Galleria mappe mentale Fisiologia Capitolo 2 Funzioni di base delle cellule
Capitolo 2 di Fisiologia: Le funzioni di base delle cellule, comprese principalmente le funzioni di base delle cellule, la funzione contrattile delle cellule muscolari e le attività bioelettriche delle cellule.
Modificato alle 2024-04-09 19:50:59Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
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Fisiologia Capitolo due funzioni fondamentali delle cellule
1. Funzioni di base delle cellule
membrana cellulare
Fatto di lipidi, proteine, carboidrati
Funzione di trasporto materiale della membrana cellulare
diffusione semplice
Si riferisce alla modalità di trasporto delle sostanze liposolubili a piccole molecole dal lato ad alta concentrazione al lato a bassa concentrazione della membrana
Caratteristiche
Nessuna necessità di aiuto da parte delle proteine di membrana, nessun consumo di energia, gradiente paraelettrico-chimico (fenomeno fisico, nessuna saturazione)
sostanza di trasporto
Gas, acqua, glicerina, steroidi, urea, etanolo, ecc.
diffusione facilitata
Si riferisce al modo in cui le sostanze non liposolubili e molto poco liposolubili vengono trasportate dal lato ad alta concentrazione della membrana a quello a bassa concentrazione con l'aiuto delle proteine di membrana.
Caratteristiche
Segui la differenza di concentrazione senza consumare energia, con l'aiuto di speciali proteine presenti sulla membrana cellulare
Classificazione
Diffusione facilitata dal carrier
Le sostanze a piccole molecole solubili in acqua vengono trasportate attraverso la membrana con l'aiuto di proteine trasportatrici lungo la differenza di concentrazione.
Il glucosio, gli aminoacidi e altre sostanze nelle cellule normali o nelle cellule ordinarie passano in questo modo attraverso la membrana (cellule epiteliali intestinali, eccetto le cellule renali)
Caratteristiche
Altamente specifico; fenomeno di saturazione; inibizione competitiva (numero limitato di portatori o siti di legame)
Diffusione facilitata tramite canali
Vari ioni carichi vengono trasportati attraverso le membrane lungo le differenze di concentrazione con l'aiuto di proteine canale (canali ionici)
Esempio: trasporto di sodio, potassio, calcio, cloruro e altri ioni lungo le differenze di concentrazione
Caratteristiche
Selettività ionica
Cancello
Canale con controllo voltaggio; Canale con controllo chimico; Canale con controllo meccanico
trasporto attivo
Si riferisce al modo in cui la membrana cellulare trasporta piccole sostanze molecolari o ioni contro differenze di concentrazione e differenze di potenziale attraverso il proprio processo che consuma energia.
Ottenuto principalmente attraverso l’attività delle pompe ioniche sulla membrana cellulare (pompa sodio-potassio, pompa calcio, pompa idrogeno, ecc.)
Classificazione
trasporto attivo primario
Si riferisce al processo in cui le cellule utilizzano direttamente l'energia generata dal metabolismo per il trasporto attivo
La pompa del sodio, chiamata anche ATPasi sodio-potassio-dipendente, è essenzialmente una proteina
Per ogni molecola di ATP scomposta dalla pompa del sodio, 3 ioni sodio vengono spostati fuori dalla cellula e 2 ioni potassio vengono spostati all'interno della cellula.
Significato fisiologico della pompa del sodio
Condizioni necessarie per le reazioni metaboliche e basi per il mantenimento dell'eccitabilità cellulare. Potere di trasporto attivo secondario di altre sostanze
trasporto attivo secondario
Processo di trasporto attivo che utilizza indirettamente l'energia ATP
Classificazione
Simportazione: le sostanze e gli ioni sodio vengono trasportati nella stessa direzione Esempio: glucosio, amminoacidi
Antiporto: le sostanze vengono trasportate nella direzione opposta agli ioni sodio. Esempio: ioni calcio
Esci ed entra nella cella
Il trasporto delle sostanze macromolecolari e delle sostanze particellari si completa attraverso complesse modifiche strutturali e funzionali delle membrane
Processo attivo, consuma energia
Entra nella cella
Si riferisce al processo con cui le macromolecole o il particolato entrano nella cellula dall'esterno della cellula
Esempi: virus, batteri, corpi estranei, particelle lipoproteiche nel plasma, nutrienti macromolecolari
Classificazione
Fagocitosi: il materiale che entra nella cellula è solido Esempio: macrofagi, neutrofili
Deglutizione: le sostanze che entrano nelle cellule sono in forma liquida. Esempio: assorbimento dei nutrienti da parte delle cellule epiteliali dell'intestino tenue.
