1、细胞和疾病医学知识细胞和疾病医学知识培训培训成人机体约含有成人机体约含有61013个细胞个细胞新生婴儿机体含有新生婴儿机体含有21012个细胞个细胞 细胞细胞 细胞膜：又称质膜细胞膜：又称质膜(plasmalemma)(plasmalemma)或浆膜或浆膜 细胞浆：高尔基体、溶酶体、线粒体、细胞浆：高尔基体、溶酶体、线粒体、内质网等内质网等 细胞核：由双层的核膜包着。细胞核：由双层的核膜包着。2细胞和疾病医学知识培训第一部分第一部分 生物膜与疾病生物膜与疾病第二部分第二部分 细胞损伤与保护细胞损伤与保护3细胞和疾病医学知识培训第一部分第一部分 生物膜与疾病生物膜与疾病 细胞膜、细胞器膜及核被膜
2、统称为生物膜。细胞膜、细胞器膜及核被膜统称为生物膜。生物膜在细胞的结构和功能中起关键作用，生物膜在细胞的结构和功能中起关键作用，它不仅起分割膜内、外两部分和屏障的作用，它不仅起分割膜内、外两部分和屏障的作用，而且参与所有生命过程。而且参与所有生命过程。4细胞和疾病医学知识培训第第1节节 生物膜的组成、结构和功能生物膜的组成、结构和功能 生物膜由膜蛋白、脂质和糖组成。生物膜由膜蛋白、脂质和糖组成。蛋白质约占蛋白质约占30%30%40%40%按照蛋白质在膜内的部位按照蛋白质在膜内的部位 内在蛋白内在蛋白(整合蛋白整合蛋白integral protein)integral protein)外在蛋白外
3、在蛋白(peripheral protein)(peripheral protein)。按膜蛋白的化学组成按膜蛋白的化学组成 糖蛋白糖蛋白 非糖结合蛋白非糖结合蛋白一、生物膜的组成一、生物膜的组成5细胞和疾病医学知识培训一、生物膜的组成一、生物膜的组成脂质约占脂质约占40%40%50%50%：磷脂磷脂Phospholipid)Phospholipid)糖脂糖脂(glycolipid)(glycolipid)类固醇类固醇(steroid)(steroid)糖占糖占1%1%5%5%：糖蛋白糖蛋白 糖脂糖脂不同的细胞其组分差异很大。不同的细胞其组分差异很大。6细胞和疾病医学知识培训二、生物膜的结构二
4、、生物膜的结构磷脂双分子层和蛋白质或其复合体排成相互交替的镶嵌面；磷脂双分子层和蛋白质或其复合体排成相互交替的镶嵌面；膜内在蛋白质与磷脂以疏水链结合在形成稳定的膜结构中起主要作用；膜内在蛋白质与磷脂以疏水链结合在形成稳定的膜结构中起主要作用；分布于膜两侧的蛋白质、脂质和糖类等组分和性质是不同的，脂质双分布于膜两侧的蛋白质、脂质和糖类等组分和性质是不同的，脂质双分子层可以彼此单独运动；分子层可以彼此单独运动；膜结构具有相对流动性。随着环境条件变化，脂质分子的晶态和液晶膜结构具有相对流动性。随着环境条件变化，脂质分子的晶态和液晶态是互变的；态是互变的；膜中各种组分在细胞中经常处于不断更新的状态；膜
5、中各种组分在细胞中经常处于不断更新的状态；膜中各种组分的排列是不对称的。膜中各种组分的排列是不对称的。7细胞和疾病医学知识培训膜的骨架蛋白膜的骨架蛋白 细胞膜上有蛋白质组成的骨架网。细胞膜上有蛋白质组成的骨架网。红细胞骨架蛋白包括血影收缩蛋白、肌动蛋白、红细胞骨架蛋白包括血影收缩蛋白、肌动蛋白、内收蛋白、原肌球蛋白、内收蛋白、原肌球蛋白、4.14.1蛋白、锚蛋白。蛋白、锚蛋白。由收缩蛋白和肌动蛋白的协调作用，维持正常红由收缩蛋白和肌动蛋白的协调作用，维持正常红细胞的细胞的圆盘形圆盘形。由血影收缩蛋白与肌动蛋白、锚蛋白间的相互作由血影收缩蛋白与肌动蛋白、锚蛋白间的相互作用，用，4.14.1蛋白与
6、肌动蛋白间的相互作用可使红细胞蛋白与肌动蛋白间的相互作用可使红细胞具有高度的具有高度的变形性变形性。8细胞和疾病医学知识培训 三、生物膜的功能三、生物膜的功能1.1.细胞膜能分割和维持细胞的形态；细胞膜能分割和维持细胞的形态；2.2.物质转运：物质的跨膜转运方式可分为：被动转运（简单扩散、易物质转运：物质的跨膜转运方式可分为：被动转运（简单扩散、易化扩散）、主动转运（钠钾泵、钙泵、协同转运）；化扩散）、主动转运（钠钾泵、钙泵、协同转运）；3.3.能量转换：物质代谢氧化过程在线粒体内膜完成。呼吸链的组分分能量转换：物质代谢氧化过程在线粒体内膜完成。呼吸链的组分分布在线粒体内膜上，包括布在线粒体内
