生理學是臨牀之一助理醫師考試的科目之一。你知道生理學都考哪些內容嗎?下面是yjbys小編爲大家帶來的關於生理學的知識點。歡迎閱讀。
細胞的基本功能
第一節 細胞膜的結構和物質轉運功能
一、細胞膜的結構概述
機體的每個細胞都被一層薄膜所包被，稱爲細胞膜。細胞膜主要有脂質和蛋白質組成，此外還有少量的糖類物質。Singer和 Nicholson於1972年提出的液態鑲嵌模型，即膜的基架是液態的脂質雙分子層，其中鑲嵌着許多具有不同結構和功能的蛋白質。
1.脂質雙分子層
(1)成分：膜脂質主要由磷脂、膽固醇和少量糖脂構成。
(2)結構：磷脂、膽固醇和糖脂都是一些雙嗜性分子，這些分子以脂質雙層的形式存在於質膜中，親水端朝向細胞外液或胞質，疏水的脂肪酸烴鏈則彼此相對，形成膜內部的疏水區。
(3)特點：
①流動性
②穩定性
2.細胞膜的蛋白：根據膜蛋白在膜上存在的形式，可分爲表面蛋白和整合蛋白兩類。與物質跨膜轉運功能有關的功能蛋白，如載體、通道，都屬於整合蛋白。細胞膜的功能主要是通過膜蛋白來實現的，膜蛋白的種類及含量越多，該細胞的功能也就越複雜。
3.細胞膜的糖類：細胞膜所含糖類甚少，主要是一些寡糖和多糖鏈，它們以共價鍵的形式和膜脂質或膜蛋白結合，形成糖脂或糖蛋白。結合於糖脂或糖蛋白上的糖鏈僅存在於膜的外側，通常具有受體或抗原的功能。
二、物質的跨膜轉運
質膜不僅在維持細胞正常的代謝活動中起重要的屏障作用，在物質的跨膜轉運中也起重要的參與作用。脂溶性的和少數分子很小的水溶性物質可直接穿越細胞膜;大部分水溶性溶質分子和所有離子的跨膜轉運需要有膜蛋白介導來完成;大分子物質或物質團塊則以複雜的出胞或入胞的方式整裝進出細胞。
1.單純擴散
(1)概念：脂溶性的和少數分子很小的水溶性的物質通過脂質雙層由高濃度一側向低濃度一側轉運的過程，稱爲單純擴散。如氧氣、二氧化碳、水等的跨膜轉運。
(2)影響因素：某物質通過膜的難易程度取決於它們的脂溶性和分子大小，擴散的方向和速度取決於膜兩側該物質的濃度差和膜對該物質的通透性。
(3)特點：不需要外力幫助，也不消耗能量，是一被動過程。
2.膜蛋白介導的跨膜轉運：介導轉運的膜蛋白可分爲載體蛋白(簡稱載體，也稱轉運體)和離子通道(簡稱通道)兩大類。有些載體具有ATP酶活性，稱爲離子泵，離子泵由於具有分解ATP的能力，也稱爲ATP酶。
(1)通道介導的跨膜轉運：通道介導的跨膜轉運都是被動的，也稱爲經通道易化擴散。這種跨膜轉運的特徵是：①高速度;②離子選擇性;③門控。根據對不同刺激的敏感性，離子通道通常可分爲化學門控通道、電壓門控通道以及機械門控通道等。
(2)載體介導的跨膜轉運：跨膜轉運的特徵是：①轉運速率存在飽和現象;②載體與溶質的結合具有結構特異性;③結構相似的'溶質經同一載體轉運時有競爭抑制。載體介導的跨膜轉運可分爲三種形式：
1)經載體易化擴散：
2)原發性主動轉運：特點是：①在物質轉運過程中，細胞要代謝供能;②物質轉運是逆電-化學梯度進行的。
在細胞膜上普遍存在的離子泵是鈉-鉀泵(sodium potassium pump)，簡稱鈉泵，也稱Na+-K+ -ATP酶。鈉泵的主要功能包括：
①鈉泵活動造成的細胞內高K+是許多代謝反應進行的必要條件;
②維持胞內滲透壓和細胞容積;
③建立Na+的跨膜濃度梯度，爲繼發性主動轉運的物質提供勢能儲備;
④鈉泵活動造成的跨膜濃度梯度，是細胞發生電活動的前提條件;⑤鈉泵活動是生電性的，可直接影響膜電位，使膜內電位的負值增大。
3)繼發性主動轉運：如葡萄糖在小腸黏膜上皮的主動吸收，就是由Na+-葡萄糖同向轉運體和鈉泵的耦聯活動而完成的。
3.出胞和入胞
出胞和入胞主要是依靠細胞本身的活動來完成的，也需要細胞代謝供能。
第二節 細胞的信號轉導
一、離子通道型受體介導的信號轉導
離子通道型受體屬於化學門控通道，也稱遞質門控通道或促離子型受體。如骨骼肌終板膜上的N2型ACh受體陽離子通道。離子通道型受體介導信號轉導的特點是路徑簡單、速度快，對外界作用出現反應的位點較侷限。
二、G蛋白耦聯受體介導的信號轉導
1.主要的信號蛋白
