세포생리
세포의 구조와 역할
- 세포막(단백질 + 인지질 = 이중층) 둘러싸여 내 · 외부 경계, 세포활동 필요물질 교환
- 유전물질 내장(DNA → RNA → 유전암호 해독)
- 단백질 합성
- 에너지 전환장치
ATP adenosine tripohosphate, 아데노신3인산 → 생산 · 저장 · 전달 · 사용
1. 세포막(일반적으로 지질35% + 단백질60% + 탄수화물5%)의 구성
1) 막지질
- 인지질(막의 주요 지질, 양친매성, 이중 중층 형성)
친수성(머리)부분 / 소수성(2개 지방산 꼬리) = 양친매성 분자
반액체상태, 끼인 단백질 → 운동성.
돌출단백질 - 당지질 부착 → 동종세포구별, 결합
물, 이온 이동 - 장벽역할. 호흡가스(O2, CO2) - 자유통과. 지용성 ↑물질 → 통과성 ↑
- 콜레스테롤
인지질머리밑에 존재, 막 유동성 조절(물질 - 세포막 통과 · 이동 속도 조절)
양 ↑→유동성 감소(탄화수소사슬과 상호작용하기때문)
- 당지질
막 표면 다당류 사슬. 호르몬 특이작용(열쇠-자물쇠) → 결합부위 형성
2) 막단백질(막표면단백질 / 막관통단백질 = 막수송단백질 → 물질 운반체carrier, 통로channel형성)
- 세포 위치 고정anchor
- 다른세포들의 정상 · 비정상 → 식별자identifier 역할(면역계 세포들)
- 세포외 · 내액 반응촉매 효소enzyme역할
- 특정호르몬, 용질에 대한 민감성↑↓ (수용체receptor 역할)
- 특정용질과 결합 → 세포막 통과 운반체carrier 역할-용질분리되면 되돌아감, ATP 필요or불필요
- 무기이온(친수성)통로ion channel - 수송속도 → 운반체 이동보다 1,000배↑
3) 막탄수화물
- 막관통단백질 · 인지질층에 부착 → 당단백질, 당지질 형성
- 세포들의 인지기능 담당
- 가지사슬구조 무한변경 → (막수용체)기질특이성 다양하게 대처
4) 세포막의 기능
- 물리적 장벽physical barrier(세포외액 / 세포내부)
- 물질 운반작용 조절
확산diffusion, 여과filtration, 삼투osmosis,
능동운반active transport, 포음작용pinocytosis
- 인접세포들 인지recognition, 세포를 기질에 세포를 고착
- 인접세포와 연결
· 데스모솜desmosome - 세포막표면에 조밀한 단백질에서 튀어나온
단백질(카데린) 간(간격 20um)의 연결
· 밀착tight junction - 세포막 사이에 간격이 없이 부착(상피세포)
· 간극연접gap junction - 막단백질간의 연결, 연결통로(1.5um) 생김
이온이동(단백질 이동 어려움)
- 효소작용(여러 효소 보유) ATPase(Na+ - K+ 펌프활성화 → Na+ 능동운반)
→ 삼투질 농도조절, 세포용적유지, 당 · aa · 물 운반 원동력,
전기신호 발생 근원
- 수용체recepter 신경전달물질(신경섬유 말단 분비) 결합
아세틸콜린acetylcholine, 노르에피네프린noreepinephrine,
세로토닌 serotonin, GABAgamma amino butyric acid
2. 세포질(핵 제외 부분)
1) 사립체(미토콘드리아mitochondria)
- 호흡생리 담당
- 에너지 생산(이화작용 · 동화작용 - TCA Cycle (산소소모→이산화탄소·물·열 배출)+전자전달계)
→ ATP 생산-세포에 필요한 에너지 ←발전소
- 사립체 DNA 보유 → 모계로만 유전(정자 사립체 → 꼬리-수정중 떨어짐)
2) 세포질그물(내형질세망endoplasmic reticulum, ER)
- 세포내부 / 외부 교통로(생체 분자의 합성, 저장 · 수송)
- 과립(거친)세포질그물(리보솜 부착) → 물질수송, 단백질합성(효소 · 핵산), 펩티드호르몬 합성
- 무과립(매끈)세포질그물(리보솜 미부착) → 지방산 · 스테로이드 · 지질 합성
· 간세포 → 해독작용, 글리코겐 합성 · 분해 · 저장.
