2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、鈣離子的生理作用及血鈣濃度的調(diào)節(jié),2024年3月12日,1,分布:(99%)骨骼、牙齒、指甲、頭發(fā)。血鈣(1%):血液、細(xì)胞、細(xì)胞外液、軟組織中。1%血鈣在生命中的重要生理功能:◇參與心臟的收縮與舒張,調(diào)節(jié)心律;◇參與神經(jīng)沖動的傳導(dǎo);◇參與肌肉的收縮與舒張;◇參與血液凝固;◇激活酶的活性;◇維持細(xì)胞的黏著及細(xì)胞的完整性與通透性;◇控制纖毛運動;◇調(diào)整機體免疫平衡;(增強免疫功能),鈣在人體中的分布、作用,2024年

2、3月12日,2,一、概述,血鈣的來源:①通過腸道吸收進(jìn)入血液②從骨骼中攝??!,3,Calcium in the body,機體總鈣,99%分布在骨骼,0.5%在牙,0.5%在軟組織(細(xì)胞內(nèi)鈣),0.02%在血漿,,,,,,2024年3月12日,3,4,Calcium in the blood,血液中鈣,99%----血漿,蛋白質(zhì)結(jié)合鈣(46%),有機酸結(jié)合鈣-復(fù)合鈣,離子鈣(48%),1%----血細(xì)胞中,,,The ionized

3、 form of calcium in the serum is critical to healthy physiologic function.,2024年3月12日,4,5,Calcium in the cell,,,細(xì)胞內(nèi)鈣,99.9%----結(jié)合鈣,0.1% 游離鈣在胞內(nèi),濃度0.1 ?mol/L,,,5%存在于細(xì)胞膜,細(xì)胞漿內(nèi)結(jié)合鈣占0.5%,作為第二信使的游離鈣僅占細(xì)胞內(nèi)鈣的0.005%。,細(xì)胞內(nèi)鈣50%存在于胞核內(nèi),44

4、%存在于胞內(nèi)鈣庫(線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng))內(nèi)質(zhì)網(wǎng)游離鈣濃度也只有0.5 ?mol/L,2024年3月12日,5,二、鈣離子的生理作用,鈣離子是凝血因子,參與凝血過程參與肌肉(包括骨骼肌、平滑?。┦湛s過程參與神經(jīng)遞質(zhì)釋放是骨骼構(gòu)成的重要物質(zhì)鈣離子參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)鈣離子參與細(xì)胞凋亡。。。。。。,2024年3月12日,6,血液凝固(blood coagulation),概念:血液從流動的溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不能流動的凝膠狀態(tài)的過程本質(zhì):

5、可溶的纖維蛋白原變?yōu)椴蝗艿睦w維蛋白并交織成網(wǎng),網(wǎng)羅血細(xì)胞等成分形成凝血塊。,,(一)、鈣離子參與凝血過程,2024年3月12日,7,血液的凝固是由一系列凝血因子參與的復(fù)雜的蛋白質(zhì)酶解過程,凝血因子(coagulation factor),,8,2024年3月12日,內(nèi)源性激活途徑(Ⅻ),外源性激活途徑(Ⅲ),,凝血酶原激活物,凝血酶原,凝血酶,,,,,纖維蛋白原,纖維蛋白,血液凝固的過程,2024年3月12日,9,內(nèi)源性凝血途徑

6、 當(dāng)血管壁發(fā)生損傷,內(nèi)皮下組織暴露,帶負(fù)電荷的內(nèi)皮下膠原纖維與凝血因子接觸,因子Ⅻ即與之結(jié)合,在HK(激肽釋放酶)和PK(前激肽釋放酶)的參與下被活化為Ⅻa。在不依賴鈣離子條件下,因子Ⅻa將因子Ⅺ激活為XIa。在鈣離子的存在下,活化的Ⅺa又激活了因子Ⅸ為IXa。單獨的Ⅸa激活因子X的效力相當(dāng)?shù)?,它要與Ⅷa結(jié)合形成1:1的復(fù)合物,又稱為因子X酶復(fù)合物。這一反應(yīng)還必須有Ca2+和PL(血小板磷脂)共同參與 外源性凝血途徑