(1)G蛋白耦聯受體:又稱促代謝型受體。G蛋白耦聯受體種類繁多，構成細胞膜上最大的受體分子超家族,每種受體都由一條包含7次跨膜α螺旋的肽鏈構成,故也稱爲7次跨膜受體。G蛋白耦聯受體與配體結合後，通過構象變化引起對G蛋白的結合和激活。
(2)G蛋白：鳥苷酸結合蛋白簡稱G蛋白，通常是指由α、β和γ三個亞單位構成的三聚體G蛋白。G蛋白的種類很多，所有G蛋白的共同特徵是其中的α亞單位同時具有結合GTP或GDP的能力和具有GTP酶活性。G蛋白的分子構象有結合GDP的失活態和結合GTP的激活態兩種，並能互相轉化，在信號轉導中起着分子開關的作用。G蛋白激活後，可進一步激活膜的效應器蛋白，把信號向細胞內轉導。
(3)G蛋白效應器：包括酶和離子通道兩類，主要的效應器酶有腺苷酸環化酶(AC)、磷脂酶C(PLC)、磷脂酶A2和磷酸二酯酶等，它們催化生成(或分解)第二信使物質，將信號轉導到細胞內。
(4)第二信使: 是指激素、遞質、細胞因子等信號分子作用於細胞膜後產生的細胞內信號分子，能把細胞外信號分子攜帶的信息轉入胞內。較重要的有環-磷酸腺苷(cAMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、環-磷酸鳥苷(cGMP)和Ca2+等。
2.主要的G蛋白耦聯受體信號轉導途徑
(1)受體-G蛋白-AC途徑
(2)受體-G蛋白-PLC途徑
3.注意：
①不同的G蛋白可激活不同的酶，產生不同的信使分子;
②G蛋白效應器和第二信使具有多樣性;
③第二信使物質的生成要經過一系列酶催化反應，故有生物放大作用;
④ 第二信使是通過其相應的蛋白激酶的活化引起一連串的底物蛋白(酶)磷酸化而發生效應;
⑤G蛋白耦聯受體介導的信號轉導的特點是效應出現較慢、反應較靈敏、作用較廣泛。
三、酶聯型受體介導的信號轉導
酶聯型受體也是一種跨膜蛋白，但每個受體分子只有1次穿膜。它往往既有與信號分子結合的位點，起受體的作用，又具有酶的催化作用，通過它們的這種雙重作用完成信號轉導。 較重要的有酪氨酸激酶受體、酪氨酸激酶結合型受體和鳥苷酸環化酶受體。
第三節 細胞的電活動
一切活細胞無論處於安靜或活動狀態都存在電的活動，這種電的活動稱爲生物電。人體和各器官表現的電現象，是以細胞水平的生物電現象爲基礎的，而細胞生物電又是細胞膜兩側帶電離子的不均勻分佈和一定形式的跨膜移動的結果。
一、膜的被動電學特性和電緊張電位
1.膜電容：細胞膜具有顯著的電容特性，且膜電容較大;當膜上的離子通道開放而引起帶電離子的跨膜流動時，就相當於在電容器上充電或放電，從而在膜兩側產生電位差，即跨膜電位，簡稱膜電位。
2.膜電阻：通常用它的倒數膜電導G來表示。對帶電離子而言，膜電導是膜對離子通透性的觀測指標;細胞膜對某離子電導的變化與其對該離子的通透性的變化是完全一致的。
3.軸向電阻：沿細胞的長軸存在，數值決定於胞質溶液本身的電阻和細胞的直徑;細胞直徑越大，軸向電阻越小。
4.電緊張電位：由膜的被動電學特性決定其空間分佈的膜電位稱爲電緊張電位。電緊張電位的幅度達到一定水平，就會引起相當多的鈉通道或鈣通道的激活，從而引發動作電位;細胞膜電緊張電位發生的速度和擴布的範圍也是影響動作電位產生和傳播速度的重要因素。
二、靜息電位及其產生機制
1.細胞的靜息電位
(1)概念：靜息時，質膜兩側存在着外正內負的電位差稱爲靜息電位(resting potential，RP)。
(2)特徵：①通常是平穩的直流電位;②不同細胞靜息電位的數值可以不同，並且只要細胞未受刺激、生理條件不變，這種電位將持續存在。
(3)注意：①平穩的靜息電位存在時細胞膜電位外正內負的狀態稱爲極化;②靜息電位(的絕對值)增大的過程或狀態稱爲超極化;③靜息電位(的絕對值)減小的過程或狀態稱爲去極化或除極化;④去極化至零電位後膜電位如進一步變爲正值，則稱爲反極化，膜電位高於零電位的部分稱爲超射;⑤細胞膜去極化後再向靜息電位方向恢復的過程，稱爲復極化。
2.靜息電位產生的機制
(1)膜學說: 1902年Bernstein認爲生物電現象的各種表現，主要是由於細胞內外離子分佈不均勻以及在不同狀態下，細胞膜對不同離子的通透性不同。
(2)機制：靜息電位主要是由K+外流形成的,非常接近於K+的平衡電位。