7、膜上，包括NADHNADH脱氢酶和铁硫蛋白、辅酶脱氢酶和铁硫蛋白、辅酶Q Q以及细胞色以及细胞色素体系；素体系；4.4.识别和信息传递：细胞对异物的识别及细胞与细胞之间的识别，起识别和信息传递：细胞对异物的识别及细胞与细胞之间的识别，起主要作用的是质膜上的主要作用的是质膜上的糖蛋白及糖脂糖蛋白及糖脂。神经递质、激素、各种体液。神经递质、激素、各种体液因素、药物等与细胞膜的因素、药物等与细胞膜的受体、酶受体、酶相互作用，通过细胞信号传递系相互作用，通过细胞信号传递系统才能产生代谢变化和功能效应；统才能产生代谢变化和功能效应；5.5.与细胞运动、分化等有关。与细胞运动、分化等有关。9细胞和疾病医学
8、知识培训 第第2 2节节 生物膜与疾病的关系生物膜与疾病的关系许多疾病可出现膜的异常变化，以膜脂或膜许多疾病可出现膜的异常变化，以膜脂或膜蛋白的改变为主，包括结构和功能的异常。蛋白的改变为主，包括结构和功能的异常。这些变化可能是某些疾病的发病环节或后果，这些变化可能是某些疾病的发病环节或后果，因此，有人提出因此，有人提出“膜病膜病”的概念。其中研究的概念。其中研究最多的是红细胞膜病。最多的是红细胞膜病。10细胞和疾病医学知识培训一、红细胞膜异常为主的疾病一、红细胞膜异常为主的疾病 （一）（一）原发性红细胞膜异常的疾病原发性红细胞膜异常的疾病 1遗传性球形红细胞症：遗传性球形红细胞症：11细胞和
9、疾病医学知识培训一、红细胞膜异常为主的疾病一、红细胞膜异常为主的疾病1 1遗传性球形红细胞症：遗传性球形红细胞症：是红细胞是红细胞膜骨架蛋白异常膜骨架蛋白异常引起的遗传性溶血病。特点：外周血中引起的遗传性溶血病。特点：外周血中有较多的球形红细胞和红细胞渗透性增加，表现为贫血、黄疸和有较多的球形红细胞和红细胞渗透性增加，表现为贫血、黄疸和脾肿大。脾肿大。红细胞膜的稳定性主要取决于膜骨架蛋白的结构和功能；红细胞膜的稳定性主要取决于膜骨架蛋白的结构和功能；发病机制发病机制：由于红细胞由于红细胞膜蛋白基因膜蛋白基因异常引起的分子病变，主要涉及收缩蛋白、异常引起的分子病变，主要涉及收缩蛋白、锚蛋白、锚蛋
10、白、4242蛋白和带蛋白和带3 3蛋白；蛋白；膜蛋白膜蛋白异常异常导致导致膜骨架蛋白和膜脂质双层的膜骨架蛋白和膜脂质双层的垂直垂直连接障碍连接障碍，双层双层脂质脂质不稳定，使未被膜骨架不稳定，使未被膜骨架蛋白蛋白支持的支持的脂质脂质以出芽形式形成以出芽形式形成囊泡而丢失。膜脂质的丢失使红细胞表面积减少，表面积和体积囊泡而丢失。膜脂质的丢失使红细胞表面积减少，表面积和体积降低，降低，细胞变成球形，细胞变成球形，使变形性减退使变形性减退。（一）（一）原发性红细胞膜异常的疾病原发性红细胞膜异常的疾病 12细胞和疾病医学知识培训1 1遗传性球形红细胞症遗传性球形红细胞症：发病机制发病机制：膜收缩蛋白膜
11、收缩蛋白由由链和链和链组成，链组成，该病在膜收缩蛋白该病在膜收缩蛋白链的链的N N末末端有缺陷端有缺陷，使膜骨架蛋白各组分之间或骨架之间的，使膜骨架蛋白各组分之间或骨架之间的结合结合障碍，障碍，膜的稳定性降低、易碎裂；膜的稳定性降低、易碎裂；收缩蛋白收缩蛋白-亚单位量的减少亚单位量的减少和疾病的严重程度呈正相关；和疾病的严重程度呈正相关；红细胞膜骨架蛋白异常，通透性增加，使被动性钠盐内流增加；红细胞膜骨架蛋白异常，通透性增加，使被动性钠盐内流增加；NaNa+-K-K+-ATP-ATP酶活性降低，使酶活性降低，使NaNa+、K K+转运功能异常，使细胞内转运功能异常，使细胞内NaNa+浓度增加；
12、浓度增加；球形细胞内球形细胞内ATPATP相对缺乏，膜上相对缺乏，膜上CaCa2+2+-Mg-Mg2+2+-ATP-ATP酶受到抑制，钙酶受到抑制，钙沉积在膜上，使膜的沉积在膜上，使膜的柔韧性降低柔韧性降低。（一）原发性红细胞膜异常的疾病（一）原发性红细胞膜异常的疾病 13细胞和疾病医学知识培训红细胞呈椭圆形，横径缩短，红细胞呈椭圆形，横径缩短，长径增大，正常人椭圆形红长径增大，正常人椭圆形红细胞也可高达细胞也可高达15%。这种红。这种红细胞多见于遗传性椭圆形红细胞多见于遗传性椭圆形红细胞增多症，这种红细胞至细胞增多症，这种红细胞至少占少占25%，一般要高于，一般要高于25%-50%才有诊断价
13、值。才有诊断价值。（一）原发性红细胞膜异常的疾病（一）原发性红细胞膜异常的疾病2遗传性椭圆形红细胞症：原发病变是膜骨架的异常遗传性椭圆形红细胞症：原发病变是膜骨架的异常14细胞和疾病医学知识培训2遗传性椭圆形红细胞症：原发病变是膜骨架的异常遗传性椭圆形红细胞症：原发病变是膜骨架的异常特点：外周血中有大量的椭圆形成熟红细胞。特点：外周血中有大量的椭圆形成熟红细胞。多数病人红细胞膜稳定性及可变形性减低、机械脆性增加，易于破裂；多数病人红细胞膜稳定性及可变形性减低、机械脆性增加，易于破裂；该病膜骨架蛋白各组分该病膜骨架蛋白各组分含量无异常含量无异常，但红细胞膜中的收缩蛋白，但红细胞膜中的收缩蛋白结构
