Galería de mapas mentales Fisiología Capítulo 2 Funciones básicas de las células
Respecto al mapa mental del Capítulo 2 de Fisiología, Las funciones básicas de las células, las funciones básicas de las células incluyen la función de transporte de material de la membrana celular, el fenómeno bioeléctrico de la célula, la función de contracción de las células musculares, etc. Estas funciones juntos mantienen las actividades fisiológicas normales de la célula.
Editado a las 2024-01-15 23:06:23,Este es un mapa mental sobre una breve historia del tiempo. "Una breve historia del tiempo" es una obra de divulgación científica con una influencia de gran alcance. No sólo presenta los conceptos básicos de cosmología y relatividad, sino que también analiza los agujeros negros y la expansión. del universo. temas científicos de vanguardia como la inflación y la teoría de cuerdas.
¿Cuáles son los métodos de fijación de precios para los subcontratos de proyectos bajo el modelo de contratación general EPC? EPC (Ingeniería, Adquisiciones, Construcción) significa que el contratista general es responsable de todo el proceso de diseño, adquisición, construcción e instalación del proyecto, y es responsable de los servicios de operación de prueba.
Los puntos de conocimiento que los ingenieros de Java deben dominar en cada etapa se presentan en detalle y el conocimiento es completo, espero que pueda ser útil para todos.
Este es un mapa mental sobre una breve historia del tiempo. "Una breve historia del tiempo" es una obra de divulgación científica con una influencia de gran alcance. No sólo presenta los conceptos básicos de cosmología y relatividad, sino que también analiza los agujeros negros y la expansión. del universo. temas científicos de vanguardia como la inflación y la teoría de cuerdas.
¿Cuáles son los métodos de fijación de precios para los subcontratos de proyectos bajo el modelo de contratación general EPC? EPC (Ingeniería, Adquisiciones, Construcción) significa que el contratista general es responsable de todo el proceso de diseño, adquisición, construcción e instalación del proyecto, y es responsable de los servicios de operación de prueba.
Los puntos de conocimiento que los ingenieros de Java deben dominar en cada etapa se presentan en detalle y el conocimiento es completo, espero que pueda ser útil para todos.
Capítulo 2 Funciones básicas de las células
Sección 1 Función de transporte de materiales de la membrana celular.
estructura de la membrana celular
Zona densa - zona transparente - zona densa
estructura básica de la membrana celular
membrana celular: una membrana selectivamente semipermeable
Estructura: Hipótesis del "modelo de mosaico líquido"
Composición: lípidos, proteínas, carbohidratos.
Transporte de materiales a través de las membranas celulares.
transporte pasivo
Definición: Proceso de transporte transmembrana de sustancias en el que las sustancias siguen un gradiente químico o un gradiente de potencial sin consumir energía química ATP adicional.
poder de difusión
Energía potencial electroquímica (diferencia de concentración, diferencia de potencial)
requisitos previos para la difusión
La permeabilidad de la membrana a la sustancia. (Solubilidad en lípidos/agua, tamaño molecular, estado de carga, etc.)
Clasificación
difusión simple
sustancias transportadas
Sustancias liposolubles de moléculas pequeñas (O2, CO2)
difusión facilitada
definición
Proceso en el que algunos iones cargados y moléculas solubles en agua con masas moleculares ligeramente mayores se difunden a través de la membrana a lo largo del gradiente de concentración o potencial, mediado por proteínas de membrana.
Fuerza motriz: diferencia de concentración, diferencia de potencial.
Clasificación
difusión facilitada mediada por portadores
Sustancias transportadas: nutrientes.
Modo de transporte: unión en el lado de alta concentración → cambio de conformación de proteínas → disociación en el lado de baja concentración
Características
especificidad de estructura
fenómeno de saturación
inhibición competitiva
Difusión facilitada mediada por canales
canal iónico
Naturaleza
Proteínas de canal con poros hidrófilos que penetran el interior y el exterior de la membrana.
Principales características
Alta tasa de transporte, selectividad de iones, características de compuerta: la mayoría tiene válvulas, abiertas y cerradas.
Clasificación de canales iónicos cerrados.
canal controlado por voltaje
canales activados químicamente o canales activados por ligando
Canal cerrado mecánicamente
transporte de agua a través de membranas
Fuerza motriz: diferencia de presión osmótica (diferencia en la concentración de moléculas de agua)
La mayoría de las células: difusión simple.
Ciertas Organizaciones: Canales de Agua
Transporte transmembrana rápido a través de proteínas de membrana especiales: las acuaporinas (AQP)
transporte activo
definición
Se refiere al transporte de sustancias a través de membranas contra gradientes de concentración o potencial en condiciones de consumo de energía.