· 위 벽세포 → 염산분비
· 고환 · 난소 · 부신겉질세포 → 스테로이드H. 합성.
· 뼈대근육 · 심장근육세포 → 세포내부 Ca++ 농도조절
3) 골지체Golgi's apparatus 세포질 그물에 연결되어 샘 분비 기능, 1개. 핵근처에 위치)
- 세포질그물 생산물질(단백질) - 가공 · 저장 · 농축 · 분비 → 세포 내외 분비
- 탄수화물 + 단백질 결합(가공) → 당단백질glycoprotein 생산
- 항체antibody 생산. 용해소체lysosome 형성. 결합조직(뼈, 연골) 세포생산촉진
4) 용해소체lysosome
- 과립세포질그물(생산)
→ 골지체(일차용해소체-비활성) → 용해대상물과 결합(이차용해소체-활성)
- (백혈구 · 큰포식세포 다량존재)포식작용phagocytosis
→ 세포성분, 영양성분, 세균, 세포파편
- 자가융해autolysis → 세포손상 · 쇠퇴세포소기관과 결합
5) 리보좀ribosome(rRNA + 단백질로 구성)
- (DNA정보에 따라)여러개 리보솜 → mRNA에 붙어 단백질 합성
6) 과산화소체peroxisome
- 카탈라아제 효소 보유
→ 대사과정 생성 독성 과산화수소H2O2 → 물+산소 분해
- 간 · 콩팥세포에 많음
7) 미세관microtubule
- 세포분열시 염색체에 연결 → 염색체를 세포양극으로 이동 역할
- 콜히친colchicine 처리(투여)
→ 미세관형성× ←세포분열 중기metaphase에서 정지(씨없는 수박)
→ 콜키쿰속 식물에서 추출 (통풍치료약물 성분 - 알칼로이드)
8) 중심체(중심소체 + 주변물질)centrosome
- 유사분열 초기 → 분열한 염색체를 양극으로 끌어당기는 역할(분극유도)
- 신경섬유(중심소체 없는 세포) → 분열 않슴
9) 편모flagella와 섬모cilia(세포 뼈대계통)
- 편모 정자 운동기관
- 섬모
점막 · 호흡기관 조직 표면 → 이물질 · 노폐물 제거작용.
여성생식기 표면 → 난자 이동 담당
3. 핵nucleus(모든세포 존재. 적혈구 · 혈소판 제외)
DNA(유전물질) 보유
세포분열 → DNA복제replication, 유전정보 전사transcription, RNA 합성(유전암호 해독translation)
1) 핵막(고분자물질 핵 ↔ 세포질사이 교통 - 핵구멍)
2) 핵소체(RNA 합성부위 - rRNA 들어있슴)
3) 염색질(세포분열시 염색체로 응집, DNA이중나선 + 히스톤histone 단백질)
- 23쌍(46개) 염색체(500만개 유전자 - 염기서열 A4용지 인쇄 550,000쪽에 해당 )
- 염색체 이상(돌연변이) 대표적인 유전병
· 다운증후군Down's syndrome - 21번 염색체 3개(47개 염색체) ← 95%
신체 전반 기형
둥글고 납작한 얼굴, 눈꼬리 올라감, 입 · 귀 · 코작고 낮음, 혀 큰편
둥글고 뭉툭한 손 · 발(짧고 과도유연), 안쪽으로 휜 새끼손가락,
홍체 흰반점 , 1자손금(50%), 신체기능이상(성장장애)
지적장애, 수명 ↓
산모연령 ↑ - 밀접관련
· 터너증후군Turner's syndrome
여아, X 염색체수 1개(45개 염색체) or 비정상XX
목짧고 두꺼우며(80%),
성적발달지연(사춘기 난소발달지연 - 여성H. 분비 ↓)
양수검사 - 검출가능
· 클라인펠터증후군Kleinefelter's syndrome - 성염색체 XXY(47개 염색체)
남아, 고환작고, 정자발달(생식기형)×(불임)
4. 핵산nucleic acid
1) DNA deoxyribonucleic acid = 유전자gene
- 1개 염기 + 5탄당(데옥시리보오스deoxyribose→중합→데옥시리보핵산DNA) + 인산
- (상대편 사슬과 질서정연한 염기서열) 상보성
- (극성 반대)두사슬 꼬여(수소결합) 이중나선double helix 구조
- (유전언어 구성)염기(4개)
→ 아데닌A, adenine 구아닌G, guanine 시토신C, cytosine *티민T, thymine
