TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y KHOA PHẠM NGỌC THẠCH BÀI SOẠN: SINH LÝ HỌC Y KHOA Bài 1: Sinh lý Tế bào (Xem lại kiến thức cơ bản Sinh học Tế bào) A.Cấu trúc và chức năng màng tế bào I.Tổng quan về tế bào có nhân -Toàn bộ TB người đều có nhân, trừ hồng cầu và thuỷ tinh thể mắt -TB chia thành 2 phần: nhân và bào tương 1. Màng tế bào -Chức năng: +) Vận chuyển chọn lọc các phân tử (= protein màng) +) Trình diện tế bào (= kháng nguyên) +) Tương tác tế bào (= chất dẫn truyền TK và thụ thể Hormone) +) Tổ chức mô +) Hoạt động enzyme phụ thuộc màng +) Định hình tế bào 2. Cấu trúc và thành phần a. Protein vận chuyển màng -Chia thành 4 lớp Protein vận chuyển +) Kênh nước +) Kênh ion +) Chất mang +) Protein vận chuyển phụ thuộc vào ATP 3.Kênh nước – Aquaporin (AQP) -Tuyến đường chính di chuyển nước ra vào tế bào -Phân bố rộng khắp cơ thể -Nhiều đồng dạng AQP +) AQP2: #ở màng đỉnh #yếu tố quan trọng cho khả năng cô đặc nước tiểu của thận +) AQP3 và AQP4 ở màng đáy bên +) Aquaglyceroporin: cho glyceron qua màng trước -Điều hoà lượng nước ra vào bởi sự thay đổi số lượng AQP trên màng -Mỗi AQP có 6 vùng xuyên màng và 1 lỗ trung tâm vận chuyển nước 3.Kênh ion -Tất cả các TB, quan trọng trong cảm ứng -Phân loại dựa trên: +) Sự chọn lọc #Dựa vào bản chất ion đi qua kênh #Chỉ cho ion đặc hiệu đi qua 🡺 chọn lọc cao #Cho bất chấp (mình iu nhau đại đi) 🡺 chọn lọc kém (thứ ba phải) +) Độ dẫn truyền # Số lượng ion đi qua kênh, đơn vị: picosiemen (pS) # Khoảng dao động rộng, từ 1-2 pSp có thể lên tới 100 pS # 1 số kênh phụ thuộc hướng di chuyển của ion (vào > ra 🡺 kênh chỉnh lưu hướng) +) Cơ chế kiểm soát cổng (đóng – mở) Yếu tố kiểm soát #Điện thế màng #Chất đồng vận hoặc đối vận ngoại bào @Acetylcholin – đồng vận ngoại bào kênh chọn lọc ion dương #Sự kéo dãn cơ học màng tế bào 3.Chất mang -Nhóm lớn các protein vận chuyển màng (50 nhóm) – 400 protein vận chuyển -3 nhóm +) Nhóm 1: Protein vận chuyển độc lập – vận chuyển 1 phân tử độc lập qua màng Protein vận chuyển glucose GLUT-1 hay SLC2A1 +) Nhóm 2: Protein đồng vận chuyển NKCC2 hay SLC12A1 tìm thấy ở thận, quan trọngg trong pha loãng và cô đặc nước tiểu +) Nhóm 3: Protein đối vận chuyển NHE-1 hay SLC9A1 ở tất cả tế bào, vai trò kiểm soát pH nội bào 3.Protein vận chuyển phụ thuộc ATP -2 nhóm : +) Protein vận chuyển ion ATPase: @ ATPase loại P #Bị phosphoryl hoá trong chu trình vận chuyển ( Na+K+ATPase) #Khi ATP bị thuỷ phân, nó vận chuyển 3 Na+ ra và 2 K+ vào tế bào #Hiện diện ở tất cả TB, tạo sự chênh lệch ion và điện thế và duy trì thể tích TB @ ATPase loại V #Màng 1 số bào quan (hạt nội bào, tiêu thể) #H+ATPase trên màng tế bào, có vai trò quan trọng trong sự ax hoá nước tiếu +) Protein vận chuyển dạng gắn hộp ATP (ABC): #Có ở tb nhân sơ/thực và có vùng aminoaxid gắn ATP #7 nhóm nhỏ protein vận chuyển ABC ở người và > 40 protein vc đặc hiệu #Vận chuyển các pt/ion: Cl-, cholesterol, ax mật, thuốc, sắt và ion(+) hữu cơ -SGLT-1 và SGLT-2 ở trong tế bào biểu mô của ruột và ống thận gần II.Sự vận chuyển dạng túi -Chất hoà tan và nước: +)Chuyển vào TB thông qua nhập bào(mảnh màg TB thắt lại và vùi vào trong TBC) +) Phóng thích khỏi TB qua xuất bào(túi tế bào hoà vào màng tế bào) -Nhập bào #3 cơ chế: +) Ẩm bào +) Thực bào +) Nhập bào qua thụ thể #Liên quan 1 số protein phụ trợ: +)Adaptin +)Clathrin +)GTPase dynamin -Xuất bào: #Qúa trình chế tiết được kích hoạt bới sự gia tăng nồng độ Ca2+ nội bào #Ngoại lệ: @Sự chế tiết Renin bởi tế bào tiểu cầu của thận xảy ra với sự giảm Ca2+ nội bào @Sự chế tiết của hormone tuyến cận giáp III.
