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即见细胞,又见森林

1. 细胞

人体由30万亿个细胞组成,这些细胞是生命的基本单位。每个细胞都在执行特定的功能,如能量生产、物质运输和信息传递。细胞的健康直接影响到我们的整体健康状况。

主要包括

  1. 上皮组织细胞(Epithelial Cells): 覆盖和保护身体表面及内脏器官。
  2. 结缔组织细胞(Connective Tissue Cells): 支持和连接其他组织,如肌腱、韧带和脂肪。
  3. 肌肉组织细胞(Muscle Cells): 负责运动和力量的产生,分为骨骼肌、心肌和平滑肌。
  4. 神经组织细胞(Nervous Tissue Cells): 传递信息和控制身体功能,包括神经元和胶质细胞。
  5. 血细胞(Blood Cells): 包括红细胞、白细胞和血小板,负责运输氧气、免疫防御和凝血。
  6. 骨细胞(Bone Cells): 参与骨骼的形成和重塑,存储矿物质,包括成骨细胞、破骨细胞和骨细胞
  7. 脂肪细胞(Adipocytes): 储存能量和调节代谢,分为白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞。
  8. 免疫细胞(Immune Cells): 包括淋巴细胞、巨噬细胞和树突状细胞,负责抵御感染和疾病。

2. 细胞进化

fitness适应,恢复和营养大于压力,避免ots,细胞产生适应性变化。

3. 细胞功能

比如,细胞内作为工厂生产物质

  1. dna提供设计图
  2. 线粒体负责提供能量
  3. 内质网负责合成和运输蛋白质
  4. 高尔基体负责加工和分泌蛋白质

4. 增肌的本质

肌肉细胞在成年之后是几乎不会增多的,此后肌肉的增长主要是靠

  1. 肌细胞肥大(肌细胞体积变大)
  2. 非肌细胞数目增多

因此有三种肥大的方式

  1. 抗阻力训练能显著提高肌原纤维的数量,肌原纤维占肌肉细胞的50%-80%,此类肥大被称为肌原纤维肥大(Myofibrillar Hypertrophy),是力量训练的主要目标。
  2. 肌浆网肥大(Sarcoplasmic Hypertrophy),主要指肌浆网和其他非收缩性成分的增加(肌细胞的细胞质),通常与肌肉耐力训练相关,肌浆肥大对力量几乎没有增益
  3. 肌内脂,肌细胞内部也存在甘油三酯

5. 力量的本质

本质在于神经的控制 + 肌原纤维的数量

  • 肌原纤维数目
  • 中枢激活
  • 中枢神经对肌肉活动的协调和控制
  • 中枢神经系统兴奋状态

6. 肌耐力的本质

主要关注线粒体,肌耐力训练通过诱导PGC-1α的表达,促进线粒体的生成和功能提升,从而增强肌肉的耐力能力,并且增加毛细血管密度,改善氧气和营养物质的输送效率,增加乳酸代谢耐受

7. 细胞膜

双分子磷脂层(镶嵌模型),选择性渗透,维持细胞内环境稳定

物质出入细胞的方式被动运输(自由扩散)被动运输(协助扩散)主动运输
运输方向高浓度->低浓度高浓度–>低浓度低浓度–>高浓度
能量需求不需要不需要需要
载体需求不需要需要需要
例子氧气,二氧化碳葡萄糖,氨基酸钠钾泵

8. 渗透作用

水分子通过选择性渗透膜从低浓度区域向高浓度区域移动,以平衡两侧的溶质浓度。这一过程对于维持细胞内外的水分平衡至关重要。

9. 渗透与充碳

充碳提高糖原储备->渗透作用驱动水进入细胞->肌肉储水增加->提升肌肉耐力和肌肉形态

  • 一克肌糖原带来3-4g水分,健美运动员可以比普通人糖原多50-100%
  • 赛前充碳能提升肌肉尺寸3%左右

10. 水在人体,渗透和水肿

  1. 管内液: 血管内
  2. 胞内液: 细胞内
  3. 管外液: 细胞之间

电解质主导细胞外液的晶体渗透压

高钠血症下,细胞外液渗透压升高,水分从细胞内流向细胞外,导致细胞脱水和细胞外液过多,表现为水肿->血容量增加

11. 易化扩散

易化扩散是指通过载体蛋白帮助下,沿浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域运输分子或离子的过程。这种运输方式不需要能量输入,常见于葡萄糖和氨基酸等大分子的跨膜运输。

1. 通道蛋白介导的易化扩散

  • 结构:形成跨膜亲水通道(像隧道)。
  • 特点
    • 速度快(每秒百万离子)
    • 高度选择性(如钾通道只允许 K⁺ 通过)
    • 通常受门控调控(电压门控、配体门控、机械门控)
    • 仅仅顺浓度梯度运输
    • 整合脂蛋白含有一个孔,离子可以通过该孔从膜的一侧到另一侧
  • 例子
    • 神经细胞中的钠离子通道(Na⁺ influx 引发动作电位)
    • 水通道蛋白(Aquaporins):高效运输水分子(也属于易化扩散)

