마인드 맵 갤러리 생리학 2장 세포의 기본 기능
생리학 2장 세포의 기본 기능 마인드맵을 보면, 세포의 기본 기능에는 세포막의 물질 전달 기능, 세포의 생체 전기 현상, 근육 세포의 수축 기능 등이 포함됩니다. 이러한 기능은 함께 세포의 정상적인 생리적 활동을 유지합니다.
2024-01-15 23:06:23에 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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2장 세포의 기본 기능
섹션 1 세포막의 물질 전달 기능
세포막 구조
밀집 구역 - 투명 구역 - 밀집 구역
세포막의 기본 구조
세포막: 선택적으로 반투막을 이루는 막
구조: "액체 모자이크 모델" 가설
구성: 지질, 단백질, 탄수화물
세포막을 통한 물질 수송
수동 전송
정의: 추가 ATP 화학 에너지를 소비하지 않고 물질이 화학적 구배 또는 전위 구배를 따르는 막횡단 물질 수송 과정입니다.
확산력
전기화학적 위치에너지(농도차, 전위차)
확산을 위한 전제 조건
물질에 대한 막의 투과성 (지질/수용성, 분자 크기, 충전 상태 등)
분류
단순확산
운반된 물질
지용성 저분자 물질(O2, CO2)
촉진 확산
정의
약간 더 큰 분자량을 갖는 일부 전하를 띤 이온과 수용성 분자가 막 단백질에 의해 매개되는 농도 또는 전위 구배를 따라 막을 가로질러 확산되는 과정입니다.
원동력 : 농도차, 전위차
분류
캐리어 매개 촉진 확산
운반되는 물질: 영양소
수송방식 : 고농도측 결합 → 단백질 형태변화 → 저농도측 해리
특징
구조 특이성
포화 현상
경쟁적 억제
채널 매개 촉진 확산
이온 채널
자연
막 내부와 외부를 관통하는 친수성 기공을 가진 채널 단백질
주요 특징
높은 수송 속도, 이온 선택성, 게이팅 특성: 대부분 밸브가 열려 있고 닫혀 있습니다.
개폐 이온 채널의 분류
전압 게이트 채널
화학적 개폐 채널 또는 리간드 개폐 채널
기계적으로 게이트된 채널
막을 통한 물 수송
원동력 : 삼투압차(물분자 농도의 차이)
대부분의 세포: 단순 확산
특정 조직: 수로
특수 막 단백질인 아쿠아포린(AQP)을 통한 신속한 막횡단 수송
능동 수송
정의
에너지 소비 조건에서 농도 또는 전위 구배에 반하여 막을 통해 물질이 이동하는 것을 의미합니다.
분류
1차 능동 수송
정의: ATP를 분해하여 생산된 에너지를 직접 활용하는 것
매개 막 단백질: 이온 펌프
나트륨 칼륨 펌프, 칼슘 펌프
기능: ATP 분자가 분해될 때마다 3개의 Na가 펌핑되고 2K가 펌핑됩니다.
나트륨 펌프의 생리적 중요성
세포 내 많은 대사 과정에 필요한 높은 세포 내 칼륨 이온 농도를 유발합니다.
막 내부와 외부의 나트륨 이온 농도차를 형성하여 2차 능동수송에 동력을 제공
세포 내부와 외부의 나트륨 이온과 칼륨 이온의 농도차를 효과적으로 유지하는 것은 세포의 생체 전기 활동을 위한 전제 조건입니다.
보조 능동 수송
정의: ATP 에너지의 간접적 사용
필수: 결합 역할을 하는 막 단백질(수송체)
공동운송
예: 소장 점막 상피에서 포도당과 아미노산 흡수, 신세뇨관 상피 세포에서 재흡수
안티포트
예: 심근 나트륨 이온-칼륨 이온 교환, 신세뇨관 나트륨 이온-수소 이온 교환
소포 수송
거대분자나 물질 덩어리가 세포에 들어가고 나가는 방식에는 에너지가 필요하며 능동 수송이기도 합니다.