14、异常结构异常，主要涉及膜骨架主要涉及膜骨架水平方向水平方向连接的蛋白，即膜收缩蛋白、肌动蛋白、连接的蛋白，即膜收缩蛋白、肌动蛋白、4.1蛋白蛋白-膜收缩蛋白。这些蛋白不能相互连接形成四聚体，使膜骨架的稳膜收缩蛋白。这些蛋白不能相互连接形成四聚体，使膜骨架的稳定性降低；定性降低；当细胞经过微循环时，随着血液的流动，膜骨架蛋白发生重新连接而变当细胞经过微循环时，随着血液的流动，膜骨架蛋白发生重新连接而变成椭圆形。当外力去除后却不能恢复正常，成为永久性的椭圆形细胞。成椭圆形。当外力去除后却不能恢复正常，成为永久性的椭圆形细胞。另外，有些病人可能是由于膜骨架蛋白不同组分如区带另外，有些病人可能是由于膜
15、骨架蛋白不同组分如区带2.1蛋白和区带蛋白和区带3蛋白之间的联接有缺陷。蛋白之间的联接有缺陷。（一）原发性红细胞膜异常的疾病（一）原发性红细胞膜异常的疾病15细胞和疾病医学知识培训（二）继发性红细胞膜异常所致溶血（二）继发性红细胞膜异常所致溶血1 1红细胞膜的氧化损伤红细胞膜的氧化损伤 自由基等对红细胞膜的氧化作用使膜脂质和膜蛋白组分改变，一些膜酶自由基等对红细胞膜的氧化作用使膜脂质和膜蛋白组分改变，一些膜酶活性下降，变形性减低，脆性增加，易于破裂；活性下降，变形性减低，脆性增加，易于破裂；血红素的氧化产物血红素的氧化产物高铁原卟啉有破坏红细胞膜造成溶血的作用；高铁原卟啉有破坏红细胞膜造成溶血
16、的作用；凡能加速血红蛋白氧化的化学物质或药物都可促使更多的超氧化物形成；凡能加速血红蛋白氧化的化学物质或药物都可促使更多的超氧化物形成；红细胞有对抗氧自由基以防止被氧化的酶系统和物质，如超氧化物歧化红细胞有对抗氧自由基以防止被氧化的酶系统和物质，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽、维生素酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽、维生素E E等。若这些等。若这些自然保护机制有缺陷或活性氧的衍生物过多，对血红蛋白和红细胞都可自然保护机制有缺陷或活性氧的衍生物过多，对血红蛋白和红细胞都可造成不可逆性损伤。造成不可逆性损伤。16细胞和疾病医学知识培训1 1红细胞膜的氧化损伤
17、红细胞膜的氧化损伤 其他：其他：血红蛋白异常、酶缺陷等，使红细胞膜易遭受氧化也可使血红蛋白异常、酶缺陷等，使红细胞膜易遭受氧化也可使红细胞破裂、造成溶血；红细胞破裂、造成溶血；A.A.珠蛋白生成障碍性贫血病人的红细胞膜内不饱和脂肪酸减少、磷珠蛋白生成障碍性贫血病人的红细胞膜内不饱和脂肪酸减少、磷脂酰乙醇胺（脂酰乙醇胺（PEPE）减少，膜脂质过氧化作用增强、丙二醛生成增加；）减少，膜脂质过氧化作用增强、丙二醛生成增加；B.B.葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸脱氢酶缺乏病人的红细胞膜脂质中磷酸脱氢酶缺乏病人的红细胞膜脂质中PEPE减少，膜蛋白减少，膜蛋白分子间形成聚合体，使红细胞可变形性减低、寿命缩短；
18、分子间形成聚合体，使红细胞可变形性减低、寿命缩短；C.C.某些肝豆状核变性患者突然由肝脏释放大量铜，血铜急剧增高，某些肝豆状核变性患者突然由肝脏释放大量铜，血铜急剧增高，铜可催化超氧及过氧化物的形成，也可发生严重的血管内溶血。铜可催化超氧及过氧化物的形成，也可发生严重的血管内溶血。17细胞和疾病医学知识培训 （二）继发性红细胞膜异常所致溶血（二）继发性红细胞膜异常所致溶血 2 2严重肝病患者有红细胞膜病变严重肝病患者有红细胞膜病变 肝病患者的红细胞膜的胆固醇肝病患者的红细胞膜的胆固醇/磷脂酰胆碱（磷脂酰胆碱（PCPC）的比值增加，因此）的比值增加，因此膜流动性降低、细胞变形性减低。膜流动性降低
19、、细胞变形性减低。A.A.酒精中毒性肝硬化：酒精中毒性肝硬化：红细胞呈刺状、寿命缩短，主要是膜胆固醇红细胞呈刺状、寿命缩短，主要是膜胆固醇增加。由于肝产生了不正常的低密度脂蛋白可将较多的胆固醇运载给增加。由于肝产生了不正常的低密度脂蛋白可将较多的胆固醇运载给红细胞，使膜胆固醇增高，红细胞，使膜胆固醇增高，膜脂质流动性减低膜脂质流动性减低，同时影响，同时影响膜脂质和膜膜脂质和膜蛋白的关系、膜蛋白的排列组合和膜收缩蛋白的磷酸化蛋白的关系、膜蛋白的排列组合和膜收缩蛋白的磷酸化。这种红细胞。这种红细胞变形性减低，易在脾内破坏；变形性减低，易在脾内破坏；B.B.家族性肝内胆汁瘀积症：家族性肝内胆汁瘀积症