Clasificación
transporte activo primario
Definición: Utilización directa de la energía producida al descomponer el ATP.
Proteínas de membrana mediadas: bombas de iones
Bomba de sodio y potasio, bomba de calcio.
Función: Cada vez que se descompone una molécula de ATP, se bombean 3 Na y se bombean 2 K.
Importancia fisiológica de la bomba de sodio.
Provoca una alta concentración intracelular de iones potasio, que es necesaria para muchos procesos metabólicos en la célula.
Forma una diferencia de concentración en iones de sodio dentro y fuera de la membrana para proporcionar energía para el transporte activo secundario.
Mantener eficazmente la diferencia de concentración entre los iones de sodio y los iones de potasio dentro y fuera de la célula es un requisito previo para la actividad bioeléctrica celular.
transporte activo secundario
Definición: uso indirecto de la energía ATP.
Requerido: Proteínas de membrana que desempeñan una función de acoplamiento: transportadores.
cotransporte
Tales como: absorción de glucosa y aminoácidos en el epitelio de la mucosa del intestino delgado, reabsorción en las células epiteliales de los túbulos renales.
Antipuerto
Tales como: intercambio de iones de sodio-potasio en el miocardio, intercambio de iones de sodio-hidrógeno en los túbulos renales
transporte de vesículas
La forma en que las macromoléculas o grupos de materiales entran y salen de las células requiere energía y también es un transporte activo.
saliendo de la celda
Definición: Se refiere al proceso mediante el cual las sustancias macromoleculares del citoplasma se excretan de las células en forma de vesículas secretoras.
Dos formas: exocitosis continua y exocitosis intermitente.
Ingresa a la celda
proceso
Invaginación de la membrana de contacto o protrusión de pseudópodos-envoltura-membrana, fusión y separación para formar vesículas
Clasificación
Devorar
Materia sólida, como neutrófilos, macrófagos. Fagocitosis de bacterias.
tragar
El líquido se puede dividir en entrada en fase líquida a las células y entrada a las células mediada por receptores.
Resumir
pequeñas moléculas, iones
transporte pasivo
Sigue el gradiente electroquímico y no consume energía.
difusión simple
Sustancias de moléculas pequeñas liposolubles.
Tales como: transporte transmembrana de O2, CO2
difusión facilitada
Sustancias de moléculas pequeñas no solubles en lípidos que requieren la ayuda de proteínas de membrana.
Mediado por el transportista ~
Tales como: las células del tejido humano transportan glucosa, aminoácidos y otros nutrientes.
canal mediado ~
Flujo transmembrana de iones de sodio y potasio en la bioelectricidad celular.
transporte activo
gradiente electroquímico inverso, consume energía.
primaria ~
Utilizar directamente la energía ATP.
bomba de sodio potasio
Secundaria~
Las células epiteliales del intestino delgado absorben nutrientes como la glucosa y los aminoácidos.
Macromoléculas, terrones de materia.
transporte de vesículas
saliendo de la celda
Las terminales nerviosas liberan transmisores.
Ingresa a la celda
Los neutrófilos fagocitan las bacterias.
Capítulo 3 Fenómenos bioeléctricos de las células
Potencial de membrana
Definición: La diferencia de potencial en ambos lados de la membrana celular, también llamada potencial transmembrana.
Manifestaciones
potencial de reposo
concepto y registro
definición
Cuando una célula está en un estado de silencio, la diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la membrana celular es negativa en el interior y positiva en el exterior.
valor numérico
Tome el exterior de la membrana como potencial cero y el valor negativo dentro de la membrana.
Los diferentes tipos de células tienen diferentes valores de potencial en reposo.
es un potencial de CC estable
polarización
Los estados internos negativos y externos positivos se mantienen en ambos lados de la membrana durante el potencial de reposo.
Principio de producción
Base
Distribución desigual de K dentro y fuera de la célula.
La diferencia de concentración de iones en ambos lados de la membrana: la fuerza impulsora para la difusión de iones a través de la membrana.
Hay muchas macromoléculas de K intracelular y proteínas cargadas negativamente, y hay muchas Na y Cl- extracelulares.
En estado de reposo, la membrana celular es principalmente permeable al K
Canales iónicos abiertos: condiciones para la difusión de iones a través de membranas
Potencial de reposo y potencial de equilibrio K
Cuando está en silencio, los canales de K están abiertos, la diferencia de concentración de K (potencia) fluye, las macromoléculas de proteínas cargadas negativamente en la membrana permanecen en la célula y se forma gradualmente una diferencia de potencial entre el interior negativo y el exterior positivo en ambos lados de la membrana. La diferencia es la resistencia a la salida de K. ~ Cuando la potencia y la resistencia alcanzan un equilibrio (la suma algebraica de la energía potencial electroquímica en ambos lados de la membrana es cero), el flujo neto de K a través de la membrana es cero y la membrana. El potencial se estabiliza en un cierto valor (potencial de equilibrio K).