7、 當(dāng)組織損傷后,釋放該因子,在鈣離子的參與下,它與因子Ⅶ一起形成1:1復(fù)合物。一般認(rèn)為,單獨的因子Ⅶ或組織因子均無促凝活性。但因子Ⅶ與組織因子結(jié)合會很快被活化的因子Ⅹ激活為Ⅶa,從而形成Ⅶa組織因子復(fù)合物,后者比Ⅶa單獨激活因子Ⅹ增強16000倍。,2024年3月12日,10,凝血酶的生成 即因子Ⅹa、因子Ⅴa在鈣離子和磷脂酶(PL)的存在下組成凝血酶原復(fù)合物,即凝血活酶,將凝血酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槟?。纖維蛋白形成 由

8、凝血酶在鈣離子的參與下催化血漿中的纖維蛋白原而形成,細(xì)絲縱橫交織構(gòu)成網(wǎng)狀,并將血細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)其中,使液狀的血液轉(zhuǎn)變成膠凍狀的血凝塊。,2024年3月12日,11,2024年3月12日,12,注意:(1)凝血是一個正反饋機制,一旦啟動,必迅速完成全過程。(2)Ca2+在多個環(huán)節(jié)起作用,因此控制Ca2+就能控制血凝。(抗凝劑的制備)(3)血凝過程是流水線,阻斷其中一步,則凝血過程必終止。,2024年3月12日,13,★ 肌肉收縮的結(jié)

9、構(gòu)基礎(chǔ)是粗細(xì)肌絲各蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特性;橫橋ATP酶分解ATP為之供能;而整個過程觸發(fā)和終止的關(guān)鍵是Ca2+與肌鈣蛋白的結(jié)合和分離,即Ca2+的濃度是高還是低。 鈣對心肌和骨骼肌具有收縮作用,當(dāng)神經(jīng)刺激心肌和骨骼肌時,肌漿網(wǎng)中的鈣就游離到肌漿中,鈣離子與肌鈣蛋白結(jié)合,引起肌肉蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生變化,解除肌鈣蛋白及原肌球蛋白的抑制作用,并激發(fā)其ATP酶活力,從而啟動骨骼肌和心肌的收縮,使心臟保持連續(xù)交替的收縮與舒張,維持心動的節(jié)

10、律,鉀離子則與心肌的舒張有關(guān),與鈣離子相拮抗。,,(二)、參與肌肉收縮與舒張過程,2024年3月12日,14,2024年3月12日,15,骨骼肌細(xì)微結(jié)構(gòu),16,⑴粗肌絲由肌凝蛋白(肌球)組成,其頭部有一膨大部稱為橫橋。,1、肌原纖維的組成,橫橋的特點,①能與細(xì)肌絲上的結(jié)合位點發(fā)生可逆性結(jié)合。②具有ATP酶的作用,與結(jié)合位點結(jié)合后,分解ATP提供橫橋扭動(肌絲滑行)和作功的能量。,2024年3月12日,17,肌動蛋白:表面有與橫橋結(jié)合的

11、位點,靜息時被原肌凝蛋白掩蓋;原肌凝蛋白:靜息時掩蓋結(jié)合位點;肌鈣蛋白:與Ca2+結(jié)合變構(gòu)后,使原肌凝蛋白位移,暴露出結(jié)合位點。,(2)細(xì)肌絲(thin filament),2024年3月12日,18,肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮,牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行,橫橋擺動,橫橋與細(xì)肌絲結(jié)合位點結(jié)合,分解ATP釋放能量,原肌凝蛋白位移,暴露細(xì)肌絲上的結(jié)合位點,Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合,終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿,2、骨骼肌收縮分子機制-滑行學(xué)說,,,