20、：患者有刺状红细胞所致溶血，红细胞膜患者有刺状红细胞所致溶血，红细胞膜胆固醇含量增高。有些胆道闭塞症病人，血清中胆固醇酯减少，游离胆固醇含量增高。有些胆道闭塞症病人，血清中胆固醇酯减少，游离胆固醇及胆碱卵磷脂均增加。过多的脂质可载入红细胞膜。胆道阻塞胆固醇及胆碱卵磷脂均增加。过多的脂质可载入红细胞膜。胆道阻塞解除后，此脂质变化消失而恢复正常。解除后，此脂质变化消失而恢复正常。18细胞和疾病医学知识培训（二）继发性红细胞膜异常所致溶血（二）继发性红细胞膜异常所致溶血 3 3有些药物、毒素有些药物、毒素(如含磷脂酶如含磷脂酶A A2 2的蛇毒的蛇毒和蜂毒和蜂毒)、抗原抗体反应均可引起膜损伤，、抗原
21、抗体反应均可引起膜损伤，甚至造成严重溶血。甚至造成严重溶血。19细胞和疾病医学知识培训二、补体与细胞膜损伤二、补体与细胞膜损伤补体攻膜复合体补体攻膜复合体补体分子活化组装成导致细胞溶破补体分子活化组装成导致细胞溶破C C5 b5 bC C9 9被称为攻膜复合体被称为攻膜复合体(membrane attack complex(membrane attack complex，MAC)MAC)，引起细胞膜的不可逆损伤。组，引起细胞膜的不可逆损伤。组成成MACMAC的蛋白质有五个：的蛋白质有五个：C C5b5b、C C6 6、C C7 7、C C8 8及及C C9 9，它们单独均不能与磷，它们单独均不
22、能与磷脂结合，没有溶血活性，组装后获得了脂结合，没有溶血活性，组装后获得了嗜脂性嗜脂性，插入膜内形成孔道，插入膜内形成孔道，也可将膜拆散；也可将膜拆散；MACMAC的大小及组成并不均一，若的大小及组成并不均一，若C C9 9数目少，不出现膜性损伤，若数目少，不出现膜性损伤，若C C9 9数数目多，膜损伤即可出现；目多，膜损伤即可出现；MACMAC对膜磷脂的强烈疏水作用可以扰乱有序的脂质分子间的协同作用，对膜磷脂的强烈疏水作用可以扰乱有序的脂质分子间的协同作用，导致双层脂重新取向，并采取相应的构型。这样在各脂相交界处出导致双层脂重新取向，并采取相应的构型。这样在各脂相交界处出现结构缺陷，允许离子
23、跨膜穿行，失去通透屏障作用。现结构缺陷，允许离子跨膜穿行，失去通透屏障作用。20细胞和疾病医学知识培训三、阵发性睡眠性血红蛋白尿症三、阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)(PNH)PNHPNH是一种获得性慢性溶血性贫血。临床表现以与睡眠有是一种获得性慢性溶血性贫血。临床表现以与睡眠有关的、间歇发作的血红蛋白尿为特征，伴有全血细胞减关的、间歇发作的血红蛋白尿为特征，伴有全血细胞减少或反复血栓形成；少或反复血栓形成；是由于骨髓损伤，使造血干细胞基因突变，在红细胞膜是由于骨髓损伤，使造血干细胞基因突变，在红细胞膜上缺乏上缺乏抑制补体激活及膜反应性溶解的蛋白质抑制补体激活及膜反应性溶解的蛋白质。引起的。
24、引起的红细胞、粒细胞、血小板以及红系和粒系的前体细胞都红细胞、粒细胞、血小板以及红系和粒系的前体细胞都对补体敏感。特别是红细胞对补体异常敏感；对补体敏感。特别是红细胞对补体异常敏感；PNHPNH细胞膜上有多种蛋白质的缺陷，其中有许多是补体调细胞膜上有多种蛋白质的缺陷，其中有许多是补体调节蛋白；节蛋白；21细胞和疾病医学知识培训三、阵发性睡眠性血红蛋白尿症三、阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)(PNH)1 1衰变加速因子衰变加速因子(DAF)(DAF)：是存在于血细胞：是存在于血细胞(红细胞、白红细胞、白细胞、血小板细胞、血小板)膜上的一种糖蛋白，可同膜上的一种糖蛋白，可同C C2 2竞争与竞争
25、与C C4 4b b的结合，抑制的结合，抑制C C3 3转化酶形成，并促进其分解，从转化酶形成，并促进其分解，从而而抑制抑制MACMAC的形成的形成，使细胞免受补体的损伤。，使细胞免受补体的损伤。PNH PNH除红细胞外，粒细胞、血小板，甚至淋巴细胞除红细胞外，粒细胞、血小板，甚至淋巴细胞上也有上也有DAFDAF的缺陷；的缺陷；致细胞对补体异常敏感；致细胞对补体异常敏感；2 2C C8 8结合蛋白结合蛋白：存在于正常红细胞、血小板膜上。其：存在于正常红细胞、血小板膜上。其主要作用是与自身或同种异型的主要作用是与自身或同种异型的C C8 8分子结合，封闭分子结合，封闭C C5b-85b-8的的C