Potencial de acción
Conceptos y características
definición
Sobre la base del potencial de reposo, las células excitables producen un cambio de potencial rápido, de corta duración y expansible por pasos después de recibir un estímulo eficaz.
AP se utiliza a menudo como marcador de excitación celular.
La naturaleza de la excitación: el proceso que genera potenciales de acción
Ampliación del concepto
Células excitables: células que pueden generar potenciales de acción después de recibir la estimulación adecuada.
Excitabilidad: la capacidad de las células excitables de generar potenciales de acción después de ser estimuladas.
Términos relacionados
polarización
estado potencial de reposo
despolarización
El proceso de cambio potencial de disminución del valor negativo.
Polarización inversa/sobrereflexión
Positivo por dentro y negativo por fuera.
repolarización
El proceso de despolarización y restauración de la polarización.
hiperpolarización
El potencial de membrana se vuelve más negativo.
composición
potencial de pico
Características distintivas de AP en células del músculo neural y esquelético.
Rama ascendente
rama descendente
potencial de retorno
potencial pospotencial negativo
Potencial de espalda positivo
característica
El fenómeno del “todo o nada”
propagación no atenuante
Tiene un periodo refractario
Principio de producción
Rama ascendente, entrada de Na, despolarización. Rama descendente, salida de K, repolarización.
Rama ascendente
Estimulación efectiva ~ Se abre una gran cantidad de canales de Na ~ Debido a la diferencia de concentración de Na entre el exterior alto y el interior bajo y la diferencia de potencial entre el interior negativo y el exterior positivo, el Na fluye hacia adentro ~ formando la fase de despolarización del potencial de acción ~ durante la polarización inversa, la diferencia de potencial entre el interior positivo y el exterior negativo se convierte en La resistencia del Na ~ Cuando la potencia y la resistencia están equilibradas, el flujo neto de Na a través de la membrana es cero ~ alcanzando el potencial de equilibrio del Na (vértice de sobrepaso)
rama descendente
El canal de Na se cierra y la permeabilidad de K aumenta. Debido a la diferencia de concentración y la diferencia de potencial entre el interior y el exterior positivo y negativo, el K sale y el potencial de membrana se repolariza y regresa al nivel de potencial de reposo.
Después de la repolarización
El transporte electrogénico de la bomba de sodio restablece la distribución de iones dentro y fuera de la membrana
La diferencia esencial entre potencial de acción y potencial de reposo.
Causa y conducción de la excitación celular.
Mecanismo principal AP
Estimulación efectiva ~ apertura del canal de Na, gran entrada de Na ~ rama ascendente del potencial de acción
Cuando la intensidad de la estimulación es diferente,
Estimulación débil ~ una pequeña cantidad de apertura del canal de Na, una pequeña cantidad de entrada de Na ~ pequeño grado de despolarización de la membrana ~ potencial local
Estimulación fuerte ~ una gran cantidad de canales de Na abiertos, una gran cantidad de entrada de Na ~ un alto grado de despolarización de la membrana ~ potencial umbral ~ potencial de acción
condiciones que causan excitación
Parámetros que miden el tamaño del estímulo
intensidad del estímulo
duración
Tasa de cambio intensidad-tiempo
límite
definición
La intensidad mínima del estímulo que puede hacer que las células del tejido se exciten bajo la condición de que el tiempo de acción del estímulo y la tasa de cambio de intensidad-tiempo sean fijos.
significado
Es un indicador común de la excitabilidad celular.
Umbral pequeño, alta excitabilidad.
estímulo umbral
estímulo de intensidad umbral
estimulación subliminal
Estímulo con intensidad menor que el umbral.
potencial local
estímulo supraumbral
Estimulación con intensidad superior al umbral.
Potencial de acción
estimulación efectiva
Estimulación umbral o supraumbral que hace que las células generen potenciales de acción.
Potencial umbral y potencial de acción.
Potencial umbral (TP)
definición
Cuando se aumenta la intensidad de la estimulación para despolarizar el potencial de membrana hasta un cierto valor crítico, los canales de Na dependientes de voltaje en la membrana celular se activan rápidamente, se abre una gran cantidad de canales de Na, fluye una gran cantidad de Na y el Aparece la rama ascendente del potencial de acción. Este valor crítico se denomina potencial umbral.
