마인드 맵 갤러리 2장 - 세포의 기본 기능
생리학, 인간건강 9판에는 주로 세포막의 기본 구조와 물질 수송 기능, 세포의 전기적 활동, 근육 세포의 수축 등이 포함됩니다.
2024-02-08 16:18:34에 편집됨이것은 (III) 저산소증-유도 인자 프롤릴 하이드 록 실라 제 억제제에 대한 마인드 맵이며, 주요 함량은 다음을 포함한다 : 저산소증-유도 인자 프롤릴 하이드 록 실라 제 억제제 (HIF-PHI)는 신장 빈혈의 치료를위한 새로운 소형 분자 경구 약물이다. 1. HIF-PHI 복용량 선택 및 조정. Rosalasstat의 초기 용량, 2. HIF-PHI 사용 중 모니터링, 3. 부작용 및 예방 조치.
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세포의 기본 기능
세포막의 기본 구조 및 물질 전달 기능
세포막의 구조와 화학적 조성
세포막은 주로 지질, 단백질 및 일정량의 당으로 구성됩니다. 세포막의 분자 배열 구조는 액체 모자이크 모델입니다. 이 이론의 기본 내용은 세포막이 액체 지질 이중층을 기반으로 한다는 것입니다. 다양한 생리학적 기능이 내장되어 있는 프레임워크입니다.
(1) 지질 이중층
막 지질은 세 가지 범주로 나뉩니다. 인지질이 70%를 차지하고 그 다음이 콜레스테롤, 소량의 당지질입니다.
각 인지질 분자의 한쪽 끝은 친수성 극성 그룹인 인지질과 염기로, 막의 외부 또는 내부 표면을 향하고 있습니다. 인지질 분자에 있는 두 개의 긴 지방산 탄화수소 사슬(소수성 비극성 그룹)은 막 내부에서 서로 반대편에 있습니다.
지질 이중층은 안정적이고 유동적입니다.
(2) 세포막 단백질
세포막 단백질의 기능:
1. 물질의 막횡단 수송에 참여
2. 정보전달에 참여
3. 에너지 전환 관련
세포 수송 기능
(1) 수동적 운송
에너지를 소비하지 않고 농도 차이를 따라 세포막을 통과하는 수송을 수동 수송이라고 합니다.
1. 단순확산
이는 지질 분자 사이의 틈을 통해 원형질막의 고농도 측에서 저농도 측으로 물질이 막횡단 확산되는 것을 말합니다.
단순 확산에 의해 운반되는 물질은 모두 지용성(비극성) 물질이거나 소수의 전하를 띠지 않는 극성 소분자 물질입니다. 예: 산소, 이산화탄소, 질소, 스테로이드 호르몬, 에탄올, 요소, 글리세롤, 물 등
2. 확산 촉진
이는 막횡단 단백질의 도움으로 농도 구배 또는 전위 구배를 따라 막을 가로질러 비지질용성 소분자 물질 또는 하전 이온의 수송을 의미합니다.
(1) 채널을 통한 확산 촉진
채널을 통해 이동하는 용질은 거의 모두 이온이므로 이러한 형태의 채널 단백질을 이온 채널이라고도 합니다.
중요한 기본 기능:
이온 선택성
각 채널은 하나 또는 몇 개의 이온에 대해서만 높은 투과성을 가지며 다른 이온에 대해서는 투과성이 거의 또는 전혀 없습니다.
게이팅 속성
1. 전압 게이트 채널
이 채널은 막 전위에 의해 조절됩니다.
2. 화학적으로 게이트된 채널
이러한 채널은 막 내부와 외부의 특정 화학물질에 의해 조절됩니다.
3. 기계적으로 게이트된 채널
이러한 유형의 채널은 일반적으로 원형질막이 신장 자극을 감지하고 채널이 발달하거나 닫힐 때 기계적 자극에 의해 조절됩니다.
4. 비게이트 채널
신경 섬유의 칼륨 누출 채널과 같이 항상 열려 있는 몇 가지 채널이 있습니다.
수로
물의 단순 이동 속도는 매우 느리며, 수상 기공은 물 분자가 단일 파일로 확산될 수 있도록 합니다.