세포에서 나오다
정의: 세포질에 있는 고분자 물질이 분비 소포의 형태로 세포에서 배설되는 과정을 말합니다.
두 가지 형태: 지속적인 세포외유출과 간헐적인 세포외유출
셀을 입력하세요
프로세스
접촉-막 함입 또는 가성족의 돌출-외막-막 융합 및 분리로 소포 형성
분류
삼키다
호중구, 대식세포와 같은 고형물 박테리아의 식균작용
삼키다
액체는 액상으로 세포에 들어가는 것과 수용체를 매개로 세포에 들어가는 것으로 나눌 수 있습니다.
요약하다
작은 분자, 이온
수동 전송
전기화학적 변화도를 따르고 에너지를 소비하지 않습니다.
단순확산
지용성 저분자 물질
예: O2, CO2 막횡단 수송
촉진 확산
막단백질의 도움이 필요한 비지질성 소분자 물질
통신사 중재~
예: 인간 조직 세포는 포도당, 아미노산 및 기타 영양소를 운반합니다.
채널 중재~
세포 생체전기에서 나트륨 및 칼륨 이온의 막횡단 흐름
능동 수송
역전기화학적 구배, 에너지 소비
기본 ~
ATP 에너지를 직접 활용
나트륨 칼륨 펌프
2차~
소장 상피세포는 포도당, 아미노산 등의 영양분을 흡수합니다.
고분자, 물질 덩어리
소포 수송
세포에서 나오다
신경 말단이 송신기를 방출함
셀을 입력하세요
호중구 식균작용 박테리아
3장 세포의 생체전기 현상
막 전위
정의: 세포막 양쪽의 전위차, 막횡단 전위라고도 함
발현
휴식 잠재력
컨셉과 기록
정의
세포가 조용한 상태에 있을 때, 세포막 내부와 외부의 전위차는 내부는 음이고 외부는 양입니다.
수치
막 외부를 전위 0으로, 막 내부를 음수 값으로 간주합니다.
세포 유형에 따라 휴지 전위 값이 다릅니다.
안정적인 DC 전위입니다
양극화
휴지 전위 동안 막의 양쪽에 유지되는 내부 음성 및 외부 양성 상태
생산 원리
베이스
세포 내부와 외부의 K 분포가 고르지 않음
막 양쪽의 이온 농도 차이 - 막을 가로지르는 이온 확산의 원동력
세포 내에는 K와 음전하를 띤 단백질 거대분자가 많고, 세포 외에는 Na와 Cl-가 많다.
조용한 상태에서 세포막은 주로 K를 투과합니다.
열린 이온 채널 - 막을 통한 이온 확산 조건
휴지 전위와 K 평형 전위
조용해지면 K 채널이 열리면서 K 농도차(파워)가 흘러나와 막 안의 음전하를 띤 단백질 거대분자가 세포 내에 남게 되고, 막 양쪽에 음의 내부와 양의 외부의 전위차가 점차 형성됩니다. 차이는 K 유출에 대한 저항입니다. 전력과 저항이 균형에 도달하면(막 양쪽의 전기화학적 위치 에너지의 대수적 합은 0임) 막을 통과하는 K의 순 플럭스는 0이 되고 막은 전위는 특정 값(K 평형 전위)에서 안정화됩니다.
활동 잠재력
개념 및 특징
정의
휴지기 전위를 기반으로 흥분성 세포는 효과적인 자극을 받은 후 빠르고 단기간이며 단계적으로 확장 가능한 전위 변화를 생성합니다.
AP는 종종 세포 자극의 마커로 사용됩니다.
흥분의 본질: 활동 전위를 생성하는 과정
개념의 확장
흥분성 세포: 적절한 자극을 받은 후 활동 전위를 생성할 수 있는 세포
흥분성(Excitability): 흥분성 세포가 자극을 받은 후 활동 전위를 생성하는 능력
관련 용어
양극화
휴면 전위 상태
탈분극
음의 값이 감소하는 잠재적인 변화과정
역편파/과반사
내부는 긍정적이고 외부는 부정적입니다.