La diferencia entre los dos es grande y la excitabilidad celular es baja.
Estimulación subumbral y potencial local.
El concepto de potencial local.
La estimulación por debajo del umbral provoca la apertura de un pequeño número de canales de Na en la membrana y se producen fluctuaciones potenciales localmente en la membrana estimulada.
emoción local
Reacción de despolarización causada por la apertura de una pequeña cantidad de canales de Na.
Características
No "todo o nada": la amplitud aumenta con la intensidad del estímulo
Expansión escalonada atenuante: la amplitud disminuye rápidamente o incluso desaparece a medida que aumenta la distancia
Se pueden superponer entre sí: sin período refractario, se pueden sumar
Significado: aumentar la excitabilidad de las membranas celulares.
conducción del potencial de acción
Mecanismo básico: teoría de la corriente local.
Hay una diferencia de potencial entre la parte excitada de la membrana y la parte adyacente no excitada. La carga se mueve para formar una corriente local, que despolariza la membrana adyacente no excitada. Cuando se alcanza el potencial umbral, el potencial de acción (excitación) estalla y. toda la membrana celular se excita a su vez.
fibras nerviosas mielinizadas
La corriente local se genera en los nodos adyacentes de Ranvier, lo que se denomina conducción de salto.
Significado: velocidad de conducción rápida, ahorro de energía.
Cambios periódicos en la excitabilidad después de la excitación celular.
proceso de cambio cíclico
Período refractario absoluto: la excitabilidad es 0
Período refractario relativo: la excitabilidad se recupera gradualmente
Período sobrenatural: la excitabilidad es mayor de lo normal.
Importancia: el período refractario absoluto es equivalente a la duración del potencial de pico, y su longitud determina el número máximo de veces que una célula puede recibir estimulación y generar excitación por unidad de tiempo.
función contráctil de las células musculares
Función contráctil de las células del músculo estriado.
microestructura
Contiene una gran cantidad de miofibrillas dispuestas en paralelo y un sistema de miotubos altamente desarrollado.
organizados de manera muy regular y ordenada
Miofibrillas y sarcómeros
miofibrillas
Banda brillante: longitud variable, la línea oscura en el medio es la línea Z
Composición de miofilamentos finos
Banda oscura: longitud fija, el área relativamente transparente en el medio es la banda H
Composición de filamentos musculares gruesos.
La línea oscura en el centro de la banda H es la línea M.
sarcómero
El área entre cada dos líneas Z adyacentes
Es la unidad estructural básica de la contracción y relajación de las células musculares.
Microscopía electrónica: disposición regular de miofilamentos.
Miofilamentos gruesos
Miofilamentos delgados
sistema miotubular
Estructura saco-tubular membranosa que rodea cada miofibrilla.
Consta de dos sistemas de tuberías independientes.
Tubo horizontal (tubo en T)
Está formado por la depresión hacia adentro del sarcolema y los canales de calcio tipo L se distribuyen en la membrana.
Función: Transmitir cambios eléctricos en la membrana al interior de la célula.
Tubos longitudinales (retículo sarcoplásmico, túbulos L)
Retículo sarcoplásmico longitudinal: membrana con bomba de calcio
Conexión del retículo sarcoplásmico (terminal de la cisterna)
"bomba ca"
Hay canales de liberación de calcio en la membrana.
Tres (dos) unidos
Base estructural del acoplamiento excitación-contracción.
California
Factores clave en el acoplamiento excitación-contracción.
Mecanismos moleculares de la contracción de las células del músculo estriado.
Teoría del deslizamiento de miofilamentos
Contenido principal: Cuando las células musculares se contraen, el acortamiento de las miofibrillas es el resultado del deslizamiento de los miofilamentos delgados hacia el centro de los miofilamentos gruesos y la superposición de los miofilamentos gruesos y delgados.
Rendimiento: El ancho de la banda oscura permanece sin cambios, pero la banda H y la banda brillante se vuelven más estrechas. Acortamiento de sarcómeros, que resulta en un acortamiento de la longitud total de miofibrillas, miocitos y músculos.
Composición molecular de miofilamentos.
Miofilamentos gruesos: compuestos principalmente por moléculas de miosina.
Miofilamentos delgados: compuestos por tres moléculas de proteínas: actina, tropomiosina y troponina.
La miosina y la actina son proteínas contráctiles.