12、,,,,2024年3月12日,肌膜AP,,沿肌膜、T管膜傳播,,激活L型鈣通道,激活JSR鈣釋放通道,,Ca2+進(jìn)入胞質(zhì),,1,2,3,4,胞質(zhì)中〔Ca2+ 〕升高100倍,,肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合,肌肉收縮,激活LSR膜上的Ca2+泵,,Ca2+回收入肌質(zhì)網(wǎng),肌漿中〔Ca2+ 〕降低,,肌肉舒張,基本過程:,,,激活的L型鈣通道,3、骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián),20,骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián),2024年3月12日,21,4、骨骼肌舒張機制,

13、興奮-收縮耦聯(lián)后,肌膜電位復(fù)極化,終池膜對Ca2+通透性↓肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活,肌漿網(wǎng)膜[Ca2+]↓,Ca2+與肌鈣蛋白解離,原肌凝蛋白復(fù)蓋的橫橋結(jié)合位點,骨骼肌舒張,,,,,,,2024年3月12日,22,運動神經(jīng)沖動傳至末梢↓N末梢對Ca2+通透性增加 Ca2+內(nèi)流入N末梢內(nèi)↓接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動、融合、破裂↓ACh釋放入接頭間隙↓ ACh與終板膜受體結(jié)合↓受體構(gòu)型改變↓終板膜對Na+、K+(尤

14、其Na+)的通透性增加↓產(chǎn)生終板電位(EPP)↓EPP(終板電位)引起肌膜AP,↓肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管↓終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)Ca2+進(jìn)入肌漿↓Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合 引起肌鈣蛋白的構(gòu)型改變↓原肌凝蛋白發(fā)生位移暴露出細(xì)肌絲上與橫橋結(jié)合位點↓橫橋與結(jié)合位點結(jié)合激活A(yù)TP酶作用,分解ATP↓橫橋擺動↓牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行↓肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮,小結(jié):骨骼肌收縮全過程,1.興奮傳遞

15、 2.興奮-收縮(肌絲滑行)耦聯(lián),2024年3月12日,(三)、參與神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,Ca2+內(nèi)流是誘發(fā)乙酰膽堿釋放的必要環(huán)節(jié)。當(dāng)動作電位到達(dá)神經(jīng)末梢時,接頭前膜的去極化使電壓門控Ca2+通道開放,大量Ca2+由胞外進(jìn)入到突觸前末梢內(nèi),這些Ca2+不僅是一種電荷攜帶者,可抵消神經(jīng)末梢內(nèi)的負(fù)電位,而且本身就是一種信使物質(zhì),可以觸發(fā)囊泡中的乙酰膽堿以胞吐的形式釋放到接頭間隙中。 Ca2+ 在前膜的興奮和乙酰膽堿遞質(zhì)

16、釋放過程中起偶聯(lián)和觸發(fā)作用 。,2024年3月12日,23,當(dāng)神經(jīng)沖動傳導(dǎo)到神經(jīng)末梢時,使軸突末梢膜中的鈣離子通道開放,鈣離子內(nèi)流進(jìn)入突觸小體,引起乙酰膽堿釋放到突觸間隙。乙酰膽堿受體的離子通道允許鈉離子和鉀離子通過。,2024年3月12日,24,2024年3月12日,25,(四)、骨骼構(gòu)成的重要物質(zhì),血中鈣水平與骨代謝密切相關(guān)。正常時成骨與溶骨過程處于動態(tài)平衡,成骨過程中,鈣沉積于骨,血中水平降低,而溶骨過程中,骨質(zhì)分解,提高血中鈣水