2. 载体蛋白(转运蛋白)介导的易化扩散

  • 结构:与被运物质特异性结合,发生构象变化将其转运到膜另一侧。
  • 特点
    • 速度较慢(每秒千次级)
    • 具有饱和性(转运速率有上限,类似酶促反应的 Vmax)
    • 高度特异性(如 GLUT1 只运葡萄糖,不运果糖)
    • 在ATP存在的情况下逆浓度梯度运输则为主动运输
  • 经典例子
    • GLUT 蛋白家族(如 GLUT4):负责葡萄糖进入肌肉和脂肪细胞。

      血糖高时,胰岛素促使 GLUT4 转位到细胞膜,加速葡萄糖摄入——但这个过程仍属易化扩散(顺浓度梯度,不耗能)。

物质不是吃了就有用,有些物质1 + 1可以获得更好的吸收率

12. 主动转运

主动转运是指细胞通过膜转运蛋白,利用能量(如ATP水解或离子梯度),将物质从低浓度一侧运送到高浓度一侧的过程。

✅ 核心特征:

  • 逆浓度梯度(或电化学梯度)
  • 必须依赖特异性转运蛋白
  • 消耗能量(直接或间接)

12.1 为什么需要主动转运?

细胞内外许多重要物质(如 Na⁺、K⁺、Ca²⁺、H⁺、葡萄糖、氨基酸等)的浓度差异极大。例如:

  • 细胞内 K⁺ 高、Na⁺ 低
  • 细胞外 Na⁺ 高、K⁺ 低
  • 胃腔中 H⁺ 浓度极高(pH≈1.5)

这些浓度差无法靠被动运输建立,必须依靠主动转运来维持细胞稳态、产生电信号、吸收营养等。


12.2 主动转运的两种主要类型

🔹 1. 原发性主动转运(Primary Active Transport)
  • 直接消耗 ATP 驱动物质逆梯度运输。
  • “泵”类蛋白质执行,最具代表性的是:

🌟 钠钾泵(Na⁺-K⁺ ATPase)

  • 每水解 1 分子 ATP, → 泵出 3 个 Na⁺, → 泵入 2 个 K⁺
  • 结果: • 建立细胞内外 Na⁺/K⁺ 浓度梯度; • 维持细胞静息膜电位(约 -70 mV); • 防止细胞肿胀(调节渗透压)。

其他例子:

  • 钙泵(Ca²⁺ ATPase):将 Ca²⁺ 泵出细胞或进入内质网,维持细胞内极低 Ca²⁺ 浓度(信号调控关键);
  • 质子泵(H⁺ ATPase):胃壁细胞分泌 H⁺ 入胃腔,形成强酸环境。
🔹 2. 继发性主动转运(Secondary Active Transport)
  • 不直接消耗 ATP,而是利用原发性主动转运建立的离子梯度(通常是 Na⁺ 梯度)所储存的能量,驱动其他物质逆梯度运输。
  • 本质是“借力打力”:Na⁺ 顺浓度流入细胞释放的能量,被用来“拖带”其他分子。

分为两类:

类型方向举例
同向转运(Symport)被运物质与 Na⁺ 同方向进入细胞小肠上皮细胞吸收葡萄糖/氨基酸(SGLT 蛋白)
反向转运(Antiport)被运物质与 Na⁺ 反方向交换心肌细胞 Na⁺/Ca²⁺ 交换体(排出 Ca²⁺)

🧪 举个经典例子: 小肠吸收葡萄糖时——

  1. 钠钾泵先建立外高内低的 Na⁺ 梯度;
  2. SGLT 转运蛋白利用 Na⁺ 内流的势能,同时把葡萄糖逆浓度“拽”进细胞
  3. 葡萄糖再通过基底侧的 GLUT2 以易化扩散方式进入血液。 💡 所以:葡萄糖在小肠是主动吸收,在肌肉却是易化扩散

因此这玩意的生理学意义就是

  1. 神经传导:钠钾泵维持静息电位,是动作电位的基础;
  2. 营养吸收:小肠、肾小管对葡萄糖、氨基酸的重吸收;
  3. 肌肉收缩:钙泵回收 Ca²⁺,使肌肉舒张;
  4. 胃酸分泌:H⁺-K⁺ ATPase(质子泵)产生胃酸;
  5. 药物靶点
    • 质子泵抑制剂(如奥美拉唑)治疗胃溃疡;
    • 地高辛(强心药)抑制钠钾泵,增强心肌收缩力。
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