26、 C8 8结合位点，从而结合位点，从而抑制抑制MACMAC的形成的形成。PNH-PNH-型红细胞膜上缺乏型红细胞膜上缺乏C C8 8结合蛋白。结合蛋白。补补 体体 调调 节节 蛋蛋 白白 缺缺 陷陷22细胞和疾病医学知识培训三、阵发性睡眠性血红蛋白尿症三、阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)(PNH)3 3膜反应性溶解抑制因子膜反应性溶解抑制因子(MIRL)(MIRL)：存在于正常红细胞膜上，能抑制结合：存在于正常红细胞膜上，能抑制结合在细胞膜上的在细胞膜上的C C5b-75b-7再与再与C C7 7结合，从而结合，从而抑制抑制MACMAC的形成的形成。PNH-PNH-型和型和型红细胞膜皆存在型
27、红细胞膜皆存在MIRLMIRL的缺陷，导致红细胞对补体介导的缺陷，导致红细胞对补体介导的溶解敏感。的溶解敏感。PNH PNH异常血小板缺乏异常血小板缺乏MIRLMIRL，因此，有更多的含，因此，有更多的含C C9 9聚合物的复合体附着在聚合物的复合体附着在膜上，引起血小板囊泡化，这种囊泡不能使酸性磷脂维持在内层而暴膜上，引起血小板囊泡化，这种囊泡不能使酸性磷脂维持在内层而暴露在外表面，增加了因子露在外表面，增加了因子aa、aa的作用面，有较多的凝血酶原变为的作用面，有较多的凝血酶原变为凝血酶，易发生血栓；凝血酶，易发生血栓；4 4血小板激活血小板激活：在体内自发激活的补体不足以引起：在体内自发
28、激活的补体不足以引起PNHPNH血小板的溶破，但血小板的溶破，但能刺激能刺激PNHPNH血小板释放大量生物活性物质如血小板释放大量生物活性物质如TXATXA2 2和和5H-T5H-T，这是，这是PNHPNH常伴常伴发血栓形成的原因之一；另外，补体激活的血小板表面形成发血栓形成的原因之一；另外，补体激活的血小板表面形成C C5b-95b-9可进可进一步激活血小板，导致一步激活血小板，导致PNHPNH形成血栓的正反馈；形成血栓的正反馈；5 5红细胞膜上其他蛋白的异常红细胞膜上其他蛋白的异常 如如PNHPNH红细胞膜上乙酰胆碱酯酶活性降红细胞膜上乙酰胆碱酯酶活性降低；低；PNHPNH红细胞和血小板均
29、有红细胞和血小板均有C C3b3bC C4b4b受体受体(CR(CR1 1)的缺陷，但与细胞补体的缺陷，但与细胞补体敏感性无关。敏感性无关。补补 体体 调调 节节 蛋蛋 白白 缺缺 陷陷23细胞和疾病医学知识培训四、高血压病四、高血压病 高血压病与细胞膜多种功能障碍有关：血管平滑肌钠、钙、磷脂酰高血压病与细胞膜多种功能障碍有关：血管平滑肌钠、钙、磷脂酰肌醇代谢和肌醇代谢和pH值的变化，提高阻力血管反应性或支配阻力血管的值的变化，提高阻力血管反应性或支配阻力血管的交感神经兴奋性升高而形成高血压。交感神经兴奋性升高而形成高血压。膜的缺陷膜的缺陷：通过跨膜：通过跨膜“渗漏渗漏”导致细胞内导致细胞内高
30、钙高钙、高钠、低钾。、高钠、低钾。机械性损伤机械性损伤：高血压本身机械性地损伤心肌膜、血小板和红细胞膜，：高血压本身机械性地损伤心肌膜、血小板和红细胞膜，使细胞内使细胞内Ca2+升高升高。已证明血管平滑肌、心肌、脂肪细胞、红细胞、。已证明血管平滑肌、心肌、脂肪细胞、红细胞、白细胞和血小板出现异常的白细胞和血小板出现异常的Ca2+变化。原发性高血压病人血小板变化。原发性高血压病人血小板Ca2+i 升高，而且与收缩压和舒张压直接相关；升高，而且与收缩压和舒张压直接相关；膜去极化，膜去极化，引起膜电位依赖性钙通道开放，引起膜电位依赖性钙通道开放，CaCa2+2+内流增加内流增加，细胞兴，细胞兴奋性增
31、强；奋性增强；NaNa+-Ca-Ca2+2+交换减慢交换减慢，细胞内，细胞内CaCa2+2+增加，影响血管平滑肌的兴奋增加，影响血管平滑肌的兴奋-收收 缩耦联，使血管紧张性增高，外周阻力增大，血压增高。缩耦联，使血管紧张性增高，外周阻力增大，血压增高。1胞浆游离钙升高胞浆游离钙升高24细胞和疾病医学知识培训四、高血压病四、高血压病 原发性高血压细胞膜原发性高血压细胞膜NaNa+-K-K+-ATP-ATP酶活性降低，细胞内酶活性降低，细胞内NaNa+浓度增高，引起高血压：浓度增高，引起高血压：细胞内钠增加，细胞水肿，动脉壁钠水潴留，导致细胞内钠增加，细胞水肿，动脉壁钠水潴留，导致动脉管腔狭窄，阻