재분극
탈분극 과정과 양극화 회복
과분극
막 전위가 더 음수로 변합니다.
구성
스파이크 잠재력
신경 및 골격근 세포에서 AP의 특징
오름차순 지점
내림차순 가지
등 잠재력
부정적인 후 잠재력
긍정적인 역전위
특징
'전부 아니면 전무' 현상
비감쇠 확산
불응기가 있다
생산 원리
상승가지, Na 유입, 탈분극 하강 가지, K 유출, 재분극
오름차순 지점
효과적인 자극 ~ Na 채널이 많이 열림 ~ 높은 외부와 낮은 내부의 Na 농도 차이와 음극 내부와 양극 외부의 전위차로 인해 Na가 내부로 흘러 활동 전위 탈분극 단계 형성 ~ 역분극 동안, 양극 내부와 음극 외부의 전위차는 Na의 저항이 됩니다. 전력과 저항이 균형을 이루면 막을 통과하는 Na의 순 흐름은 0이 됩니다. ~ Na 평형 전위에 도달합니다(오버슈트 꼭지점).
내림차순 가지
Na 채널이 닫히고 K 투과성이 증가하고 내부와 외부의 양극과 음극의 전위차로 인해 K가 유출되고 막 전위가 재분극되어 휴지 전위 수준으로 돌아갑니다.
재분극 후
전기 나트륨 펌프 수송은 막 내부 및 외부의 이온 분포를 복원합니다.
활동전위와 휴식전위의 본질적인 차이
세포 흥분의 원인과 전도
AP 주요 메커니즘
효과적인 자극 ~ Na 채널 열림, Na의 대량 유입 ~ 활동 전위 상승 가지
자극 강도가 다를 때,
약한 자극 ~ 소량의 Na 채널 개방, 소량의 Na 유입 ~ 작은 정도의 막 탈분극 ~ 국소 전위
강한 자극 ~ Na 채널이 많이 열림, Na 유입이 많음 ~ 막 탈분극 정도가 많음 ~ 역치 전위 ~ 활동 전위
흥분을 일으키는 조건
자극 크기를 측정하는 매개변수
자극 강도
지속
강도-시간 변화율
한계점
정의
자극 작용 시간과 강도-시간 변화율이 고정된 조건에서 조직 세포를 흥분시킬 수 있는 최소 자극 강도입니다.
중요성
세포 흥분성의 일반적인 지표입니다
작은 문턱, 높은 흥분성
역치 자극
역치강도 자극
잠재의식 자극
임계값보다 강도가 낮은 자극
지역적 잠재력
역치상 자극
임계값보다 큰 강도의 자극
활동 잠재력
효과적인 자극
세포가 활동 전위를 생성하도록 하는 역치 또는 역치상 자극
역치 잠재력과 활동 잠재력
임계 전위(TP)
정의
자극 강도를 증가시켜 막 전위를 특정 임계값으로 탈분극시키면 세포막의 전압 개폐 Na 채널이 빠르게 활성화되어 많은 Na 채널이 열리고 많은 양의 Na가 유입되어 활동전위의 상승분기가 나타나는데, 이 임계값을 역치전위라고 합니다.
둘 사이의 차이가 크고, 세포 흥분성이 낮다.
역치 이하 자극 및 국소 잠재력
지역 잠재력의 개념
역치 이하 자극은 막에 소수의 Na 채널이 열리게 하고 자극된 막에서 국소적으로 전위 변동이 발생합니다.
지역적 흥분
소량의 Na 채널이 열려 발생하는 탈분극 반응
특징
"전부 아니면 전무"가 아닙니다. 자극의 강도에 따라 진폭이 증가합니다.
감쇠 단계 확장: 거리가 증가함에 따라 진폭이 급격히 감소하거나 심지어 사라집니다.
서로 겹쳐질 수 있음: 불응 기간이 없고 합산 가능
의미: 세포막의 흥분성을 증가시킵니다.