→ 염기 4개중에서 3개 조합(코돈 64개)에 의해 aa 서열 결정
(TAC-Met, AAA-Phe CCA-Gly ···)
- 체세포 분열(이중나선구조) → DNA중합효소(수소결합분리) → 복제
- 반보전 복제semiconservative replication
(기존가닥 · 새로합성 가닥 + 기존가닥 · 새로합성 가닥)
2) RNA ribonucleic acid
- 3개 형태
· messenger ·RNA(mRNA) - 단백질 합성순서 정보 전달
· transfer RNA(tRNA) - 아미노산 → 리보좀(단백질합성 장소)까지 운반
· ribosomal RNA(rRNA) - 펩티드 합성(펩티드 연결 효소제공), 리보좀 구조 일부 형성
- 1개 염기 + 5탄당(리보오스ribose → 중합 → 리보핵산RNA) + 인산
- 염기(4) → 아데닌A, adenine 구아닌G, guanine 시토신C, cytosine *우라실uracil
- 단일 사슬single chain 구조
5. 단백질의 합성
1) 전사transcription (DNA(암호정보) → (RNA중합효소) RNA로 복사되는 과정, 두가닥중 한가닥만 전사
- RNA중합효소 DNA서열 인식 + 결합 → DNA풀기(수소결합 분리) → 전사
→ DNA + RNA(5' → 3' 방향) 이중중합체 형성
→ 원래DNA 나선 다시형성 → RNA와 교체(새로운 RNA)
- 화학적 양상, 염기쌍 형성법칙 DNA중합효소와 비슷하게 작용
2) mRNA(암호화 메시지 → 리보솜으로 운반)와 유전암호
- 암호 코돈codon(4 × 4 × 4 = 64개, RNA코돈표(시작1 + 정지3 + 아미노산 지정61)
4개 염기중 3개염기 조합 → 아미노산 20종 중 지정(GAG = Glu, glutamic acid)
- 시작암호(1) → AUG(해독시작 - methionone),
- 정지암호(3) → UAA UAG UGA
- 61개 코돈 20개 아미노산 지정
- 어떤 아미노산은 하나이상 코돈으로 암호화
(GGU GGC GGA GGG- 모두 glycine = 동의코돈)
3) tRNA와 아미노산 결합
- 뉴클레오티드(DNA) 언어 → 아미노산 언어로 해독
- 아미노산과 공유결합(20여종 효소 · tRNA 존재 → 3' 말단 CCA에 부착)
- anticodon → 유전암호내 특정코돈 인식
- tRNA 한쪽 끝 → (mDNA) 코돈 인식,
다른끝 → 코돈(DNA)과 매칭되는 아미노산 인식 운반
4) 유전암호 해독-리보좀에서 아미노산 + 아미노산의 조립(시작, 연장, 종료)
- 시작
mRNA - 정보 전달
(시작코돈AUG-메티오닌-1차코돈GUU-2차코돈UGU-) + 리보솜(1,2) 결합
rRNA - 펩티드 합성(1차코돈GUU + tRNA-CAA aa 장착, 결합 = 쌍 · · ·)
- 연장(aa 순서에 따른 연결과정)
2차코돈UGU + tRNA - ACA aa장착, 결합 = 쌍 · · ·
장착 aa + 장착 aa 연결
- 종료
· · · 정지코돈(UAG or UAA or UGA) - aa 연결중지
완성 폴리펩티드 유리, 리보솜(1, 2) 분리
6. 세포주기cell cycle(세포분열시작 → 분열끝 → 반복)
- 빠르면 8시간(표피 종자층, 창자 상피세포) 느리면 100일↑(콩팥세포)
- 적혈구 · 신경세포 → 성숙(분열멈춤)
1) 사이기interphase(DNA복제 수행기간)
- 3단계(G1기 → S기 → G2기) 세포주기의 약 90% 차지
- G1기first gap phase 새로운 세포 성장에 필요한 효소, 구조단백질 합성,
소요시간-세포종류마다 차이
S기 synthesis phase(DNA합성기) 세포분열준비. DNA합성(핵)-염색체 복제
G2기second gap phase 세포분열 마지막 준비-방추섬유 구성단백질 조립(핵분열 준비)
2) 유사분열mitosis(새로운 세포 만들어지는 기간) (체세포분열 - 세포핵이 2개로 나뒤는 분열방법)
- 4단계(전기 → 중기 → 후기 → 종말기). 핵물질이동 + 재배열.