32、力增加；动脉管腔狭窄，阻力增加；NaNa+H H+交换活性增高，细胞内交换活性增高，细胞内pHpH升高、导致细胞碱升高、导致细胞碱化和血管平滑肌过度生长。化和血管平滑肌过度生长。2细胞内钠离子升高细胞内钠离子升高 25细胞和疾病医学知识培训四、高血压病四、高血压病3 3膜脂质的变化膜脂质的变化 原发性高血压病人红细原发性高血压病人红细胞和血小板膜非饱和脂肪酸成分减少，胞和血小板膜非饱和脂肪酸成分减少，伴有红细胞膜流动性下降。伴有红细胞膜流动性下降。26细胞和疾病医学知识培训五、动脉粥样硬化五、动脉粥样硬化动脉粥样斑块中有动脉粥样斑块中有泡沫细胞泡沫细胞(foamcell)(foamcell)：
33、是吞噬了大量胆固醇的巨是吞噬了大量胆固醇的巨噬细胞。噬细胞。血浆中血浆中70%70%的胆固醇由低密度脂蛋白的胆固醇由低密度脂蛋白(LDL)(LDL)携带，脂蛋白携带，脂蛋白apoB100apoB100为为LDLLDL的结构成分，是许多细胞表面受体的配体。的结构成分，是许多细胞表面受体的配体。LDLLDL经修经修饰后，使饰后，使apoB100apoB100构象及电荷性改变，被巨噬细胞表面的清道夫受构象及电荷性改变，被巨噬细胞表面的清道夫受体识别结合，得以无限制地进入并蓄积于巨噬细胞中成为泡沫细胞；体识别结合，得以无限制地进入并蓄积于巨噬细胞中成为泡沫细胞；在内皮受损处聚积而被在内皮受损处聚积而被
34、活化的血小板活化的血小板增加巨噬细胞对胆固醇吞噬，增加巨噬细胞对胆固醇吞噬，加速泡沫细胞的形成；加速泡沫细胞的形成；高脂血症患者血小板活性增高高脂血症患者血小板活性增高：其原因是血小板膜由血浆获得了较：其原因是血小板膜由血浆获得了较多的胆固醇，改变了膜的生物物理性质。使血小板胆固醇与磷脂含多的胆固醇，改变了膜的生物物理性质。使血小板胆固醇与磷脂含量的比值升高，膜流动性降低，使血小板对凝血酶的亲和力增加和量的比值升高，膜流动性降低，使血小板对凝血酶的亲和力增加和凝血酶的受体数目增加。凝血酶的受体数目增加。27细胞和疾病医学知识培训六、恶性肿瘤六、恶性肿瘤 细胞癌变最显著的特征是细胞表面结构、理化
35、性质和功能发生改变，细胞癌变最显著的特征是细胞表面结构、理化性质和功能发生改变，使膜流动性异常、细胞连接和通信中断、细胞识别和粘着能力降低，使膜流动性异常、细胞连接和通信中断、细胞识别和粘着能力降低，导致细胞增殖失控并发生浸润转移。导致细胞增殖失控并发生浸润转移。1 1丧失接触抑制丧失接触抑制：培养的癌细胞失去了正常细胞的接触抑制特性。细：培养的癌细胞失去了正常细胞的接触抑制特性。细胞表面的粘着性降低、易于移动，并出现癌细胞特异性抗原。膜的胞表面的粘着性降低、易于移动，并出现癌细胞特异性抗原。膜的变化是因为有特殊的蛋白质或糖蛋白或糖脂的糖链缺陷，即短缩；变化是因为有特殊的蛋白质或糖蛋白或糖脂的
36、糖链缺陷，即短缩；肿瘤细胞表面糖脂改变：糖链短缺不全，出现一些简单的前体糖鞘肿瘤细胞表面糖脂改变：糖链短缺不全，出现一些简单的前体糖鞘脂，而高级的神经节苷脂缺失；细胞表面的糖基转移酶活性降低或脂，而高级的神经节苷脂缺失；细胞表面的糖基转移酶活性降低或糖基水解酶活性升高，使糖基水解酶活性升高，使细胞表面的糖链不能延伸接触，粘着力下细胞表面的糖链不能延伸接触，粘着力下降，失去接触抑制，导致癌细胞浸润转移降，失去接触抑制，导致癌细胞浸润转移。28细胞和疾病医学知识培训六、恶性肿瘤六、恶性肿瘤2 2膜脂质过氧化膜脂质过氧化：脂质过氧化物可与蛋白交叉连接，并可影：脂质过氧化物可与蛋白交叉连接，并可影响细
37、胞膜和有丝分裂；响细胞膜和有丝分裂；活性氧主要影响促癌阶段；活性氧主要影响促癌阶段；过量的活性氧引起脂质过氧化，过量的活性氧引起脂质过氧化，DNADNA氧化损伤，最终影响癌氧化损伤，最终影响癌基因表达；基因表达；许多促癌物可引起脂质过氧化，氧自由基损伤引起肿瘤细许多促癌物可引起脂质过氧化，氧自由基损伤引起肿瘤细胞膜的结构和功能改变；胞膜的结构和功能改变；过量的氧自由基在促发和维持肿瘤的生长中可能起作用。过量的氧自由基在促发和维持肿瘤的生长中可能起作用。而抑制脂质过氧化的抗氧化剂又表现出抗促癌活性。而抑制脂质过氧化的抗氧化剂又表现出抗促癌活性。29细胞和疾病医学知识培训六、恶性肿瘤六、恶性肿瘤3
