，使细胞表面LDL受受体减少或缺失，使胆固醇在细胞和血浆内累积，引起体减少或缺失，使胆固醇在细胞和血浆内累积，引起脂质代谢紊乱和动脉粥样硬化等。脂质代谢紊乱和动脉粥样硬化等。正常情况下细胞中胆固醇的来源有两条途径：一正常情况下细胞中胆固醇的来源有两条途径：一是来自细胞内胆固醇的生物合成；二是通过细胞表面是来自细胞内胆固醇的生物合成；二是通过细胞表面LDL受体摄取血浆中的胆固醇。在正常代谢中受体摄取血浆中的胆固醇。在正常代谢中LDL同同细胞膜上的细胞膜上的LDL受体结合，通过内吞进入细胞，被溶受体结合，通过内吞进入细胞，被溶酶体酸性水解酶水解，释放出游离胆固醇。酶体酸性水解酶水解，释放出游离胆固醇。家族性高胆固醇血症家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolaemia,FH)二、受体异常与疾病二、受体异常与疾病Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 67 细胞膜上的细胞膜上的LDLLDL受体对于调节血中胆固醇受体对于调节血中胆固醇量有很大关系。量有很大关系。LDLLDL受体能抑制细胞内合成胆受体能抑制细胞内合成胆固醇的酶的活性。固醇的酶的活性。当细胞外当细胞外LDLLDL颗粒达到一定浓度激活膜上颗粒达到一定浓度激活膜上的的LDLLDL受体时，细胞内这种合成酶的活性就受受体时，细胞内这种合成酶的活性就受到抑制，从而使细胞内源性胆固醇合成减少。到抑制，从而使细胞内源性胆固醇合成减少。这样血液中的胆固醇含量降低，这样血液中的胆固醇含量降低，LDLLDL含量含量也降低，当降到一定量时，就失去对膜上也降低，当降到一定量时，就失去对膜上LDLLDL受体的激活作用，细胞内源性胆固醇合成增受体的激活作用，细胞内源性胆固醇合成增加。加。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 68LDL受体的代谢受体的代谢(metabolism of LDL receptor)核核粗粗面面内内质质网网高高尔尔基基体体囊囊泡泡溶溶酶酶体体胞胞内内体体Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 69 在某些情况下，机体自身可产生受在某些情况下，机体自身可产生受体的抗体，这些抗体与受体结合后，封体的抗体，这些抗体与受体结合后，封闭了受体的作用，使受体功能发生改变，闭了受体的作用，使受体功能发生改变，由此可引起的疾病。由此可引起的疾病。重症肌无力：重症肌无力：因存在抗乙酰胆碱受体的抗因存在抗乙酰胆碱受体的抗体而引起的自身免疫性疾病。体而引起的自身免疫性疾病。重症肌无力重症肌无力Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 70 机制机制mechanismmechanismAch运动神经末梢运动神经末梢 Na+内流内流肌纤维收缩肌纤维收缩Ach受体受体抗乙酰胆碱受体抗体抗乙酰胆碱受体抗体 当抗乙酰胆碱受体的抗体与乙酰胆碱受当抗乙酰胆碱受体的抗体与乙酰胆碱受体结合后降低了受体与乙酰胆碱的结合能体结合后，降低了受体与乙酰胆碱的结合能力，同时使受体发生分解。力，同时使受体发生分解。表现：受累横纹肌稍行活动后即疲乏无表现：受累横纹肌稍行活动后即疲乏无力，休息后恢复。力，休息后恢复。Medical Cell BiologyMedical Cell Biology李延兰 医用生物学教研室 71作作 业业 与与 思思 考考1.1.什么是闸门通道？说明神经肌肉接头在神经冲动传什么是闸门通道？说明神经肌肉接头在神经冲动传什么是闸门通道？说明神经肌肉接头在神经冲动传什么是闸门通道？说明神经肌肉接头在神经冲动传导时，各闸门通道顺次开闭过程的特点及其主要作用。导时，各闸门通道顺次开闭过程的特点及其主要作用。导时，各闸门通道顺次开闭过程的特点及其主要作用。导时，各闸门通道顺次开闭过程的特点及其主要作用。2.2.以肝细胞吸取以肝细胞吸取以肝细胞吸取以肝细胞吸取LDLLDL为例，说明受体介导的胞吞作用为例，说明受体介导的胞吞作用为例，说明受体介导的胞吞作用为例，说明受体介导的胞吞作用及有被小窝和有被小泡的形成在胞吞过程中的作用及有被小窝和有被小泡的形成在胞吞过程中的作用及有被小窝和有被小泡的形成在胞吞过程中的作用及有被小窝和有被小泡的形成在胞吞过程中的作用。3.3.解释名词：解释名词：解释名词：解释名词：passive transport;active transport;carrier protein;channel protein;ionic pump;endocytosis;phagocytosis;pinocytosis;recepter mediated endocytosis;exocytosis symport antiport