분열 - 약2시간 소요. 분열소요시간 초과 생성세포 → 암cancer 세포
- 전기 염색체 → 염색분체(2개로 나뉨) - 핵막 사라짐 시작
↘ 중기 염색체 → 적도equator에 나열되고, 핵막 사라짐
↘ 후기 염색체 → 분리되어 반대편 극으로 끌려감
↘ 종말기 새로운핵막 형성(분할구), 핵소체 다시 출현
3) 감수분열meiosis
(번식 - 두번의 핵분열에 의해 4개의 반수체 생식체 또는 성세포가 생성되는 과정)
- 염색체(2배체diploid, 2n)가 세대 거치는 동안 일정하게 유지 ← 감수분열-반수체(n).
(유성생식)자식 두벌의 유전정보(정자23개+난자23개 = 46개 =23쌍) 받음
정자 → 상염색체 22쌍(44개) + 성염색체 1쌍(XY) = 23쌍(46개)
난자 → 상염색체 22쌍(44개) + 성염색체 1쌍(XX) = 23쌍(46개)
수정 → 정자 염색체 23쌍(46개) + 난자 염색체 23쌍(46개) = 92개(염색분체)
- 염색분체(46+46=92)
→ 제1감수분열(92÷2=46)
→제2감수분열(46÷2=23) → 23개 염색체(반수체haploid)
- 성 결정 → 성염색체 X + X = 여 X + Y = 남
- 유전병
· 색맹(색각이상)
전全색맹 · 부분색맹(적 · 녹 · 청중 1 ∽ 2가지 색(적 · 녹) 식별×).
색맹부모 → 자색맹, 색맹부 · 정상모 → 자 색맹형질
· 혈우병(혈액응고 지연) → 남 - 환자, 여 - 무증상보인자
· 근위축증(근이영양증) → 성염색체(X)의 열성유전자 유전
4) 성의 결정
- X-Y 체계(포유류)
- X-O 체계(곤충류) 암 - XX, 수 - XO (정자 X염색체 보유여부)
- Z-W 체계(조류 · 일부 어류와 곤충류) 난자 성염색체 암 - ZW, 수 - ZZ
- 반수체(이배체)체계
(벌 · 개미. 난세포 성염색체가 자손의 성 결정)
암 - 수정수컷(이배체), 수 - 무수정수컷(반수체)
- 환경영향
거북 · 도마뱀 배양온도↑ - 암컷,
악어 배양온도↑ - 수컷
성전환(흰동가리, 무지개송어) 젊을때-수컷, 나이들면-암컷
청소놀래기, 일부 열대어 수컷사라지면 우두머리 암컷 → 수컷(성전환)
5) 세포예정사 programmed cell death, PCD
세포 외부 · 내부 신호자극에 반응하여 스스로를 파괴하는 기전
- 괴사necrosis
세포막 터짐(주변세포 오염피해)
- 자멸사apotosis
유전자제어에 의한 능동적인 세포의 죽음
DNA 단편화fragmentation, 원형질막 수포blebbing발생, 부피감소, 핵응축
내부물질의 외부 유출없이 대식세포 포식작용으로 제거
- 자가포식autophagy
7. 세포주기의 조절세포막을 통한 물질의 이동
1) 물질의 수동적 운반Passive or spontaneous transport
에너지공급 없이 농도경사concentration gradient(단순분자들의 운동)에 의해 발생
- 확산diffusion 분자농도 높은곳 → 낮은곳 (농도경사) 이동(평형될 때 까지)
· 허파꽈리 가스교환(공기 - 산소분압 / 탄산가스분압 차이)
↘ 산소 → 모세혈관 속으로, 탄산가스 → 허파꽈리 속으로 이동
· 확산속도 영향인자 → 거리, 농도 경사, 분자 크기, 온도, 전기력(양극, 음극)
· Overton 법칙
① 비극성 용질의 세포막의 투과성은 용질의 지질용해성에 정비례
② 세포막 투과성은 용질의 분자크기에 반비례
∴ 크기 작고, 지질용해성 ↑ = 단순확산 ↑
· 픽스의 확산법칙Fick's law of diffusion
확산속도 = 막 표면적, 물질농도 기울기, 막 투과성에 비례