Uscendo dalla cella
Si riferisce al processo mediante il quale le sostanze macromolecolari o le sostanze particolate vengono escrete dall'interno della cellula verso l'esterno della cellula.
Esempio: le cellule endocrine secernono ormoni, le cellule delle ghiandole digestive secernono enzimi e le terminazioni nervose rilasciano neurotrasmettitori.
funzione del recettore della membrana cellulare
recettore
Proteine speciali che esistono nelle membrane cellulari o all'interno delle cellule e possono legarsi specificamente a determinate sostanze chimiche (collettivamente denominate ligandi) e causare effetti fisiologici specifici.
Struttura e funzione dei recettori della membrana cellulare
struttura
Dipartimento di risoluzione
Parte effetto
parte transmembrana
Funzione
Identificare e combinare
inoltra messaggio
Tipi e caratteristiche dei recettori di membrana cellulare
caratteristica
specificità
saturazione
Reversibilità
2. Attività bioelettrica delle cellule
Il processo di attività vitale delle cellule è accompagnato da fenomeni elettrici, chiamati bioelettricità.
potenziale di riposo
Si riferisce alla differenza di potenziale che esiste su entrambi i lati della membrana cellulare nello stato quieto
"Negativo all'interno e positivo all'esterno" Il potenziale di riposo delle cellule umane è generalmente compreso tra -100~-10mV
Il potenziale di riposo si stabilizza a un livello relativamente stabile
Un aumento del valore negativo del potenziale intramembrana è chiamato aumento del potenziale di riposo
Concetti correlati
polarizzazione
Lo stato di carica positiva all'esterno della membrana e di carica negativa all'interno della membrana mantenuta nello stato quieto (un segno dello stato di riposo)
iperpolarizzazione
Il processo o lo stato di aumento del potenziale di riposo (diminuzione dell'eccitabilità cellulare)
depolarizzazione
Il processo o lo stato di diminuzione del potenziale di riposo
polarizzazione inversa
Se diventa ulteriormente positivo dopo la depolarizzazione al potenziale zero, l'esterno della membrana sarà caricato negativamente e l'interno della membrana sarà caricato positivamente.
ripolarizzazione
Il processo attraverso il quale la membrana cellulare ritorna al suo potenziale di riposo dopo la depolarizzazione o la polarizzazione inversa.
meccanismo di produzione
teoria delle correnti ioniche
condizione
La distribuzione degli ioni all'interno e all'esterno della membrana cellulare non è uniforme (più ioni potassio all'interno della cellula e più ioni sodio all'esterno della cellula)
In condizioni diverse, la membrana cellulare ha una permeabilità diversa ai diversi ioni (generalmente, la permeabilità degli ioni potassio è maggiore di quella del sodio a riposo)
Insomma
Il potenziale di riposo è generato principalmente dal deflusso di ioni potassio, vi è anche una piccola quantità di afflusso di ioni sodio e l'effetto elettrogenerativo della pompa del sodio.
Potenziale d'azione
Si riferisce a un rapido cambiamento potenziale scalabile che si verifica in base al potenziale di riposo dopo che una cellula è stata effettivamente stimolata.
potenziale di punta
I rami ascendente e discendente del potenziale d'azione insieme formano un forte cambiamento di potenziale (caratteristico)
processi
Stimolazione → potenziale locale → potenziale soglia → depolarizzazione → potenziale zero → contropolarizzazione (superamento) → ripolarizzazione → dopo potenziale
Caratteristiche
Fenomeno "tutto o niente": il potenziale d'azione o non viene generato e, una volta generato, raggiunge il suo valore massimo
Tipo di impulso: più potenziali di azione continua non si fondono
La conduzione non attenuante conduce lungo la membrana cellulare verso l'ambiente circostante e la sua ampiezza e forma d'onda non diminuiscono all'aumentare della distanza di conduzione.
cellule eccitabili
Le cellule muscolari si contraggono, le cellule ghiandolari secernono e le cellule nervose conducono gli impulsi nervosi
potenziale di soglia
Valore potenziale critico di membrana che attiva il potenziale d'azione
potenziale locale
Uno stimolo sottosoglia non può innescare un potenziale d'azione e produce depolarizzazione locale (stimolo sottosoglia)
Caratteristiche
L'ampiezza potenziale è piccola e presenta una conduzione attenuante.
Nessun fenomeno "tutto o niente".