17、平。在多種激素的共同調(diào)節(jié)下,骨不斷更新與重建,并為血中鈣水平穩(wěn)態(tài)提供基本保證。,2024年3月12日,26,2024年3月12日,27,(五)鈣離子與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo),胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度低;當(dāng)細(xì)胞受到特異性信號刺激后,質(zhì)膜上或肌漿網(wǎng)的鈣通道打開,細(xì)胞內(nèi)鈣濃度瞬時升高,引發(fā)細(xì)胞變化。,10-6M,,2024年3月12日,28,2024年3月12日,29,無活性PKC,有活性PKC,底物磷酸化,,,2024年3月12日,30,CAMP途徑: AC

18、 cAMP PKA CREBCGMP途徑:GC cGMP PKG (其它細(xì)胞) 下游蛋白DAG/IP3途徑:PLC水解 PIP2,,IP3 釋放ER中的 Ca2+,DAG,CaM, Ca2+,PKC,,Na+通道(視覺細(xì)胞),激活,Ca2+途徑:,IP3 釋放ER中的 Ca2+,細(xì)胞膜上的 Ca2+通道釋放胞外的Ca2+,,胞漿內(nèi)Ca2+濃度瞬

19、間升高超過10-6M,Ca2+與CaM結(jié)合形成復(fù)合體,活化下游的酶類,下游蛋白,2024年3月12日,31,2024年3月12日,32,細(xì)胞內(nèi)Ca2+的升高可通過生成活性氧和活性氮離子等下游環(huán)節(jié)而破壞細(xì)胞的能量內(nèi)穩(wěn)狀態(tài)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。,線粒體Ca2+積聚將損害氧化磷酸化作用,并通過電子傳遞鏈促進(jìn)活性氧離子如超氧化物(02-)、過氧化氫(H202)的生成。高線粒體Ca2+也改變線粒體膜的通透性,抑制ATP的生成和促進(jìn)壞死。,(六)鈣離子

20、與細(xì)胞凋亡,2024年3月12日,33,Ca2+激活的磷酸酶,鈣神經(jīng)蛋白(calcineurin)可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,可導(dǎo)致BAD去磷酸化,引起它轉(zhuǎn)移至線粒體從而促進(jìn)Bad與BCL-X形成二聚體。在海馬神經(jīng)元中,L-谷氨酸通過NMDA受體誘發(fā)Ca2+內(nèi)流并激活鈣神經(jīng)蛋白,從而觸發(fā)BAD的線粒體定位和細(xì)胞凋亡。此外,線粒體選擇性細(xì)胞色素c(Cyt c)通透將激活半胱天冬酶,進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。,Ca2+還可直接激活一些細(xì)胞的酶從啟動細(xì)胞毒級聯(lián)反

21、應(yīng)。,2024年3月12日,34,三、血鈣平衡調(diào)節(jié),血鈣以離子鈣和結(jié)合鈣兩種形式存在,各占約50%。其中結(jié)合鈣絕大部分是與血漿清蛋白結(jié)合,小部分與檸檬酸、重碳酸鹽等結(jié)合。因為血漿蛋白質(zhì)結(jié)合鈣不能透過毛細(xì)血管壁,故稱為不擴散鈣。檸檬酸鈣等鈣化合物以及離子鈣可以透過毛細(xì)血管壁,則稱為可擴散鈣 。血漿鈣中只有離子鈣才直接起生理作用。血漿中的不擴散鈣,雖沒有直接的生理效應(yīng),但它與離子鈣之間處于一種動態(tài)平衡,并受血液pH的影響。,2024年3

22、月12日,35,1、血鈣濃度的調(diào)節(jié)主要受以下三方面因素的影響,(1)飲食中鈣含量及腸鈣的吸收與排泄功能: 飲食中缺鈣或腸鈣吸收不良,會引起血鈣下降;大量腸鈣吸收會導(dǎo)致血鈣上升。腸鈣對血鈣的影響雖然很溫和且腸道有“自穩(wěn)系統(tǒng)”,但若長期飲食鈣量不足,仍然要動用“骨庫”中的鈣。(2)腎臟在血鈣濃度調(diào)節(jié)中起重要作用: 當(dāng)胃腸道吸收大量鈣時,血鈣濃度可暫時升高。血鈣濃度增高,尿鈣排泄也增加;反之亦然,兩者呈正相關(guān),以保持血

