生理学　1回

27問 • 1年前

ゆき

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◯

細胞において境界として働き、細胞内部の秩序を維持している

◯

細胞膜は何で構成されているか

◯

細胞は秩序を保つために

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ATPとは

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ATPの構造

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ミトコンドリアが作るATPをエネルギーとして使う輸送体

ポンプ

能動輸送とは細胞内外の濃度勾配に( )てイオン等が動く輸送体。

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ポンプの代表例として何の物質の濃度勾配を作るか。内外での濃度は

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受動輸送

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p21 ミトコンドリアが作るATPをエネルギーとして使う輸送体と、ATPいらない輸送体に大きく分かれる ATP使うのはポンプ。ポンプは能動輸送ができる。細胞の内側と外側で濃度勾配おきる。代表的なのはNaイオンは外が高い。カリウムイオンは内高い。その、濃度勾配を作るのがポンプエネルギー使わない輸送体は濃度勾配を利用して、出し入れする。おおもとの濃度勾配はポンプが作る。受動輸送はエネルギーを使わない、濃度勾配に従うもの。

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エネルギー使わない輸送体は濃度勾配を利用して、出し入れする。おおもとの濃度勾配はポンプが作る。受動輸送はエネルギーを使わない、濃度勾配に従うもの。

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Naが外濃度高く、Kが内高いこの濃度勾配は崩れないと考えて良いチャネル(基本的にイオンを通すためのもの)や単輸送体(一種類のみ通す)は濃度勾配に従って濃度の低い方へ流す。濃度勾配に従って動く受動輸送。 23 🚨全ての細胞にあるのがNa/Kポンプ🟰Na/K ATPase。aseとは酵素。特に加水分解酵素のこと。高エネルギーリン酸結合によりエネルギーが高いリン酸を水を使って分解するのが加水分解。このポンプ自体にATPase活性があり、ATPを分解して得たエネルギーを使ってポンプとして働く。働きとして、Naイオンを常に外に出しKイオンを外から内へくみ入れる。常に働いている。濃度勾配ができて外のNa濃度が高くなっても、濃度勾配に逆らってもATP分解してNaイオンをだす。能動輸送とは濃度勾配ができているところに、逆らって輸送する。

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P25二次性能動輸送とは。能動輸送なので濃度勾配に逆らう。ただ、ATPは使わない。Na\Kポンプは二種の輸送だがATP使う。二次性能動輸送は複数の物質またはイオンを輸送するもの。レジュメ🟠と🟢の扱い方が対等でない。物質を通す力となるのは複数物質のどれか。親分分子🟠がいて、その多くがNaイオン

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P26 SGLTとはNaイオンとグルコースを動かす輸送体。図からわかるようにNaイオンもグルコースも細胞外から内側に移動。その移動を決めているのはNaイオン。グルコースはNaイオンについていくだけの動き。Naイオンは濃度勾配に従う。Naイオンは外から内に入るとともにグルコースも外から内に。場合によれば、グルコース濃度が内側の方が高い時ある。その時にも、Naイオンは常に外の濃度高いので外から内に入り、グルコースはNaイオンに従うので、濃度勾配に逆らって動いている

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21 共輸送体は同じ方向へ物質移動。逆輸送体は分子同士が逆方向へ。例えば、Naイオンは濃度勾配に従って外から内(常に)だがNaイオンに従って子分分子は内から外に動く。子分が能動輸送になるのかは細胞の状況による。

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26 ATPを作るおおもとはグルコース。それをミトコンドリアが使う。米食べる、米には多糖体が入っていてそれをアミラーゼが分解し、αグルコシターゼが単糖に。最終的に単糖になったグルコースを体の中に入れるために小腸上皮細胞が働く。SGLTが小腸管腔側の細胞膜にありNaとともにグルコースを取り込む。さらに入った糖はGLUT2という輸送体を介して体は吸収する。