활동전위 전도
기본 메커니즘: 국부 전류 이론
막의 여기된 부분과 인접하지 않은 부분 사이에는 전위차가 있어 전하가 이동하여 국소 전류를 형성하고, 이는 근처의 자극되지 않은 막을 탈분극시키며, 활동 전위(여기)가 터집니다. 전체 세포막이 차례로 흥분됩니다.
수초신경섬유
랑비에의 인접 노드에서 국부 전류가 생성되는데, 이를 점프 전도라고 합니다.
의미: 빠른 전도 속도, 에너지 절약
세포 자극 후 흥분성의 주기적인 변화
순환적인 변화 과정
절대 불응기: 흥분성은 0입니다.
상대적 불응기: 흥분성이 점차 회복됩니다.
초정상 기간: 흥분성이 정상보다 높습니다.
의의: 절대 불응 기간은 스파이크 전위의 지속 기간과 동일하며, 그 길이는 세포가 자극을 받고 단위 시간당 흥분을 생성할 수 있는 최대 횟수를 결정합니다.
근육 세포의 수축 기능
가로무늬 근육 세포의 수축 기능
미세구조
다수의 평행 배열된 근원섬유와 고도로 발달된 근관 시스템을 포함합니다.
매우 규칙적이고 질서정연하게 배열되어 있음
근원섬유 및 근절
근섬유
밝은 띠: 가변 길이, 가운데 어두운 선이 Z선
얇은 근섬유 구성
어두운 밴드: 고정된 길이, 가운데의 상대적으로 투명한 영역이 H 밴드입니다.
두꺼운 근육 필라멘트 구성
H 밴드 중앙의 어두운 선이 M 라인입니다.
근절
인접한 두 Z선 사이의 면적
근육 세포의 수축과 이완을 담당하는 기본 구조 단위입니다.
전자현미경: 근필라멘트의 규칙적인 배열
두꺼운 근섬유
얇은 근필라멘트
근세관계
각 근섬유를 둘러싸고 있는 막성 관형 구조
두 개의 독립적인 배관 시스템으로 구성
수평관(T관)
이는 육종의 안쪽 함몰에 의해 형성되며 L형 칼슘 채널이 막에 분포되어 있습니다.
기능: 막의 전기적 변화를 세포 내부로 전달
세로관(육형질 세망, L세관)
종방향 근형질 세망: 칼슘 펌프가 있는 막
근형질세망 연결(수조 말단)
"카펌프"
막에는 칼슘 방출 채널이 있습니다
셋(둘)이 합쳐졌다
여기-수축 결합의 구조적 기초
칼슘
여기-수축 결합의 주요 요소
줄무늬 근육 세포 수축의 분자 메커니즘
근섬유 슬라이딩 이론
주요내용: 근육세포가 수축할 때 근원섬유의 단축은 가는 근섬유가 굵은 근섬유의 중앙쪽으로 미끄러지고 굵은 근섬유와 얇은 근섬유가 겹쳐서 발생하는 결과입니다.
성능: 어두운 밴드의 폭은 그대로 유지되지만, H 밴드와 밝은 밴드의 폭은 더 좁아집니다. 근절 단축으로 인해 근섬유, 근세포 및 근육의 전체 길이가 단축됩니다.
근필라멘트의 분자 구성
두꺼운 근필라멘트: 주로 미오신 분자로 구성됨
얇은 근필라멘트: 액틴, 트로포미오신, 트로포닌의 세 가지 단백질 분자로 구성
미오신과 액틴은 수축성 단백질이다.
트로포미오신과 트로포닌은 조절 단백질입니다.
근육 수축 과정
휴식 중인 트로포미오신은 액틴의 교차 결합 부위를 가립니다.
세포질의 Ca2 농도가 10-5M으로 증가하면
Ca2는 TnC에 결합하여 트로포닌의 형태를 변화시킵니다.
트로포미오신 알로스테릭, 위치 이동
액틴의 교차 다리 결합 사이트 노출
교차다리는 액틴과 결합하여 뒤틀려 얇은 근필라멘트가 M선 방향으로 미끄러지게 됩니다.
ATP는 교차교에 결합하여 ATP를 가수분해하고 교차교를 재설정합니다.