∴ 막표면적 넓을수록, 농도기울기 ↑, 분자 크기 ↓,
막 두께 얇을수록 → 확산속도 ↑
· 인지질 이중층을 통한 확산
높은 투과성 ↑(지질용해성 ↑, 비극성)
→ 산소 , 질소, CO2, 물, 요소, 벤젠, 일부 aa, 글리세롤
중간 투과성(크고, 극성, 비전하성)
→ 포도당, 설탕, 일부aa
낮은 투과성
→ 이온성aa H+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-, SO4-
세포막밖=양극, 세포막안=음극
∴ 음이온=막안 → 막밖(양극) 이동 수월, 양이온(전기적 반발)
· 막 통로 확산
이온(전하를 띤 Na+, K+) , 극성물질 세포막 직접확산 불가능
→ 통로channel(0.7nm) 이동
- 촉진확산faccilitated diffusion
· 지질불용성, 크기 ↑ → 운반단백질carrier이용하나, 에너지사용 × → ∴ 정방향 이동
· 운반율 → 단순확산(불포화) < 촉진확산(포화)
· 운반단백질의 수 → 운반량에 영향
· 경쟁적 억제에 의한 운반율 → 용질B 에 용질A 가 경쟁적 억제에 의해 용질B의 운반율 ↓
- 삼투osmosis
· 반투막 통한 용매(물)확산(농도 낮은 용매 → 높은쪽 이동 → 평형)
· 반투막에 미치는 압력 = 삼투압
· 삼투압의 크기는 두 용액의 농도차에 비례(Van't Hoff 식)
① 등장액isotonic solution → 세포안팎 물 농도 같아 - 쭈그러들지도 부풀지도 않음
· 생리식염수 0.9%NaCl (1mol 분자가 1L 물에 녹아있을 때 삼투압)
· 5% 포도당(5g포도당/100ml)
② 저장액hypotonic → 적혈구 팽창(물 흡수), 파열(0.5%) ← 삼투적 파열
③ 고장액hypertonic → 적혈구 수축(적혈구 내부 물 → 식염수 쪽 스며나감. 수축)
· 세포내외 삼투적 평형상태(비투과성용질 농도차 평형)
- 여과filteration(중력 압력차(막)액체이동)
· 콩팥 토리(사구체) 혈액 여과
· 모세혈관내 물질-혈압 → 혈관밖 이동
2) 물질의 능동적 운반active or energy requiring transport
· 에너지이용 운반(농도경사, 전압경사 역행이동) = 에너지효소계운반(Na+ - K+ ATPase)
· Na+ - K+ 펌프 (K+ 세포안으로, Na+ 세포밖 이동) ← 가장 활동적이고 일반적
· 능동운반 특성(4)
① 포화현상
운반체량 일정 → 용질농도 ↑(모든 운반체 결합 = 포화상태)
→ 용질농도 높이더라도 이동속도 빨라지지 않는다
(그 물질의 최고 이동속도)
② 에너지(ATP, 간접에너지) 이용 ← 농도경사 거슬러 물질운반
온도 ↓ 또는 2,4-dinitrophenol,DNP(대사억제물질)
→ 능동운반 억제(혈액저온저장)
③ 운반체의 특이성(선택성)
Na+ 운반체 / aa 운반체 / 당류 운반체
④ 유사물질들의 운반체와의 결합 경쟁성
유사물질(구조,작용)들 간에(포도당과 과당) 운반체와의 결합 → 경쟁적,
단독운반보다 운반속도 지연현상(경쟁적 억제competitive inhibition)
- 1차 능동운반(운반단백질 - ATP 이용)
① Na+ - K+ ATPase(Na+ - K+ pump) 전기 · 화학적 경사에 역행하여 이동
안정시 세포내 K+ 농도↑, Na+ 농도 ↓
Na+(세포내) → 세포외액 이동, K+(세포외액) → 세포내 운반
이동 억제물질 → 와베인ouabain 디지탈리스digitalis
② Ca2+ ATPase(Ca2+ pump)
근세포질그물(SR)이나 세포막에서 Ca2+ 운반(전기, 화학적 경사 역행)