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P24チャネルやトランスポーターはATPを使わないそして、濃度勾配に従う。電位勾配にも影響を受ける。共輸送体や逆輸送体は二次性能動輸送

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27細胞の中にものを取り込む時小さな分子に関しては細胞膜の輸送体を使うが、大きい物質ウイルスなどの時は細胞膜が陥入し、袋状の構造物となったものが細胞膜から離れる。袋の中に取り込んで取り入れるのがエンドサイトーシス。コロナはこれで取り込まれた。

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29カルシウムポンプはカルシウムイオンを常に細胞外へ出す。Na/Kポンプは基本的に細胞の細胞膜に存在するが、カルシウムポンプは細胞膜と小胞体の膜にも存在。カルシウムイオンを細胞質から小胞体の内腔膜タンパク質が合成される場所で、リン脂質二重膜であり小胞体の内部を内腔というが、その内腔に向かってカルシウムイオンを細胞質から小胞体の内腔に組み入れている。だから、細胞質はカルシウムイオン濃度すごい低い。それに対し細胞外は高い、小胞体も高い Clイオンに関して、動かすポンプはないが二次性能動輸送の輸送体のおかげで濃度勾配できる。細胞外高く細胞内低い。

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23 濃度勾配どっちが高いどっちが低いだけでなく実際の濃度はどれくらい。

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30輸送体が分子を移動させるスピードが違う。チャネルがものすごく早い。ポンプは濃度勾配に逆らうのでそこまで早くない。チャネルはイオンがものすごい速さで通るのでチャネルが開くと電流が生じる。だからはやい。チャネル以外はそこまで電流生じない。

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P32神経を考える時、濃度勾配大事。チャネルの働き大事神経細胞の特徴は活動電位を発生させることができること。それを利用してやり取りが行われる。その活動電位の発生にはチャネルが関わる。

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P33チャネルの性質は。チャネルという輸送体はものすごいスピードでイオン通す。だから電流が発生。チャネルが細胞にいろんな種類ある。大抵のチャネルは選択性という、ナトリウムイオンを通すチャネル。それはカリウムイオンを通さず、ナトリウムイオンのみ通す。このように多くのチャネルがイオンに対する選択性をもつ。また、チャネルは多くが普段は閉じている。何かしらの拍子で開き、イオンを通して電流流れる。開閉のメカニズムが色々ある。iリガンドとの結合で開くイオンチャネル型受容体。チャネルが細胞膜にあり、特定のイオンを通すものであり、神経伝達物質の受容体でもある。P31神経伝達物質であるGABAの受容体はGABAにも結合するし、その結合によってチャネル部分が開いて塩素イオンが通れるチャネルがある。そういうのをリガンド(結合する物質GABA、グルタミン酸、アセチルコリンなど)との結合によりタンパク質の構造が変わってチャネルが開いてイオンが流れ電流流れるのをイオンチャネル方受容体。ii細胞には静止膜電位(細胞の外を0とした時の内側が細胞膜を挟んでどのくらいの電位差があるのか示す)が存在してだいたい➖70mV。内側が低い。普段はずっとこの電位。神経細胞や筋肉の細胞は、筋肉の細胞は興奮した運動神経からアセチルコリンが出ると収縮し、そこで活躍するのがアセチルコリンに反応するようなイオンチャネル型受容体。そのチャネルが開くことによってナトリウムイオンが通る。筋肉の細胞も静止膜電位をもつ。アセチルコリンがやってくるとアセチルコリンが結合することによってナトリウムイオンを通すチャネルが開くのでナトリウムイオンが流れ込み電流が生じる。電流が流れて静止膜電位➖70から➖30mVへ膜電位が浅くなる。➖から静止膜電位が0に近づくことを脱分極と言うがその時に開くチャネルを膜電位依存性チャネルという。そのチャネルはナトリウムを通すもの、カリウムを通すものなど色々ある。神経伝達物質が結合体しイオンチャネル型受容体が開くことによって膜電位が変換して浅くなると膜電位依存性チャネルが開く。それらにはイオン選択性がある。iとiiは刺激によって開くチャネル。Ⅲ常に開いているチャネルが漏洩チャネル。基本的にカリウムを通すチャネルにしか存在しないと覚えてよい。この漏洩カリウムチャネルが存在することで、静止膜電位が出来上がる。