38、 3膜流动性的改变膜流动性的改变：肿瘤细胞膜流动性有如下规律：肿瘤细胞膜流动性有如下规律：实体瘤细胞膜流动性较正常细胞的流动性低；实体瘤细胞膜流动性较正常细胞的流动性低；腹水瘤、白血病等细胞膜的流动性较正常细胞的流动性高？有人认腹水瘤、白血病等细胞膜的流动性较正常细胞的流动性高？有人认为肿瘤细胞膜保持了较多的不饱和脂肪酸水平，因此膜流动性加强。为肿瘤细胞膜保持了较多的不饱和脂肪酸水平，因此膜流动性加强。也可能与瘤细胞膜成分的改变、特别是胆固醇的含量和比值有关；也可能与瘤细胞膜成分的改变、特别是胆固醇的含量和比值有关；某些药物如维甲酸等可使细胞膜流动性改变，影响细胞膜上蛋白的某些药物如维甲酸等可
39、使细胞膜流动性改变，影响细胞膜上蛋白的位置，导致细胞膜上抗原决定簇的暴露或掩盖，从而引起细胞免疫位置，导致细胞膜上抗原决定簇的暴露或掩盖，从而引起细胞免疫原性的改变。原性的改变。肿瘤细胞免疫原性的增强肿瘤细胞免疫原性的增强可诱发机体的抗肿瘤免疫反可诱发机体的抗肿瘤免疫反应，使肿瘤转移能力降低。应，使肿瘤转移能力降低。30细胞和疾病医学知识培训六、恶性肿瘤六、恶性肿瘤4 4细胞外骨架的异常：与肿瘤细胞浸润和转移有关细胞外骨架的异常：与肿瘤细胞浸润和转移有关 肿瘤细胞表面纤维连接蛋白肿瘤细胞表面纤维连接蛋白(Fn)(Fn)减少或分布改变。减少或分布改变。浸润性癌细胞表面、瘤块周围及基膜中均缺乏浸润
40、性癌细胞表面、瘤块周围及基膜中均缺乏FnFn。这是由于合成减少、降解加速，导致与细胞结合发这是由于合成减少、降解加速，导致与细胞结合发生缺陷。因此，细胞表面生缺陷。因此，细胞表面FnFn或其受体的缺乏可能与或其受体的缺乏可能与肿瘤细胞间粘附能力降低而易脱落有关。肿瘤细胞间粘附能力降低而易脱落有关。31细胞和疾病医学知识培训六、恶性肿瘤六、恶性肿瘤5 5内源凝集素内源凝集素 肿瘤细胞表面有与半乳糖特异结合的凝集素，与细胞恶化、肿肿瘤细胞表面有与半乳糖特异结合的凝集素，与细胞恶化、肿瘤转移有密切关系；瘤转移有密切关系；细胞表面凝集素介导细胞间的粘附，使肿瘤细胞结合于邻近细细胞表面凝集素介导细胞间的
41、粘附，使肿瘤细胞结合于邻近细胞膜的含糖成分；胞膜的含糖成分；自纤维肉瘤提取的两种内源凝集素自纤维肉瘤提取的两种内源凝集素L-14.5L-14.5和和L-34L-34的总量随着恶的总量随着恶性程度增加而逐渐增高，说明细胞表面凝集素在恶性表型表达性程度增加而逐渐增高，说明细胞表面凝集素在恶性表型表达中起作用中起作用；凝集素单抗凝集素单抗mAb5D7mAb5D7能抑制癌细胞表面凝集素活性，影响体外培能抑制癌细胞表面凝集素活性，影响体外培养瘤细胞的集落形成，使机体肺部肿瘤细胞集落形成减少。养瘤细胞的集落形成，使机体肺部肿瘤细胞集落形成减少。32细胞和疾病医学知识培训六、恶性肿瘤六、恶性肿瘤6 6癌瘤细
42、胞表面糖蛋白的改变癌瘤细胞表面糖蛋白的改变 无论体内自发癌变或体外诱导转化的恶性细胞，其表面糖链结构均有无论体内自发癌变或体外诱导转化的恶性细胞，其表面糖链结构均有显著改变；显著改变；某些糖链唾液酸化程度较高，其生物学效应：某些糖链唾液酸化程度较高，其生物学效应：(1)(1)减低肿瘤特异的免疫原性，因此，能降低机体的抗肿瘤免疫反应，使肿减低肿瘤特异的免疫原性，因此，能降低机体的抗肿瘤免疫反应，使肿 瘤转移能力增加；瘤转移能力增加；(2)(2)遮盖凝集素配体的识别位点，逃避宿主的天然免疫机制；遮盖凝集素配体的识别位点，逃避宿主的天然免疫机制；(3)(3)唾液酸基团在生理唾液酸基团在生理pHpH下
43、解离成负离子，肿瘤细胞间同种电荷的排下解离成负离子，肿瘤细胞间同种电荷的排 斥力使其易从肿瘤块上脱落；斥力使其易从肿瘤块上脱落；(4)(4)某些肿瘤细胞的侵袭、转移潜能与糖链的唾液酸化程度相符合。某些肿瘤细胞的侵袭、转移潜能与糖链的唾液酸化程度相符合。33细胞和疾病医学知识培训六、恶性肿瘤六、恶性肿瘤7 7肿瘤耐药性与泵糖蛋白肿瘤耐药性与泵糖蛋白 化疗失败的重要原因之一是肿瘤产生耐药性，常常是同一肿瘤对若干化疗失败的重要原因之一是肿瘤产生耐药性，常常是同一肿瘤对若干在分子结构及作用机制上不同的化疗药物同时产生抵抗，即多药耐受在分子结构及作用机制上不同的化疗药物同时产生抵抗，即多药耐受性性(MD
44、R)(MDR)。泵糖蛋白泵糖蛋白(pumpglycoprotein(pumpglycoprotein，P-GP)P-GP)：P-GPP-GP是将药物从细胞内泵出是将药物从细胞内泵出的膜蛋白，由的膜蛋白，由12801280个氨基酸残基组成的肽链。肽链的两端游离于胞质个氨基酸残基组成的肽链。肽链的两端游离于胞质中，各有一个中，各有一个ATPATP结合部位及药物结合部位，借以将药物泵出胞外并结合部位及药物结合部位，借以将药物泵出胞外并消耗消耗ATPATP。且本身具有。且本身具有ATPATP酶活性，它能利用酶活性，它能利用ATPATP水解释放的能量，将水解释放的能量，将大量结构不相关的药物跨膜移到胞外