Khuyếch tán: -Là quá trình phân tử di chuyển từ nơi nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp -Sự khuyếch tán là 1 quá trình ngẫu nhiên thúc đẩy bởi chuyển động nhiệt của các phân tử IV.Vận chuyển tích cực và thụ động -Vận chuyển thụ động @Tên gọi khác #Vận chuyển xuống thang #Vận chuyển theo sự chênh lệch điện – hoá #Vận chuyển K+ ra khỏi tế bào #Vận chuyển theo chiều dự doán sự chênh lệch điện – hoá -Vận chuyển tích cực @Tên gọi khác #Vận chuyển ngược thang #Vận chuyển ngược chiều sự chênh lệch điện hoá #Vận chuyển đối nghịch dự đoán sự chênh lệch điện hoá @Phân loại #Vận chuyển tích cực nguyên phát (Gắn với phân giải ATP) #Vận chuyển tích cực thứ phát ( Chống lại chênh lệch điện hoá) V.Sự thẩm thấu và áp suất thẩm thấu -Áp suất thẩm thấu được xác định bằng số phân tử chất hoà tan trong dung dịch -Định luật Van’t Hoff: (tt) = nCRT ( n là tổng số ion ) #NaCl 🡺 n = 2 #Na2SO4 🡺 n=3 1.Áp lực thẩm thấu và độ thẩm thấu -Áp lực thẩm thấu là áp suất thẩm thấu tạo ra bởi hoà các phân tử chất tan được hoà trong 1L dung môi. Đo áp suất thẩm thấu phụ thuộc nhiệt độ -Độ thẩm thấu là số lượng phân tử hoà tan trong 1 kg dung môi. #độc lập với nhiệt độ #biểu diễn ở dạng: mOsm/kg H2O 2.Trương lực -3 tác động +)Đẳng trương – dd ko thay đổi thể tích tế bào +)Nhược trương – dd làm phồng tế bào +)Ưu trương – dd làm teo tế bào -Xét trong hồng cầu: +)Dung dịch Sucrose #Đẳng trương #Không thể đi vào tế bào #Chất thẩm thấu hiệu quả +)Dung dịch Urea #Nhược trương #Đi vào trong tế bào #Chất thẩm thấu ko hiệu quả 3.Áp suất keo -Áp suất keo gây ra bởi protein trong huyết tương = 26 – 28 mmHg -Áp suất keo liên quan đến sự di chuyển của dịch mao mạch 4.Trọng lượng riêng -Trọng lượng riêng của nước tiểu dùng để khảo sát khả năg cô đặc nước tiểu của thận -Bệnh nhân tiêm chất cản quang hình ảnh ( trọng lượg phân tử > 500g/mole) đối với X-quang, giá trị của trọng lượng riêng của nước tiểu có thể rất cao(1040 – 1050g/mol) B.Sự chuyển đổi tín hiệu, thụ thể màng, chất truyền tin thứ hai và sự kiểm soát biểu hiện gen.Sự truyền tin giữa các tế bào -Các thụ thể tác động nhiều đến protein tín hiệu nội bào là kinase, phosphate và protein gắn với GTP -Protein đích bao gồm: kênh ion và những protein vận chuyển khác, enzime chuyển hoá, protein khung xương tế bào, điều hoà gen, chu kỳ tế bào vốn kiểm soát sự phát triển và phân chia tế bào. -Các con đường tín hiệu đặc trưng bởi: +)Các giai đoạn và sự phân nhánh phản ứng +)Sự khuyếch đại tín hiệu sau khi chất dẫn truyền tín hiệu gắn vào thụ thể, sau đó biểu hiện thành đáp ứng +)Sự hoạt hoá theo nhiều con đường và kiểm soát nhiều chức năng tế bào +)Tác động ngược chiều và cơ chế kiểm soát âm tính -TB động vật bậc cao phóng thích vào khoảng ngoại bào các chất: (1) peptide và protein (insulin) (2) amin (epinephrine và norepinephrine) (3) hormone steroid ( aldosteron, estrogen) (4) phân tử nhỏ: aminoacid, nucleotid, ion, chất khí(NO, CO2) -Dạng