23、鈣濃度相對穩(wěn)定。(3)骨鈣是血鈣濃度調(diào)節(jié)的“大后方”: 一餐富鈣飲食可供12小時內(nèi)維持血鈣平衡不必動用骨鈣;但當(dāng)飲食中含鈣量不足時,為了保持血鈣濃度的相對穩(wěn)定.骨鈣就會“奮不顧身”地進(jìn)入血液,以調(diào)節(jié)血鈣平衡 。,2024年3月12日,36,骨鈣和血鈣調(diào)控激素共同完成:甲狀旁腺激素(破骨使骨鈣外流)降鈣素(促進(jìn)成骨,使血鈣降低)維生素D3(促進(jìn)腸道吸收鈣質(zhì))它們互相配合,使血鈣穩(wěn)定在晝夜變化不超過3%的水平上。,2、

24、如何維持血鈣穩(wěn)定,2024年3月12日,37,概念:為了維持血鈣的平衡,在甲狀旁腺的作用下骨鈣溶解,進(jìn)入血液的過程。危害:◇雖然彌補血鈣不足,但骨鈣的釋放,勢必造成骨質(zhì)疏松,形成硬組織軟化?!蠊墙M織中釋放的鈣帶有骨組織的成分,如膽固醇等。當(dāng)其沉淀在血管壁、軟組織及細(xì)胞中可引起血管硬化、軟組織硬化。引發(fā)各類心腦血管疾病、動脈硬化、高血壓、糖尿病、結(jié)石癥等。,3、鈣的遷徙,,,骨,鈣,血液

25、 細(xì)胞 軟組織,血,鈣,99%,1%,甲狀旁腺破骨素,甲狀腺降鈣素,,,◇甲狀旁腺分泌破骨素破骨造成血鈣升高?!笱}升高,甲狀腺分泌降鈣素

26、,使血鈣沉積在骨骼的關(guān)節(jié)部位,形成骨質(zhì)增生。,高血鈣癥影響諸系統(tǒng):◇中樞神經(jīng)系統(tǒng):記憶力減退、情緒不穩(wěn)定、個性改變、抑郁、嗜睡、可誤診為神經(jīng)官能癥?!笊窠?jīng)肌肉方面:倦怠、四肢肌無力、肌肉萎縮??烧`診為原發(fā)性神經(jīng)肌肉方面的疾病?!笙到y(tǒng):出現(xiàn)食欲減退、腹脹、消化不良、便秘、惡心、嘔吐等。如組織鈣化:肌腱、軟骨等出現(xiàn)關(guān)節(jié)疼痛、腎臟鈣鹽沉著引起腎實質(zhì)鈣化,皮膚鈣鹽沉著引起瘙癢?!竺谀蛳到y(tǒng):多尿、夜尿、口渴等,可出現(xiàn)腎結(jié)石、尿路結(jié)石。

27、為草酸鈣、磷酸鈣所致。◇骨骼系統(tǒng):早期腰背、髖部、肋骨與四肢骨痛。后期表現(xiàn)為纖維囊性骨炎??沙霈F(xiàn)骨骼畸形和多發(fā)性臥床不起。,四、鈣缺乏引起的危害,2024年3月12日,39,低血鈣癥的臨床反應(yīng)◇神經(jīng)肌肉興奮性增高:手足抽搐,癲癇、喉痙攣、喘鳴。◇誘發(fā)精神癥狀:煩躁、易激動、抑郁、兒童身體智力發(fā)育遲緩,多動癥、牙齒發(fā)育障礙?!髮?dǎo)致晶狀體白內(nèi)障:嚴(yán)重時可影響視力。糾正低血鈣癥可延緩白內(nèi)障發(fā)展。但不易消失?!蟮脱}可出現(xiàn)皮膚干燥,脫

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