(2) 캐리어를 통한 확산 촉진
이는 담체 단백질에 의해 매개되는 농도 구배를 따라 수용성 소분자 물질의 막횡단 수송을 의미합니다.
특징:
1. 구조적 특이성
다양한 캐리어는 특정 화학 구조를 가진 기판만 인식하고 결합할 수 있습니다.
2. 포화현상
세포막 내 운반체의 수와 수송 속도는 제한되어 있으므로 수송되는 기질의 농도가 일정 수준까지 증가하면 기질 확산 속도는 최대에 도달합니다.
3. 경쟁적 억제
유사한 구조를 가진 두 물질이 동일한 운반체에 결합할 수 있으면 두 기질 사이에 경쟁적 억제가 발생합니다. 그 중에서 농도가 낮거나 Michaelis-Menten 상수(즉, 수송 속도가 최대 수송 속도의 절반에 도달하는 기질 농도)가 큰 용질이 억제될 가능성이 더 높습니다.
(2) 능동수송
이는 세포 대사에 의해 제공되는 막 단백질과 에너지의 도움으로 농도 구배 또는 전위 구배에 반하여 막을 통해 특정 물질이 이동하는 것을 의미합니다.
(1) 1차 능동수송
농도 구배나 전위 구배에 반하여 물질을 운반하기 위해 세포가 대사에 의해 생성된 에너지를 직접 사용하는 과정입니다.
일차 능동 수송을 위한 기질은 일반적으로 하전된 이온이므로 이 과정을 매개하는 막 단백질이나 운반체를 이온 펌프라고 합니다.
1. 나트륨-칼륨 펌프(나트륨펌프)
ATPase 활성 자체가 있으며 나트륨 펌프는 Na-K 의존형 ATPase라고도 합니다.
정상적인 상황에서는 분해된 ATP 분자 하나당 3개의 Na가 배출되고 동시에 2개의 K가 유입될 수 있습니다. 나트륨 펌프의 이러한 활동은 세포외 양이온의 순 증가와 전위 증가를 유발하기 때문입니다. 나트륨 펌프는 또한 바이오 나트륨 펌프를 펌핑합니다.
생리학적 중요성:
세포질의 많은 대사 반응에 필요한 높은 세포내 K를 유발합니다.
세포내 삼투압 및 세포 부피 유지
나트륨 펌프 활동에 의해 형성된 Na 및 K 막횡단 농도 구배는 활동 전위 또는 휴지 전위와 같은 세포 전기 활동의 기초입니다.
나트륨 펌프 활동의 전기 발생 효과는 막 내 전위의 음수 값을 증가시키고 휴지 전위 형성에 직접적으로 참여할 수 있습니다.
나트륨 펌프 활동에 의해 확립된 Na 막횡단 농도 구배는 2차 능동 수송을 위한 잠재적인 에너지 예비를 제공할 수 있습니다.
2. 칼슘 펌프
3. 양성자 펌프
(2) 2차 능동수송
특정 물질의 능동 수송은 ATP의 분해로부터 직접적으로 발생하지 않지만, Na 또는 H 이온은 농도 구배를 따라 확산되는 반면, 다른 물질은 1차 능동 수송 메커니즘에 의해 확립된 Na 또는 H 이온의 농도 구배를 사용합니다. 농도 구배 또는 막을 통한 전위 구배 수송.
1. 동일방향 운송
운반된 이온이나 분자가 모두 같은 방향으로 이동하는 2차 능동 수송
예를 들어, 소장 점막 상피에서의 포도당 흡수와 근위 세뇨관 상피에서의 재흡수는 나트륨-포도당 공수송체를 통해 달성됩니다.
2. 역방향 운송
운반된 이온이나 분자가 모두 반대 방향으로 이동하는 2차 능동 수송
Na -Ca2 교환기, Na -H 교환기 등
(3) 막소포 수송
세포에 들어오고 나가는 거대분자 및 입자상 물질은 세포막을 직접 통과하지 않고 막에 싸여 소포를 형성하며, 막포장, 막융합, 막분리 등의 일련의 과정을 거쳐 수송이 완료되므로, 막소포 수송이라 불린다.