La tropomiosina y la troponina son proteínas reguladoras.
proceso de contracción muscular
La tropomiosina en reposo enmascara los sitios de unión de puentes cruzados en la actina
Cuando la concentración de Ca2 en el citoplasma aumenta a 10-5M
Ca2 se une a TnC y cambia la conformación de la troponina
Tropomiosina alostérica, cambio posicional
Exponiendo sitios de unión de puentes cruzados en actina
El puente transversal se une a la actina y se tuerce, lo que hace que los delgados miofilamentos se deslicen hacia la línea M.
El ATP se une al puente cruzado, hidroliza el ATP y restablece el puente cruzado.
Ciclo de puente cruzado, en el que el músculo se acorta continuamente o desarrolla una tensión constante.
Cuando la concentración de Ca2 en el citoplasma cae por debajo de 10-7 M, el Ca2 se separa de la troponina.
Bajo la tracción elástica del músculo, los finos filamentos musculares se deslizan nuevamente a sus posiciones originales y los músculos se relajan.
Resumir
Base estructural: composición molecular proteica de miofilamentos gruesos y finos.
Energía proporcionada: ATP
El factor clave que determina la contracción: la concentración de Ca2 en el sarcoplasma
Factores clave que determinan la velocidad, el grado de acortamiento y la tensión producida por un músculo: el número de puentes cruzados que pueden participar en el ciclo y la velocidad a la que se produce la actividad circulatoria de los puentes cruzados.
Acoplamiento excitación-contracción en células del músculo estriado.
Concepto: El mecanismo intermediario del potencial de acción en las células musculares que desencadena la contracción mecánica.
proceso basico
El potencial de acción en el sarcolema se propaga a lo largo del sarcolema y la membrana del canal transversal, activando canales de calcio tipo L en la membrana del sarcolema y la membrana del canal transversal.
El canal de liberación de calcio en la membrana terminal se activa mediante cambios en la conformación del canal (músculo esquelético) o la entrada de Ca2 (músculo cardíaco), y Ca2 se libera en el citoplasma, lo que aumenta la concentración de Ca2 citoplasmático en más de 100 veces.
El Ca2 se combina con la troponina para iniciar el proceso de deslizamiento de los miofilamentos y la contracción de las células musculares.
Cuando aumenta la concentración de Ca2 en el citoplasma, se activa la bomba de calcio en la membrana del retículo sarcoplásmico longitudinal y el Ca2 del citoplasma se recicla al retículo sarcoplásmico. La concentración de Ca2 en el citoplasma disminuye y los músculos se relajan.
Análisis de la forma y mecánica de la contracción del músculo estriado (músculo esquelético)
patrón de contracción muscular
Contracciones isométricas e isotónicas.
contracción isométrica
Cuando un músculo se contrae, su longitud sigue siendo la misma y sólo aumenta su tensión.
Significado: mantener una determinada postura
contracción isotónica
Cuando un músculo se contrae, su longitud sólo se acorta y su tensión permanece sin cambios.
Significado: completar cierto trabajo físico
Monoconstricción y contracción tetánica.
contracción única
Cuando se estimula el músculo estriado durante un breve periodo de tiempo, se genera un potencial de acción que hace que el músculo se contraiga y se relaje.
La base de la contracción tetánica.
El período refractario absoluto es muy corto, por lo que puede aceptar estimulación de mayor frecuencia y excitarse nuevamente.
El proceso de contracción dura mucho tiempo, por lo que puede recibir nueva estimulación durante el proceso de contracción, se produce nueva excitación y contracción, y la nueva contracción es la suma del proceso de contracción anterior.
En todo el cuerpo, los impulsos salientes de los nervios motores del cuerpo son siempre continuos en serie y las contracciones de los músculos esqueléticos son contracciones tónicas.
El significado de la contracción tetánica: producir un mayor grado de tensión y acortamiento
Análisis mecánico de la contracción muscular.
carga frontal
Precarga: La carga que soporta un músculo antes de contraerse.
Determina el grado en que se estira el músculo antes de la contracción (es decir, la longitud inicial), por lo que la precarga se puede expresar mediante la longitud inicial.
Longitud inicial óptima: en esta longitud inicial, la contracción muscular puede producir la máxima tensión.
poscarga
Poscarga: Carga que soporta un músculo durante la contracción. Siempre hay resistencia al acortamiento muscular.
Curva de relación tensión-velocidad
P0: se produce una contracción isométrica
Vmax: Enviar contracción isotónica
contractilidad muscular
Se refiere a las características intrínsecas de la contracción muscular que son independientes de la carga.
Depende principalmente de: varios factores en el proceso de acoplamiento excitación-contracción, incluida la actividad del canal de calcio tipo L, cambios en la concentración de Ca2 citoplasmático, función de puente cruzado, actividad ATPasa, etc.