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P34生理学を考える上で大事なこととして、輸送体や細胞同士のコミュニュケーションをとるための情報伝達が大事。P35細胞膜には輸送体だけでなく受容体と呼ばれるタンパク質がある。受容体は細胞同士でコミュニュケーションをとるときに、使われるいろんな分子(アセチルコリン、GABA、ヒスタミン)がある細胞から放出されてそれが信号になって別の細胞に届いて受け取った細胞はその命令に従って行動する。放り出された情報物質を受け取るのが受容体

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P36よく出てくる受容体3つ覚えて。神経伝達物質(GABA、ヒスタミン、アセチルコリン)に対する受容体はたいていイオンチャネル、他の細胞から出された情報を電流に変換する受容体のこと。イオンチャネルが開いたり閉じたり、開くと電流が生じる。他に、Gタンパク質共役型受容体は情報物質をキャッチした後、情報メカニズムが違う。チャネルではなくGタンパク質を活性化して細胞の中のカルシウム濃度を上げたり(普段はカルシウム濃度低い。100ナノモーラー。外は1ミリモーラー。一万倍の差)。あるいは同じような細胞内の情報伝達物質であるサイクリックAMPを産生させる。という信号に変換させるのがGタンパク質共役受容体。受容体にGタンパク質というものが一緒に存在しており、信号が来ると受容体の構造が変化しGタンパク質に伝えられて、それがカルシウムイオンやサイクリックAMPを上げる信号に変換。多くの薬がこれを利用している。P37Gタンパク質共役型受容体(GPCR)。多くの受容体がこれ。多くの薬のターゲットがGPCR。リガンド🟰ヒスタミン、セロトニンなどが他の細胞から出されてそれをキャッチする細胞の受容体に結合するとGタンパク質が活性化し、ある場合はカルシウム濃度上昇、ある場合はサイクリックAMP濃度上昇、ある場合はサイクリックAMP濃度低下。なぜ3つのパターンが存在するか。Gタンパク質が3種類あるから。ヒスタミンのH2受容体(GPCR)にはGs🟠が結合している。ヒスタミンのH1受容体(GPCR)にはGq🟢が結合していることによる。これによって細胞が反応する。P36受容体そのものが酵素活性がある多くはリン酸化酵素。タンパク質はアミノ酸のつながり。リボソームで出来上がったばかりのタンパク質はスッピン。できたタンパク質は化粧をされる。その一つがリン酸化反応。タンパク質を作るアミノ酸の中にセリンスレオニン、チロシンこれらは側鎖にOH基がついているのが特徴。そのOHにリン酸化がエステル結合するのがリン酸化反応。リン酸化することでタンパク質の構造が変わる。リン酸化反応は可逆反応なのでついたり外れたり。信号をタンパク質のリン酸化反応に変換して細胞内の反応を変えていくのが酵素連結型受容体。リン酸化反応をタンパク質の翻訳後修飾反応という。受容体そのものにリン酸化酵素活性がある。

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P38信号のやり取りに使われる伝達物質のカテゴライズ。神経伝達物質、オータコイド、ホルモン、サイトカインで使い分けされている。神経伝達物質は神経同士のシナプス(信号のやり取りをするところ)神経細胞Aと神経細胞Bのシナプスの距離は50nm。1秒の反応。その距離で届くもの。距離短い。ホルモンは例えば甲状腺ホルモンは血流にのって全身を巡る。だから射程距離長い。1時間ほど。サイトカインはホルモンに近い。神経伝達物質とホルモンの中間であるオータコイド。となり、そのとなりの細胞にしか届かない。

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