(1) 세포 밖으로 나오다
1. 지속적인 세포외유출
세포가 조용할 때 분비소포가 세포막과 자발적으로 융합하여 소포 안에 있는 고분자 물질이 지속적으로 세포 밖으로 배출되는 과정을 말한다.
2. 세포외유출 조절
특정 화학적 신호나 전기적 신호에 의해 세포가 유도될 때 세포의 특정 부위에 저장된 분비 소포가 세포막과 융합되어 소포 내용물이 소포에서 배출되는 과정을 말합니다.
(2) 셀 입력
1.삼켜버리다
운반된 물질이 고체 형태로 세포에 들어가는 과정
2. 삼키고 마시기
운반된 물질이 액체 형태로 세포에 들어가는 과정
세포 신호 전달
세포 전기 활동
1. 휴면전위(RP)
(1) 휴지전위의 측정과 개념
기준 전극은 세포외액에 위치하며 이를 접지하여 전위 수준을 0으로 유지합니다. 측정 전극은 세포를 크게 손상시키지 않고 세포에 삽입할 수 있는 매우 가는 팁이 있는 유리 전극입니다. 다양한 유형의 세포의 막 전위는 조용한 상태에서 음성입니다.
용어 사전
양극화
휴식 시 세포막의 양면은 외부는 양성, 내부는 음성의 안정된 상태를 유지합니다.
과분극
휴식 잠재력이 증가하는 상태 또는 과정
탈분극
휴식 잠재력이 감소하는 상태 또는 과정
역편파
막 전위가 양의 값을 가지며 막 양쪽의 극성이 반대가 되는 상태.
재분극
탈분극 후 세포막이 휴지 전위로 돌아가는 과정
(2) 휴지전위의 생성 메커니즘
1. 세포막 양면 이온의 농도차와 평형전위
K 유출은 휴지 전위 형성의 주요 원인입니다.
세포막 양쪽의 이온 농도 차이는 막을 가로지르는 이온 확산의 직접적인 원동력입니다.
확산 전위에 의해 형성된 막횡단 전기장은 농도 차이보다 막을 가로지르는 하전 이온의 이동에 정확히 반대 효과를 가지며 이온이 계속해서 확산되는 것을 방지합니다.
전위차 추진력이 증가하여 농도차 추진력과 같아지면 전기화학적 추진력은 0이 되며, 이때 이온의 순확산량은 0이 되고, 막 양면의 전위차는 안정화된다. 이 이온의 순 확산량은 0 시간에 막을 통과하는 전위차를 이온의 평형 전위라고 합니다.
네른스트 공식
2. 정지 이온에 대한 세포막의 상대적 투과성
세포막이 휴지 상태에서 한 종류의 이온에만 투과성인 경우 측정된 휴지 전위는 이온의 평형 전위와 동일해야 합니다. 세포막이 휴지 상태에서 동시에 집중된 이온 또는 여러 이온에 투과성인 경우 상태, 휴지 전위 전위의 크기는 이들 이온의 상대 투자율과 각 막의 양면에 있는 이들 이온의 농도 차이에 따라 달라집니다.
휴지 전위의 측정된 값은 K 평형 전위보다 약간 작습니다.
3. 나트륨 펌프의 전자기 효과
나트륨 펌프는 능동수송을 통해 세포막 양쪽에서 Na와 K의 농도차를 유지할 수 있으며, Na와 K가 막간 확산을 통해 휴지전위를 형성할 수 있는 토대를 마련합니다.
분해된 ATP의 각 분자에 대해 나트륨 펌프는 동시에 3개의 Na를 세포 밖으로 이동시키고 2K를 세포 안으로 이동할 수 있습니다. 이는 순 양전하를 세포 밖으로 이동시키는 것과 같습니다. 막내 전위의 값. (그래서 나트륨펌프를 전기제닉 나트륨펌프라고도 합니다)
4. 휴지기 전위 수준에 영향을 미치는 요인
① 세포외액 K 농도 : 세포외 K 농도가 증가하면 K 평형전위가 감소하고 그에 따라 휴지기전위도 감소한다.