③ K+ - H+ ATPase(Proton pump)
벽세포(위) → H+ → 위샘관 내로 운반(전기, 화학적 경사 역행)
- 2차 능동운반(간접 에너지 이용) → 2개이상 용질운반에 연관
· 개요 - 용질(1, Na+) 농도경사 순응 운반 → 다른용질(2) 역행성 운반에 간접 에너지 제공
· 동향 운반(용질 1, 2) - 둘다 같은방향으로 운반(둘다 들고 또는 둘다 나고)
작은창자 Na+ - glucose, 콩팥 Na+ - K+ -Cl-
· 역방향 운반(용질 1, 2) - 각각 반대방향으로 운반(하나는 들고, 하나는 나고)
Ca2+ - Na+, Na+ - H+
3) 용적bulk운반( =소포vesicular운반) → 거대분자(박테리아, 단백질, 지방입자, 이물질) 운반
- 세포내 이입endocytosis 세포막으로 둘러쌈 → 소포형성 → 세포내 흡수
→ 포식작용(백혈구 포식세포) 박테리아 포식작용, 면역작용
→ 포음작용 - 지단백, 면역복합체, 효소, 호르몬, 난황단백질, 독소
- 세포외 유출exocytosis 세포의 물질 분비기전
(과립형태 → 고농도 축적, 자가소화방지, 일정량 효과적 분비)
호르몬 분비 - 카테콜아민(부신속질), 항이뇨호르몬, 옥시토신(뇌하수체 뒤엽)
소화효소 분비(침샘),
신경전달물질 분비(신경말단)
히스타민 분비(비만세포),
효소분비(백혈구, 혈소판)
세포내 노폐물 배출
8. 체액body fluid(인체내 모든 수분)및 체액환경
- 성인 남성 체중의 60%, 여성51% - 지방함량차이, 어린이 72%
- 세포내액 40%(단백질, 유지방, 탄수화물, 무기질)..., 세포외액 20%(사이질액15%, 혈장5%)
- 끊임없는 이동과 전신순환(세포 내 · 외액 이동 / 혈장과 조직액 사이의 이동)
- 스탈링가설starling's hypothesis
(①+②+③+④ 상반된 힘 작용 → 모세혈관벽 끊임없이 체액이동)
① 액압fluid pressute, FP = 혈액정수압blood hydrostatic pressure,BHP
= 모세관혈압capillary pressure,CP → 혈액 액체성분을 모세혈관밖으로 여과시키는 힘
② 혈장콜로이드삼투압plasma colloidal osmotic pressure,PCOP - 단백질에 의해 생김
= 혈액삼투압blood osmotic pressure→모세혈관 밖 액체의 혈관내로 이동 시키는 힘
③ 조직압tissue pressure,TP = 사이질액정수압interstitial fluid hydroststic pressure,IFHP
→ 세포사이 조직액압 0mmHg (조직액을 모세혈관 안으로 이동시키는 힘)
④ 조직콜로이드삼투압tissue colloidal osmotic pressure,TCOP
= 사이질액삼투압interstitial fluid osmotic pressure,IFOP
→ 조직속의 소량 단백질에 의해 생기는 압력 6mmHg(혈장 액체를 조직쪽으로 이동시키는 힘)
- 순여과압NFP +8mmHg(세동맥 끝-동맥쪽모세혈관 - BHP > PCOP → 혈관밖 유출)
→ NFP 0mmHg(모세혈관중간 - BHP = PCOP → 이동없슴)
→ -7mmHg(정맥쪽모세혈관-세정맥 시작 - PCOP > BHP → 혈관내 유입)
- 체액조절
· 수분조절중추 사이뇌 시상하부 → 효과기(콩팥)
· 심방나트륨이뇨펩티드 aterial natriuretic peptide, ANP
(수분, 전해질 배설촉진 ↔ ADH 분비억제)
· 항이뇨호르몬antidiuretic H., ADH
- 수분회수(먼쪽곱슬세관,집합세관), 혈관벽 축소(탈수-혈압유지)
