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全本小说网 >> 强人记事 >> 第116章 钙进钙出

梦:我们今天接着学习钙离子。

强:我整理了钙的内容,确实还有许多内容没有学习。还有甲状腺分泌的“降钙素”和“升钙素”没有讲解。

梦:降钙素和升钙素是木系统应对失衡情况的调节手段,在学习降钙素和升钙素之前,我们要先理解肝细胞对钙离子的正常利用。我们知道肝脏的合成代谢中,蛋白质和脂质的合成都是在内质网上加工完成的,钙离子是操作内质网的高级钳工,内质网是超大型的加工机床,需要许多钙离子同时在岗工作,内质网才能正常运转。所以钙库内需要维持一定量的钙离子浓度,钙库既是钙离子的居住区,也是钙离子的工作区,当钙库内的钙离子浓度过低,内质网就要停工。所以钙库平时要尽可能多的存储钙离子,以备不时之需。

强:这部分您过去讲过,肝细胞需要钙离子时,细胞外的钙离子顺浓度梯度通过“离子通道”进入细胞内,完成对钙离子的补充。我现在好像理解了,进入细胞的钙离子最终目的是进入钙库,细胞浆液中的钙离子只是过渡。

梦:就是这样。细胞外的钙离子浓度高于细胞内,钙离子内流是不耗能量的;细胞浆液中钙离子浓度低于钙库,钙离子要通过“钙泵”逆浓度运输进入钙库,这个过程需要消耗能量。所以决定钙库内钙离子浓度的关键因素是ATP。如果内质网内的ATP充足,钙库的存储量充足,细胞浆液中的钙离子浓度低,是良性的循环,肝细胞健康有活力;相反,如果内质网内的ATP不足,钙离子内流钙库受阻。后果是胞浆内的钙离子相对过量,过量的钙会争夺镁离子的岗位,而内质网则缺少钙离子的操作,生产效率下降,形成双重损伤,肝细胞表现为虚弱无力。

强:细胞内钙离子相对过量,是不是降钙素可以出手了?

梦:还不到时候,细胞浆液中的钙离子浓度升高,首先启动“钙泵”,排出细胞内多余的钙离子。虽然细胞内的钙离子升高,但与细胞外的钙离子浓度相比还是较低的,钙泵将钙离子排出属于逆浓度传输,需要消耗ATP能量。钙泵携带的ATP是有限的,工作一段时间后ATP就会耗尽,需要补充新的能量。所以钙泵只能满足短期的爆发运动,无法持久。

强:钙泵能量耗尽了,是不是该“钠钙交换体”出场了?

梦:是的,由于钠离子的参与,使钠钙交换体的能耗比钙泵低,可运输更多的钙离子,坚持更久一些。正因为钠钙交换体的补充,在爆发运动后虽然疲劳,但还略有余力。当钠钙交换体上的ATP能量也耗尽的时候,僵尸的感觉就是彻底的疲惫,需要休息,否则就会抽筋。所以在工作和运动后,肌细胞表面的钙泵和钠钙交换体需要补充ATP。

强:钙泵和钠钙交换体是如何补充ATP的?

梦:ATP的来源是胞浆内葡萄糖的糖酵解,葡萄糖通过糖酵解释放少量ATP能量,并转化为丙酮酸,丙酮酸再进入线粒体进一步氧化磷酸化释放大量能量。虽然糖酵解产生的ATP数量不多,但可以满足钙泵在短时间内爆发巨大的能量,这一途径ATP供应的肌肉运动就是无氧运动。所以无氧运动只能满足短期的爆发运动,无法持久。长期的运动还需要丙酮酸在线粒体内的氧化磷酸化提供的大量能量。

强:ATP在胞浆内是如何传输的?

梦: ATP在胞浆内的运输属于扩散运动,哪里的ATP消耗大就会形成ATP负压区,ATP就会扩散过去。ATP的扩散传输就像竞争上岗,使高耗能的区域能得到充足供应。缺点是ATP供应的速度慢不连续,远端的ATP扩散目标区需要不短的路程。当胞浆内钙离子浓度高时,ATP从线粒体释放出来,朝向钙泵和钠钙交换体扩散,提供持续、缓慢、稳定的能量供应。

强:肝细胞与骨骼肌细胞内ATP供应相同吗?

梦:ATP供应的方式相同,都是扩散,但肝细胞与肌细胞内的结构不同,ATP的流向存在一些差别。在肌细胞内肌浆网的分布分布十分广,运动时在运动神经信号作用下骨骼肌内的肌浆网先释放钙离子,然后肌浆网的钙泵再将钙离子吸收进入肌浆网,通过钙离子的流出流入完成肌肉的收缩控制。健康的肝细胞主要接收激素信号控制代谢过程,内质网收到激素信号后释放钙离子启动机床生产。由于钙库只存在于内质网内部,当胞浆内钙离子浓度升高时,细胞膜和钙库的内钙泵同时启动,一部分钙离子排出细胞,一部分钙离子内流入钙库。所以肝细胞内的ATP扩散流向细胞膜和钙库,骨骼肌细胞内ATP扩散流向肌浆网。

强:我发现二者钙离子的流向不同,肌细胞内的钙离子是基本恒定的,而肝细胞的钙离子会流失。

梦:是的。但肝细胞不是单向的流失,细胞外的钙离子还会通过离子通道进入细胞内,形成离子平衡。骨骼肌细胞一般具有两种状态,一种是刚刚提到的运转状态,细胞的行为受运动神经控制,细胞内的钙离子基本是自循环的;还有一种是非运动时的代谢状态,这时细胞代谢与肝细胞类似,收激素信号调节,这时细胞外的钙离子通过离子通道内流,细胞膜的钙泵将多余的钙离子排出,形成物质交换。当长时间运动时,两种状态同时运行。

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