②Na와 K에 대한 막의 상대 투과성: K에 대한 막의 투과성이 증가하면 휴지 전위는 증가합니다(K의 평형 전위 쪽으로 더 많이). Na에 대한 막의 투과성이 증가하면 휴지 전위는 증가합니다. 감소(Na의 평형 전위 쪽으로 더 많이)
③나트륨 펌프 활동 수준: 나트륨 펌프 활동이 강화되면 전기 효과가 강화되고 막이 어느 정도 과분극됩니다. 반대로 나트륨 펌프 활동이 억제되면 휴지 전위가 감소할 수 있습니다.
2. 활동전위(AP)
(1) 활동전위의 개념과 특징
활동전위는 세포가 휴지기 전위에 기초하여 효과적인 자극을 받은 후 멀리까지 전파될 수 있는 급격한 막전위 변동을 의미합니다.
용어 사전
스파이크 잠재력
활동전위의 상승 및 하강 가지가 함께 스파이크와 같은 전위 변화를 형성하는데, 이는 활동전위의 주요 부분이며 활동전위의 상징으로 간주됩니다.
등 잠재력
스파이크 이후 막 전위의 낮은 진폭, 느린 변동
후탈분극 전위(음의 후전위)
후 전위의 첫 번째 부분의 막 전위는 정지 전위보다 여전히 낮습니다.
후과분극 전위(양의 후전위)
후전위 후반부의 막 전위는 휴지 전위보다 여전히 더 큽니다.
특징:
①전부 아니면 전무 현상
자극이 일정 강도에 도달하지 않으면 활동 전위가 생성되지 않습니다(없음).
자극이 일정한 강도에 도달하면 생성되는 활동전위의 진폭은 세포의 활동전위의 최대값에 도달하며, 자극강도가 계속 증가해도(full) 증가하지 않습니다.
②전송 감쇠 없음
활동 전위의 진폭과 파형은 전파되는 동안 변하지 않습니다.
③펄스 전달
지속적인 자극에 의해 생성된 여러 활동전위는 항상 일정한 간격으로 분리되어 있으며 완전히 병합되지는 않습니다.
(2) 활동전위의 생성 메커니즘
1. 전기화학적 추진력과 그 변화
평형 전위의 정의에 따르면, 막 전위가 특정 이온의 평형 전위와 같을 때 이 이온에 대한 전기화학적 추진력은 0입니다. 이온의 전기화학적 추진력은 이온의 막 전위와 평형 전위 사이의 차이와 같습니다.
2. 활동전위 기간 중 세포투과도의 변화
Na 및 K 투과성의 변화는 탈분극 또는 재분극을 유발할 수 있습니다.
이온 채널의 기능적 상태
휴지상태(resting state): 막전위가 휴지전위 수준으로 유지될 때 채널이 열리지 않는 상태이다.
활성화 상태: 막이 빠르게 탈분극될 때 전압 개폐 나트륨 채널이 즉시 열리는 상태.
비활성화 상태: 비활성화 상태 이후 채널이 더 이상 탈분극 자극에 반응하지 않는 상태입니다.
(3) 활동전위 유발
1. 임계값 자극
자극이란 물리적, 화학적, 생물학적 특성의 환경적 변화를 포함하여 세포가 위치한 환경의 변화를 의미합니다.
세포가 활동 전위를 생성하도록 할 수 있는 최소 자극 강도를 역치 강도 또는 역치라고 합니다. 임계 강도와 동일한 자극은 임계 자극입니다.
역치 강도보다 크거나 작은 자극을 역치상 자극 또는 역치하 자극이라고 합니다.
자극량의 세 가지 매개변수
자극의 강도
자극 기간
자극강도-시간변화율
2.역치 잠재력
활동전위를 유발할 수 있는 막전위의 임계값을 역치전위라고 합니다.
(4) 활동전위의 전파
수초신경섬유
점프 전도(빠름)
무수신경섬유
비점프 전도(느림)
세포 흥분 후 상태 변화
(1) 절대 불응기
흥분이 발생한 후 초기에는 자극이 아무리 강해도 세포가 다시 흥분할 수 없습니다.
임계 값은 무한하고 흥분성은 0입니다.