· 탈수dehydration(체액부족, 체액 1% 소실 - 실혈, 요붕증, 구토, 설사 → 갈증)
- 체중감소, 산증acidosis, 맥박증가, 심박출량 감소, 체온상승, 갈증, 피부건조
- 허탈collapse(심하면)
· 부종(부기)edema(사이질액 과다-사이질액 정수압 0mmHg보다 높아짐)
- 원인 → 모세혈관내 액압 ↑, 혈장 단백질 ↓, 모세혈관 투과성 ↑,
나트륨 저류, 림프관 폐쇄
- 인체 영향 → 체중 ↑, 체온 ↓, 구토, 경련, 혼수상태
9. 세포신호 전달cell signaling
- 세포들 사이의 정보이동
① 세포 → 틈새이음(교통반 gap junctoin) → 세포
② 신경세포 → 전기신호 전달 → 신경전달물질-틈새이음(교통반 gap junctoin) → 효과기 세포
③ 신경세포 → 신경호르몬 분비 → 혈액이동 → 표적세포(효과기)
④ 호르몬분비 세포 →호르몬 분비 → 혈액이동 → 표적세포(효과기)
⑤ 세포 → 분비물질의 세포외 확산(파라크린paracrine) → 인접세포에 신호 전달
사이토카인cytokines - 면역반응 특성, 강도, 기간조절
인터루킨interleukin(백혈구에서 생산 - 사이토카인의 종류중 하나)
- 면역세포 증식, 분화, 성숙, 이주부착 유도
- 세균침입 → 백혈구(세균인식-인터루킨방출) → T세포활성화 → 세균공격
⑥ 세포 분비물질 → 자신이 흡수(오토크린autocrine) = 표적세포 → 분비세포(자신)
- 세포내 정보(신호)전달과정
1) 1차전령first messenger(리간드ligand - 표적세포에 정보전달하는 물질)
종류 - 효소 → 기질, 조효소, 수용체 → 호르몬, 신경전달물질
기능 - 작용제(효능제agonist-반응) ↔ 대항제(길항제antagonist-반응차단)
2) 수용체receptor
(특징 - 특이성specificity, 친화성affinity, 포화성saturation, 경쟁성competition)
① 이온통로연결수용체 - 빠른 신호전달(직접 이온채널 개폐)
② G단백질연결수용체 - 일차전령과 결합
→ 세포속 효소 활성화(이차전령 생성) ← 간접결합
③ 효소연결수용체
3) 이온통로(분자량 큰 단백질, 세포막 가로질러 있슴)
① 전압 의존성통로(Na+ K+ Ca2+ 이동 → 막전압변화 → 문gate 여닫음)
② 리간드 의존성통로(신경전달물질, 호르몬 → 문gate 여닫음)
③ 기계적자극 의존성통로(물리적 자극-압박 → 문gate 여닫음)
4) G단백질GTP, bonding regulatory protein, G protein
수용체의 자극을 효소성단백질이나 이온통로에 전달하는 변환기transducer로 작용
5) 이차전령second messenger
- 분자량 큰 수용성물질(세포막통과 불가능) → (세포표면)표적세포 수용체와 결합
→ 세포내 생리반응물질 생성(효소활성-이차전령 형성) → (이차전령)생리효과
- 대표적 이차전령물질
cAMP → 혈당상승
cGMP → Na+, 물 배출 증가
IP3 · DAG · Ca2+ → 민무늬근 수축
NO(일산화질소) → 세포내 Ca2+ 이온농도 감소 → 혈관 민무늬근육 이완
- 민무늬근육 이완 → 혈관확장유도 - 혈압 ↓
- 단백질(아르기닌) 변형하여 제조
- 니트로글리세린 → 몸속에서 NO로 변환
- sildenafil → (자극) 해면체 NO 방출
→ cGMP분해효소 억제(cGMP수치 ↑)
↘ 민무늬근육 이완 → 혈관내 혈액유입 ↑
6) 인산화phosphorylation
- 인산기 결합 · 분리 → 전하변동(특정 이온에 대한 친화력 변동), 에너지 변동(생산, 소비)