근육이 지속적으로 단축되거나 지속적인 긴장이 발생하는 교차 다리 주기
세포질의 Ca2 농도가 10-7M 아래로 떨어지면 Ca2가 트로포닌에서 분리됩니다.
근육의 탄력 있는 견인으로 얇은 근육 필라멘트가 원래 위치로 다시 미끄러지고 근육이 이완됩니다.
요약하다
구조적 기초: 두껍고 얇은 근필라멘트의 단백질 분자 구성
제공되는 에너지: ATP
수축을 결정하는 핵심 요소: 근형질 내 Ca2 농도
근육이 생성하는 속도, 단축 정도 및 긴장을 결정하는 핵심 요소: 주기에 참여할 수 있는 교차 다리의 수와 교차 다리 순환 활동이 진행되는 속도
줄무늬 근육 세포의 흥분-수축 결합
개념: 기계적 수축을 유발하는 근육 세포의 활동 전위의 매개 메커니즘
기본 프로세스
육종의 활동전위는 육종과 횡관막을 따라 전파되어 육종막과 횡관막의 L형 칼슘 채널을 활성화시킵니다.
말단 풀막의 칼슘 방출 채널은 채널 구조(골격근)의 변화나 Ca2(심근)의 유입을 통해 활성화되고 Ca2가 세포질로 방출되어 세포질 Ca2 농도가 100배 이상 증가합니다.
Ca2는 트로포닌과 결합하여 근섬유의 미끄러짐 과정과 근육 세포 수축을 시작합니다.
세포질 내 Ca2 농도가 증가하면 종형 근형질 세망막의 칼슘 펌프가 활성화되어 세포질 내 Ca2가 근형질 세망으로 재활용됩니다. 세포질 내 Ca2 농도가 감소하고 근육이 이완됩니다.
가로무늬근(골격근) 수축의 형태와 역학 분석
근육 수축 패턴
등척성 및 등장성 수축
등각 수축
근육이 수축하면 길이는 그대로 유지되고 장력만 증가합니다.
의미: 특정 자세를 유지하다
등장성 수축
근육이 수축하면 길이는 짧아지고 장력은 변하지 않습니다.
의미: 특정 육체 노동을 완료하다
단일 수축 및 파상풍 수축
단일 수축
가로무늬근에 짧은 시간의 자극을 가하면 활동전위가 발생하여 근육이 수축하고 이완됩니다.
파상풍 수축의 기초
절대 불응기는 매우 짧기 때문에 더 높은 주파수의 자극을 받아들이고 다시 흥분할 수 있습니다.
수축 과정은 오랜 시간 지속되므로 수축 과정 중에 새로운 자극을 받을 수 있고, 새로운 흥분과 수축이 일어나며, 이전 수축 과정의 합이 새로운 수축이 됩니다.
몸 전체에서 신체 운동 신경의 나가는 자극은 항상 연속적으로 연속되며 골격근의 수축은 긴장성 수축입니다.
파상풍 수축의 의미: 더 높은 수준의 긴장과 단축을 생성합니다.
근육 수축의 기계적 분석
전면 부하
예압(Preload): 수축하기 전에 근육이 견디는 하중
수축 전 근육이 늘어나는 정도(즉, 초기 길이)를 결정하므로 예압은 초기 길이로 표현될 수 있습니다.
최적의 초기 길이: 이 초기 길이에서는 근육 수축이 최대 장력을 생성할 수 있습니다.
애프터로드
애프터로드(Afterload): 수축하는 동안 근육이 견디는 하중. 근육 단축에는 항상 저항이 있습니다.
장력-속도 관계 곡선
P0: 등각 수축이 발생합니다.
Vmax: 등장성 수축을 보냅니다.
근육 수축성
부하와 무관한 근육 수축의 본질적인 특성을 말합니다.
주로 L형 칼슘 채널 활성, 세포질 Ca2 농도 변화, 가교 기능, ATPase 활성 등을 포함한 여기-수축 커플링 과정의 다양한 요인에 따라 달라집니다.