(2) 상대 불응 기간
절대 불응기 이후에는 세포의 흥분성이 점차 회복되고 다시 자극을 받은 후에도 흥분이 발생할 수 있지만 자극 강도는 원래 임계값보다 커야 합니다.
흥분성이 점차 0에서 정상으로 돌아오는 기간
(3) 초정상적 기간
상대적 불응기 이후, 유도된 세포는 흥분성이 약간 증가하는 기간을 경험하게 됩니다.
이때 막전위는 아직 휴지전위로 완전히 복귀하지 않았으며 역치전위 수준에 가깝습니다.
(4) 낮은 정상기간
초정상 기간이 지나면 일부 세포의 흥분성이 약간 감소합니다.
이때 막전위는 약간 과분극된 상태입니다.
3. 지역적 잠재력
1. 컨셉
세포가 자극된 후 막 전위의 변화는 막의 활성 특성, 즉 일부 이온 채널의 개방으로 인해 발생하며 장거리로 전파될 수 없습니다.
2.특징
①점진적 잠재력
그 진폭은 자극 강도와 관련이 있습니다
②전도 감쇠
국소 전위는 전기장력 방식으로 주변으로 퍼집니다.
③불응기가 없다
반응을 중첩하고 합산할 수 있습니다(중첩된 시간합, 중첩된 공간합).
근육세포 수축
(1) 수축 메커니즘
운동 신경 말단은 운동 종판에서 근종으로 신경 자극을 전달합니다.
근형질의 흥분은 횡세뇨관을 통해 근형질세망으로 전달되고, 다량의 Ca가 근형질로 유입된다.
Ca는 트로포닌에 결합하고, 트로포닌과 트로포미오신은 알로스테릭하여 액틴과 미오신 머리 매듭의 결합 부위를 노출시키며, 둘은 빠르게 결합합니다.
미오신 머리의 ATPase가 활성화되고, ATP가 분해되어 에너지가 방출되며, 미오신 머리와 막대가 구부러져 액틴을 M 선으로 끌어당깁니다.
얇은 근섬유는 두꺼운 근섬유 사이의 M 선을 향해 미끄러지고, 밝은 띠는 좁아지고, H 띠는 좁아지거나 사라지고, 근절은 짧아지고, 근섬유는 수축됩니다.
수축 후 근형질의 Ca는 근형질세망, 트로포닌 등으로 다시 펌핑되어 원래 상태로 돌아가고 근섬유는 이완됩니다.
(2) 가로무늬근 수축효율에 영향을 미치는 요인
용어 사전
등각 수축
이는 근육이 수축하면 길이는 변하지 않고 장력만 증가한다는 것을 보여줍니다.
등장성 수축
이는 근육이 수축하는 동안 장력은 변하지 않고 근육 단축만 일어나는 것을 보여줍니다.
1. 전면부하
근육이 수축되기 전에 받는 하중을 말합니다.
예압은 수축 전 근육의 길이, 즉 초기 길이를 결정합니다.
특정 범위 내에서 근육 수축 장력(즉, 활성 장력)은 초기 길이가 증가함에 따라 증가합니다.
2.애프터로드
수축 후 근육이 견디는 하중을 말합니다.
3. 근육 수축성
근육 수축성은 예압 및 후부하와 무관하며 근육 수축 효율에 영향을 미치는 근육의 본질적인 특성을 나타냅니다.
4. 수축의 합
수축의 합은 근육 세포 수축의 중첩된 특성을 나타내며 골격근이 수축 효율을 신속하게 조정하는 주요 방법입니다. 공간 합산 형식을 다중 섬유 합산이라고 하며 시간 합산 형식을 주파수 합산이라고 합니다.
용어 사전
단일 수축
활동전위 빈도가 매우 낮으면 각 활동전위 후에 완전한 수축 및 이완 과정이 발생합니다.
불완전한 파상풍 수축
후자의 수축 과정은 이전 수축 과정의 확장기 단계에 중첩되며 결과적인 수축 합계는
완전 파상풍 수축
후자의 수축 과정은 이전 수축 과정의 수축 기간에 중첩되고, 결과적인 수축 총합은
주파수의 합