세포와 세포외 환경 사이의 상호작용

1. 세포외 환경2. 확산과 삼투현상

3. 운반체 - 매개 수송4. 막전위

5. 세포신호

1. 세포외 환경1) 체액 총체액 - 체중의 약 60%세포내액 - 체중의 약 40%, K⁺, Mg²⁺, HPO₄⁻세포외액 - 체중의 약 20%, Na⁺, Ca²⁺, Cl⁻혈장 (plasma)- 체중의 약 5%, 혈액량 - 체중의 약 8% ( 유형성분 45%, 혈장 55%)세포간질액 - 체중의 약 15%세포횡단수분 - 구조상 세포내액 같지만 기능상 세포외액인 조직액뇌척수액 , 관절액 , 소화액 , 늑막액 , 안방수

1. 세포외 환경

2) 세포막 특징 : 선택적 투과를 하는 이중층 구조를 하고있다 . 물질운반기전ㄱ . 농도차에 의한 수송 - 단순확산 , 촉진확산ㄴ . 막 속에 있는 운반체에 의한 수송 - 촉진확산 , 능동수송ㄷ . 막의 이온에 대한 선택적 투과에 의한 수송 - Na-K pumpㄹ . 압력에 의한 수송 - 여과ㅁ . 세포막의 변형에 의한 거대물질수송 식작용 : 세포막에 있는 허족을 이용하여 거대입자 삼킴 . 백혈구 , 간세포 음세포 작용 : 세포막이 안으로 함몰되어 거대물질수송 수용체 매개 세포내유입 : 세포막의 특정수용체 단백질과 결합하여

물질을 운반 , LDL-C 유입 세포외유출 : 세포내 생성물질들이 세포 밖으로 분비되는 과정 . 신경전달물질 , 단백질

2. 세포막을 통한 물질이동

1) 단순확산 분자의 운동으로 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 운반 되어 농도를

같게 하려는 현상 . 예 ) 호흡시 폐포와 모세혈관 사이의 산소와 이산화탄소의 교환 확산속도 결정인자 - 막을 중심으로한 농도구배 , 확산 물질에

대한 막의 침투성 , 용액의 온도 , 막의 표면적 , 용액의 점성 , 분자의 크기

모세혈관

2. 세포막을 통한 물질이동

2) 삼투현상 (osmosis) 선택적 투과막을 사이에 두고 용질의 농도차이가 있어야 함 막의 용질에 대해 투과성이 없어야 함 막을 통한 용질의 이동이 아닌 용매의 이동이다 . 혈장의 삼투몰 농도 - 300mOsm ( 0.3 Osm) 등삼투성 용액 : 혈장과 동일한 삼투몰 농도를 갖는 용액 등장액에서는 삼투현상이 일어나질 않는다 . 5% glucose, 0.9% NaCl 용액 저장액과 고장액에서의 혈장의 변화 저장액에서 - 용혈현상 고장액에서 - 둔거치상 현상 혈액 삼투몰 농도의 조절 - 그림 6.12 참고

그림 6.5

삼투현상

삼투압 : 삼투현상을 방지하기 위해 사용하는 힘 용액의 용질농도가 클수록 삼투압 커짐

몰농도와 몰랄농도 1 mole: 어느 물질의 그램분자량은 아보가드로 수 (6.25X10 )

만큼의 분자를 가지고 있음 예 ) 포도당 1mole= 포도당 180g ( 포도당 =C6H12O6) 몰농도 : M/L , 몰랄농도 :M/kg

삼투현상은 물에 대한 용질의 비율이 중요하기 때문에 몰랄농도를 사용 = 삼투몰랄농도 (osmolality, Osm)

포도당 1M 용액 = 포도당 1 Osm/L NaCl 1M 용액 =NaCl 2 Osm/L

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생리식염수 = 등장액 = 300 mOsm/L 저장액 < 300 mOsm/L 고장액 > 300 mOsm/L

삼투질 농도의 평형

수분 섭취와 배설 평형 : 수분 유입 : 음용수 , 음식 ,

대사수 수분 유출 : 소변 , 대변 ,

불감손실 ( 호기 and 피부 )

수분 균형 : 2-2,5 L/d 유입 > 유출 시 : 소변량 증가 유입 < 유출 시 : 소변량 감소 나트륨의 섭취와 배설 평형 :

Na 유입 : 음식 , 음용수 Na 유출 : 소변 , 대변 , 땀 Na 균형 : ~10 g/d

수분섭취 조절과 갈증

수분 섭취 조절 : 신장의 Na 과 수분 조절 : 한계 섭취를 통한 조절 중요

갈증 (thrist): 체내 수분 항상성을 유지하려는 생리현상 혈장량 감소 시 or 혈장 삼투질 농도 상승 시 압력수용기 or 삼투수용기 자극 시상하부 : 갈증조절중추 반응

식염섭취 욕구 (salt appetite): 체내 나트륨 항상성을 유지하려는 생리현상 인간에서는 큰 의미 없음

단백질 운반체에 의한 수송3) 촉진확산 농도차에 의한 확산 단백질 운반체를 필요로 하며 포화 현상이 나타남 . ATP 를 필요로 하지 않음 포도당 , 아미노산 , 비타민에 필요한 운송 수단

단백질 운반체에 의한 수송4) 능동수송 농도구배에 역행하는 수송 단백질 운반체가 필요하며 포화현상 나타남 ATP 를 필요로 한다 . Na-Kpump, Ca 이온의 이동 2 차 능동 수송 - 공동수송 , 역수송

막의 이온에 의한 선택적 투과

5) 막전위 막전위가 생기는 원인 - 세포내 고정 (-) 이온 : 단백질 , 인산 Na-K pump 음 전하를 띤 이온은 세포내 침투가 어려움 K 의 평형 전위 - K 이온이 세포막의 투과성이 높기 때문에

평형전위로 사용 안정막 전위 - 세포가 자극을 받지 않은 상태일 때의 막에 형성되는

전압 신경세포 : -70mV 심근세포 :-85mV 일반세포 :-65 ~-85mV

압력에 의한 물질 이동

6) 여과 신장의 사구체에 압력에 의해 물질이 여과 됨

세포막의 변형에 의한 거대물질이동

식작용 음세포 작용 세포외 유출