Può essere sovrapposto
significato
I potenziali d'azione possono essere indotti da uno stimolo soglia o da uno stimolo soprasoglia, Può anche essere attivato dalla somma dei potenziali locali provenienti da più stimoli sottosoglia.
3. Funzione contrattile delle cellule muscolari
Trasmissione dell'eccitazione alla giunzione neuromuscolare
I nervi che innervano i muscoli scheletrici sono nervi motori somatici, che sono le parti di contatto tra le fibre motorie somatiche e le cellule muscolari scheletriche.
I muscoli scheletrici possono essere eccitati e contratti solo quando vengono trasmessi gli impulsi nervosi
Struttura basilare
Membrana pre-articolare
membrana dopo l'articolazione
Autorizzazione congiunta
processo di trasferimento
Membrana presinaptica sporgente → vescicola sinaptica (fessura sinaptica) → membrana postsinaptica
Elettricità → Chimica (acetilcolina ACh) → Elettricità
Caratteristiche
Consegna unidirezionale
ritardo
Vulnerabile ai cambiamenti dell’ambiente interno
Componente ionica
valore del ph
farmaco
Consegna uno a uno
meccanismo di contrazione del muscolo scheletrico
Microstruttura del muscolo scheletrico
miofibrille
Lunghezza longitudinale delle cellule muscolari
fascia chiara
Miofilamenti sottili
fascia scura
Miofilamento spesso
Noduli muscolari
L'area tra due linee Z adiacenti sulle miofibrille
L'unità più basilare della contrazione e del rilassamento muscolare
1/2 banda chiara + banda scura + 1/2 banda chiara = area tra 2 linee Z
Composizione molecolare dei miofilamenti
Miofilamento spesso
miosina
Asta (tronco)
Testa (ponte trasversale)
Contrazione muscolare capacitiva ATP scomponibile per l'uso
I miofilamenti fini possono essere combinati in modo reversibile con l'oscillazione nella posizione sul miofilamento sottile per scivolare verso la zona scura.
Miofilamenti sottili
Actina (spina dorsale)
sito di legame dei ponti trasversali
Tropomiosina
Impedisce all'actina di legarsi ai ponti trasversali a riposo
Troponina
Subunità C
sito di legame degli ioni calcio
Subunità T
troponina indirettamente alla tropomiosina
subunità I
Trasmettono informazioni alla tropomiosina per modificarne la struttura e la posizione
sistema miotubulare
Tubo orizzontale (tubo a T)
Il potenziale d'azione lungo il sarcolemma entra all'interno della cellula muscolare
Tubo longitudinale (tubo L)
reticolo sarcoplasmatico
piscina finale
Una grande quantità di ioni calcio nella memoria
Triplo tubo
Tubo trasversale e piscine terminali su entrambi i lati
Accoppiamento dei potenziali cambiamenti della membrana delle cellule muscolari con il processo di contrazione delle cellule muscolari
Accoppiamento eccitazione-contrazione del muscolo scheletrico
Il processo intermedio che collega i potenziali d'azione delle cellule muscolari alle contrazioni meccaniche
Ioni di calcio Le cellule muscolari si eccitano → le cellule muscolari si contraggono Modifiche elettriche Modifiche meccaniche accoppiamento eccitazione-contrazione
contrazione del muscolo scheletrico
Contrazioni isometriche e isotoniche
Contrazione isometrica
Mostra solo un aumento della tensione senza un accorciamento della lunghezza.
contrazione isotonica
Quando un muscolo si contrae si verifica solo una riduzione della lunghezza ma nessun cambiamento della tensione.
Monocostrizione e contrazione tetanica
contrazione unica
Quando un muscolo riceve uno stimolo efficace, viene attivato un potenziale d'azione, provocando una contrazione
contrazione tetanica
Quando un muscolo è sottoposto a una stimolazione continua ed efficace, può causare la fusione delle contrazioni muscolari
contrazione tetanica incompleta
contrazione tetanica completa
Principali fattori che influenzano la contrazione del muscolo scheletrico
carico anteriore
Il carico a cui è sottoposto un muscolo prima di contrarsi
La lunghezza iniziale del muscolo che produce la massima tensione è chiamata lunghezza iniziale ottimale, e il precarico in questo momento è chiamato precarico ottimale.
postcarico
Il carico o la resistenza incontrata da un muscolo dopo che inizia a contrarsi
Contrattilità muscolare
Determinare la concentrazione di ioni calcio citoplasmatici e l'attività dell'ATPasi dei ponti incrociati durante il processo di accoppiamento eccitazione-contrazione