45、，使胞内药物浓度减少；大量结构不相关的药物跨膜移到胞外，使胞内药物浓度减少；另外，泵糖蛋白还能特异地抑制半胱氨酸、天冬氨酸酶依赖的肿瘤细另外，泵糖蛋白还能特异地抑制半胱氨酸、天冬氨酸酶依赖的肿瘤细胞的凋亡。胞的凋亡。已发现一些化合物可抑制已发现一些化合物可抑制P-GPP-GP的功能使产生的功能使产生MDRMDR的肿瘤细胞重新对化的肿瘤细胞重新对化疗药物敏感，即化学致敏剂疗药物敏感，即化学致敏剂(chemosensitizer)(chemosensitizer)。34细胞和疾病医学知识培训七、肌肉疾病七、肌肉疾病1 1线粒体肌病线粒体肌病：是肌肉的特异病变，特点是张力低下、体力活动失去耐力是肌肉
46、的特异病变，特点是张力低下、体力活动失去耐力和肌无力；和肌无力；是直接原发于是直接原发于DNADNA缺陷或经其它因素介导的生化缺陷，包括缺陷或经其它因素介导的生化缺陷，包括呼吸链缺陷、底物的转运、利用缺陷和能量贮存系统缺陷；呼吸链缺陷、底物的转运、利用缺陷和能量贮存系统缺陷；已证明已证明肌纤维膜上细胞色素氧化酶是存在的，但处于无活肌纤维膜上细胞色素氧化酶是存在的，但处于无活性状态性状态。35细胞和疾病医学知识培训七、肌肉疾病七、肌肉疾病2 2肌营养不良症肌营养不良症 细胞膜部分缺损细胞膜部分缺损，伴有该处向内凹陷的圆形或三角形坏死病灶。，伴有该处向内凹陷的圆形或三角形坏死病灶。细胞膜结构异常可
47、能是细胞膜结构异常可能是CaCa2+2+在细胞内蓄积在细胞内蓄积：患者肌浆网膜对：患者肌浆网膜对CaCa2+2+的摄取的摄取能力下降、速度减慢。而能力下降、速度减慢。而CaCa2+2+在肌纤维内的沉积显著和在肌纤维内的沉积显著和K K+外流增强，皆外流增强，皆说明细胞膜通透性的异常；说明细胞膜通透性的异常；电镜观察到膜蛋白颗粒显著减少；电镜观察到膜蛋白颗粒显著减少；肌浆网膜的肌浆网膜的MgMg2+2+-ATP-ATP酶活性下降，但酶活性下降，但NADH(NADPH)-NADH(NADPH)-细胞色素细胞色素C C还原酶活还原酶活性增高；腺苷环化酶对肾上腺素或氟化钠性增高；腺苷环化酶对肾上腺素或
48、氟化钠(NaF)(NaF)的敏感性丧失，此酶的的敏感性丧失，此酶的变化可见于病人的肌纤维膜，肝细胞膜和红细胞膜。变化可见于病人的肌纤维膜，肝细胞膜和红细胞膜。病人骨骼肌中磷脂含量下降和胆固醇含量增加，质病人骨骼肌中磷脂含量下降和胆固醇含量增加，质膜流动性比正常低膜流动性比正常低。36细胞和疾病医学知识培训七、肌肉疾病七、肌肉疾病3 3肌强直综合征肌强直综合征 病因是肌细胞膜的异常病因是肌细胞膜的异常。肌细胞膜。肌细胞膜对对K K+通透性高、对通透性高、对ClCl-通透性低。病人红细胞膜通透性低。病人红细胞膜NaNa+-K-K+交交换反应异常、膜蛋白激酶活性降低，膜流动性增大；换反应异常、膜蛋白
49、激酶活性降低，膜流动性增大；周期性四肢麻痹伴有低钾血症可能也是膜系统的异常。周期性四肢麻痹伴有低钾血症可能也是膜系统的异常。37细胞和疾病医学知识培训八、特殊生物膜的障碍八、特殊生物膜的障碍 1 1肾炎时基底膜的变化肾炎时基底膜的变化：肾炎肾炎时：基底膜胶原蛋白的不溶部分发生改变，氨基葡萄糖及胆固醇时：基底膜胶原蛋白的不溶部分发生改变，氨基葡萄糖及胆固醇含量增加，半乳糖及氨基半乳糖减少；含量增加，半乳糖及氨基半乳糖减少；糖尿病性肾病：糖尿病性肾病：基底膜的羟脯氨酸增加、羟赖氨酸及二糖增加，伴有基底膜的羟脯氨酸增加、羟赖氨酸及二糖增加，伴有胱氨酸及唾液酸的减少；胱氨酸及唾液酸的减少；人类膜性增殖
50、性肾炎：人类膜性增殖性肾炎：基底膜的脯氨酸、羟脯氨酸及甘氨酸增加；基底膜的脯氨酸、羟脯氨酸及甘氨酸增加；当基底膜有病变，筛选效应失常，首先漏出的是白蛋白，病变发展则当基底膜有病变，筛选效应失常，首先漏出的是白蛋白，病变发展则大分子也可漏出；大分子也可漏出；2 2刷状缘膜异常：刷状缘膜异常：刷状缘由一种特殊的柱状上皮细胞构成，它存在刷状缘由一种特殊的柱状上皮细胞构成，它存在于小肠及肾近曲小管，于小肠及肾近曲小管，主要功能是吸收主要功能是吸收，当其结构及功能紊乱会造成吸，当其结构及功能紊乱会造成吸收障碍；使二糖的消化吸收及单糖的转运障碍；收障碍；使二糖的消化吸收及单糖的转运障碍；如蔗糖酶如蔗糖酶-