truyền thông tin tự tiết ( ung thư ) cận tiết nội tiết ( máu, khắp cơ thể): chậm ( vài phút ) truyền tin qua synap: nhanh (vài mili giây ) -Đáp ứng: #thay đổi protein tế bào mất vài giây #thay đổi biểu hiện gen mất vài ngày II.Thụ thể -4 lớp cơ bản: +)Kênh ion kiểm soát cổng nhờ ion +)Thụ thể gắn protein G +)Thụ thể liên kết enzyme +) Thụ thể nhân 1.Kênh ion kiểm soát cổng nhờ phối tử -Điều hoà TRỰC TIẾP tín hiệu vận tốc nhanh tại synap giữa các TB đáp ứng -Thay đổi tính thấm đối với ion của màng TB và biến đổi điện thế màng 2.Thụ thể gắn protein G -Kiểm soát hoạt động protein khác như enzyme và các kênh ion -Protein tam dị thể được tạo thành từ các tiểu đơn vị: anpha – 16 đơn vị, beta – 5 đơn vị gamma – 11 đơn vị - Kích thích protein G bằng: +)Kích hoạt/Ức chế các protein đích(1 enzyme) xuôi dòng các con đường tín hiệu +)Thay đổi tính thấm màng đối với ion (kênh ion) 3.Thụ thể liên kết enzyme -Thụ thể liên kết với enzyme là các protein kinase hoặc liên quan với protein kinase a.Kênh ion phối-tử-kiểm-soát-cổng Bình thường ko có, cổng sẽ đóng, ko để cho các ion đi qua Khi có phân tử tín hiệu gắn vào thì cổng sẽ mở ra để các ion đi qua b.Thụ thể gắn-protein-G -Bình thường thụ thể, protein G và enzyme đều bất hoạt -Khi phân tử tín hiệu gắn vào protein G và enzyme đều chuyển sang dạng hoạt hoá c.Thụ thể liên kết enzyme -Phân tử tín hiệu song thể hoạt hoá vùng xúc tác -Phân tử tín hiệu hoạt hoá enzyme 4.Thụ thể nhân -Những phân tử kỵ nước: +)hormone steroid Thời gian bán huỷ dài +)hormone tuyến giáp Khuyếch tán qua màng bào tương +)retinoid Gắn thụ thể nhân/thụ thể ở bào tương +)vitamin D -Sự kích hoạt gen đặc hiệu thường diễn ra 2 bước: Bước 1: Đáp ứng khởi đầu ( 30 phút ) Bước 2: Kích hoạt gen tạo đáp ứng chậm ( vài giờ, vài ngày) III.Thụ thể và các con đường chuyển đổi tín hiệu -Lâm sàng: Bệnh Alzheimer # Liên quan đến tiền protein amyloid APP ( xuyên màng 1 lần) gây tích tụ protein amyloid Beta #Ko ly giải được protein amyloid nên ko tạo đc peptide AB40 và AB42 -Chất truyền tin của tín hiệu : #Thứ nhất là phối tử gắn thụ thể #Thứ hai là cAMP, cGMP, Ca2+ và diacylglycrol 1.Cơ chế chuyển đổi tin hiệu của kênh ion phối-tử-kiểm soát-cổng -Chuyển đổi tín hiệu hoá học thành tín hiệu điện 🡺 kích hoạt đáp ứng -Thụ thể ryanodine được hoạt hoá bởi Ca2+, caffein, ATP, 🡺 hỗ trợ co cơ -Synapse glutamate hoạt hoá thụ thể N-methyl-D-aspartate 🡺 kt thu nhận Ca2+ 2.Cơ chế chuyển đổi tín hiệu gắn protein G -Ko phối tử, protein tam dị thể ở trạng thái bất hoạt do GDP gắn tiểu đơn vị Anpha (Đọc sách nếu muốn hiểu nhiều hơn – Đoạn này học hiểu thế thôi nha) a.Các protein phosphate và phosphodiesterase chống lại sự bất hoạt của kinase nucleotide vòng.
Cách kết thúc tín hiệu được khởi đầu với cAMP và cGMP +Tăng cường sự giáng hoá của nững nucleotide vòng bằng phosphodiesterase = hoạt hoá phổi tử GPCR +Tăng cường khử phospho của chất tác động bởi protein phosphate = kinase như PKA b.