(3)影響靜息電位的因素：①細胞外K+濃度的改變;②膜對K+和Na+的相對通透性，如膜對K+的通透性相對增大，靜息電位則增大;③鈉泵活動的水平，如活動增強將使膜發生一定程度的超極化。
三、動作電位及其產生機制
1.細胞的動作電位
(1)概念：在靜息電位的基礎上，給細胞一個適當的刺激，可觸發其產生可傳播的膜電位波動，稱爲動作電位(action potential，AP)。
(2)組成：在神經纖維上，其主要部分表現爲尖峯狀的電位變化，稱爲鋒電位;鋒電位具有動作電位的主要特徵，是動作電位的標誌。在鋒電位後出現的膜電位低幅而緩慢的波動，稱爲後電位;後電位又分爲負後電位(後去極化)和正後電位(後超極化)。
(3)特徵：①“全或無”特性;②不衰減性傳播。
2.動作電位的產生機制
(1)電化學驅動力：當某種離子跨膜擴散時，它受到來自濃度差和電位差的雙重驅動力，兩個驅動力的代數和稱爲電化學驅動力。當電化學驅動力推動正電荷由膜外流入膜內時，這一方向的離子電流，稱爲內向電流;當電化學驅動力推動正電荷由膜內流出膜外時，這一方向的離子電流，稱爲外向電流。內向電流使膜去極化，而外向電流則使膜復極化或超極化。
(2)動作電位產生的過程
1)鋒電位的上升支：接近於Na+的平衡電位。
2)鋒電位的下降支：是K+外流所致。
3)後電位：負後電位一般認爲是在復極時迅速外流的K+蓄積在膜外側附近，暫時阻礙了K+外流所致;正後電位一般認爲是生電性鈉泵作用的結果。
(3)注意
1)膜對Na+通透性增大，實際上是膜結構中存在的電壓門控性Na+通道開放的結果。Na+通道有以下特點：①去極化程度越大，其開放的概率也越大，是電壓依賴性的;②開閉是全或無式的，並且開、閉之間的轉換速度非常快;③至少存在關閉、激活和失活三種功能狀態，其形成與分子內部存在兩種門控機制有關。
2)膜電導(通透性)變化的實質就是膜上離子通道隨機開放和關閉的總和效應。
3)閾電位：能進一步誘發動作電位的去極化的臨界值，稱爲閾電位(threshold potential)。
3.動作電位的傳播：在無髓鞘神經纖維和肌纖維等細胞上，動作電位以局部電流的方式傳播。在有髓鞘神經纖維上，局部電流僅在郎飛結之間發生，這種傳導方式稱爲跳躍式傳導，傳導快且“節能”。
4.縫隙連接：縫隙連接處膜的電阻很小，一個細胞產生的動作電位可通過流經縫隙連接的局部電流直接傳播到另一個細胞，使興奮得以在細胞間直接傳播。
四、局部電位
1.概念：當去極化的刺激很弱時,Na+通道並未被激活,僅在膜的局部產生電緊張電位;當去極化刺激稍強時，可引起少量的Na+通道激活和內向離子電流，在受刺激局部出現一個較小的膜的去極化，與電緊張電位疊加，這種產生於膜的局部、較小的去極化反應稱爲局部反應(local response)，產生的電位稱爲局部電位。
2.特點：①等級性;②電緊張傳播，其隨傳播距離增加而逐漸衰減;③沒有不應期。
五、可興奮細胞及其興奮性
1.興奮性和可興奮細胞：興奮性是指細胞受到刺激後產生動作電位的能力，而興奮已被看作是動作電位的同義語或動作電位的產生過程。凡在接受刺激後能產生動作電位的細胞，稱爲可興奮細胞。一般認爲，神經細胞、肌肉細胞和腺細胞都屬於可興奮細胞。
2.閾刺激：刺激是指能引起組織細胞發生反應的各種內外環境的變化。任何刺激要引起組織興奮必須使刺激的強度、刺激的持續時間以及刺激強度對時間的變化率達到某個最低有效值。刺激的這三個參數是互相影響的，當其中一個的值變化時，其餘的值也會發生相應的變化。
在刺激的持續時間以及刺激強度對時間的變化率不變的情況下，剛能引起細胞興奮或產生動作電位的最小刺激強度，稱爲閾強度，此時的刺激稱爲閾刺激。比閾刺激弱的刺激稱爲閾下刺激;比閾刺激強的刺激稱爲閾上刺激。閾刺激或閾強度(閾值)一般可作爲衡量細胞興奮性的指標，二者呈反比關係。
3.細胞興奮後興奮性的變化：細胞在發生一次興奮後，其興奮性會出現一系列變化，依次分爲：絕對不應期、相對不應期、超常期和低常期。它們與動作電位各時期的關係是：絕對不應期大約相當於鋒電位發生的時期;相對不應期和超常期大約相當於負後電位出現的時期;低常期則相當於正後電位出現的時期。
