性质究其原因就是物理的,物理性质究其原因都是几何的。阳离子是失去核外电子的原子或原子团,阴离子是获取核外电子的原子或酸碱根,在电子位置转移的本质是曲率同发生了转移。我们过去讲过,电荷的本质是曲率,与电子无关,阳离子在失去电子的时候获取了正曲率,阴离子在获得电子的时候获取了负曲率。上一次我们讨论了酸的本质是负曲率,碱的本质是正曲率,因此所有阳离子都是碱,所有阴离子都是酸。共价键形成的分子曲率较低,就像平滑的纸张,扁平的分子直径虽大,仍可以穿过磷脂折叠的缝隙,比如水和酒精的结构是平面的,可以说高透性的物质都是共价键的物质。虽然离子在形体上很小,但离子都具有较高的曲率,高曲率物质就像皱曲的纸团,无法透过磷脂的缝隙。
强:离子是如何扭曲成团的?
梦:原子是沙漏形,离子还是沙漏形,发生扭曲的是离子的磁场。无论阳离子还是阴离子,离子的曲率变化,使原子的核外电子数都变成满额的8,电子的位置被固定,使离子的电场结构平衡,弱电磁力能够形成合力作用,所以离子的静电磁力非常大。弱电磁的合力作用,使离子形成螺旋的弱磁场,使离子具有自旋和螺旋的运动轨迹。离子的螺旋磁场形式,使离子可以被外部磁场识别、影响和约束。
强:离子通道具有特定性,如钠通道、钾通道、钙通道、氯通道等,某一种转运蛋白只能吸收特定的离子,例如细胞膜通过胰岛素受体机制来识别葡萄糖,而离子通道是如何识别不同离子的?
梦:离子的螺旋磁场不能直接穿过细胞膜,需要细胞膜上的转运蛋白协助,转运蛋白就像在细胞膜上插了一个管道,并在管道上安装关闭阀门锁和开启识别机制。转运蛋白根据离子的磁场特征设计与之互补的结构,形成孔径大小、电荷分布、结合位点都不同的通道。每个通道都具有弱磁引力,在弱磁引力作用下,离子通过通道的速率极快,远高于扩散作用。转运蛋白的离子通道识别性高,能精准调控细胞内外的离子浓度,是最主要的离子运输通道。钙离子转运蛋白为阀门锁设计了4套 “开锁模式”,电压门控钙通道、配体门控钙通道、机械门控钙通道和钙库释放通道。
强:什么是电压门控钙通道?
梦:电压门控钙通道主要存在于可兴奋的神经细胞、心肌细胞、骨骼肌细胞的细胞膜上,当细胞膜去极化时,通道的电压传感器发生构象变化,离子通道开放,ca2?顺浓度梯度内流。电压门控钙通道广泛参与心肌收缩、血管平滑肌收缩,是稳定心搏、脉搏、心率的重要因素,还能影响内分泌细胞分泌、介导神经递质释放。
强:什么是配体门控钙通道?
梦:配体是特定的化学信号,就像一把钥匙,当配体门控钙通道与配体结合后开放,允许ca2?内流。在与肌浆网膜上神经元细胞中,细胞膜与兰尼碱受体结合,受配体或钙本身激活,引发 “钙诱导钙释放”。
强:什么是机械门控通道?
梦:机械门控通道主要在血管内皮细胞,通过感知血流切应力对细胞膜的机械刺激,改变钙通道的构象,允许ca2?内流;还有内耳毛细胞通过声波振动转化为ca2?信号。我们上一节讲解的肾小球内血管通过收缩和舒张,调整肾脏过滤的稳定性,就属于机械门控通道。
强:什么是钙库释放通道?
梦:钙库释放通道广泛存在于非可兴奋细胞,如免疫细胞、平滑肌细胞,维持细胞内钙稳态和信号传导。当细胞内钙库中的ca2?耗尽时,基质相互作用分子感知钙库空虚,与细胞膜上的钙释放激活钙通道结合,打开通道ca2?内流。今天到这里吧。
强:谢谢您的指导。