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第112章 进入细胞（第3页）

梦：金属阳离子与酶的结合存在多种形式，并不是简单的正负抵消。

我过去讲了在生命尺度的结合依靠弱磁力的吸引，而弱磁力的吸引不是简单的正负极吸引，而是需要互补结构的特异性吸引。

这就决定了不同的酶结合特定的金属离子，并且金属离子结合酶的特定位置，这样就使金属离子具备了多种功效。

有些金属离子与酶结合后，直接参与催化反应，利用金属的碱性极化作用参与催化；有些金属离子不参与催化作用，而是通过与酶的结合，改变酶的结构来发挥作用，使无活性的酶或酶原发挥作用；有些金属离子作为中间的过渡搭桥，充当连接或缓慢释放酶的曲率；还有些金属离子成为电子传递手，通过变价携带电子，实现氧化还原反应。

有点跑题了，还是回到离子通道的主题吧。

强：“钙泵”

是如何工作的？

梦：钙泵是细胞内负责将钙离子从低浓度区向高浓度区域运输的跨膜转运蛋白，属于Atp驱动泵。

钙泵通过消耗Atp实现逆浓度输送钙离子，Atp消耗了负曲率，同时得到了正曲率的钙离子，产生了双倍的电位差，这个电位差使微丝的肌动蛋白收缩，肌肉是由肌动蛋白组成中的，在宏观上就是钙泵的运输使肌肉的收缩。

当钙泵使ca2?内流时肌肉收缩，当钙泵输出ca2?时肌肉松弛，这样由钙泵的Atp能量消耗，转变为肌肉的运动。

在心肌细胞中，钙泵负责肌肉收缩与松弛的调控，兴奋时，肌浆网释放ca2?触发肌肉收缩；收缩后，肌浆网钙泵迅速将ca2?泵回肌浆网，降低胞质ca2?浓度，促进肌肉松弛。

强：钙泵通过传输钙离子实现肌肉细胞的收缩，而钙离子是如何影响神经细胞和内分泌细胞的？

梦：原理是相同的，在神经细胞和肌肉细胞中同样存在微丝和肌动蛋白，钙泵传输钙离子同样能引起细胞的收缩和舒张，形成细胞的呼吸动作。

在神经元细胞中，钙泵输入钙离子，使神经纤维收缩，也就是神经兴奋，当钙离子过量则神经纤维过度兴奋形成神经毒性。

钙泵能清除突触后胞质内的ca2?，防止钙超载引发的神经毒性，维持神经元钙稳态。

在分泌细胞和腺体细胞中，钙泵输入钙离子，使细胞收缩，进而促进细胞释放激素；当钙泵关闭钙信号，则能避免激素或递质的持续释放。

钙泵不但存在于细胞膜，还存在于内质网的钙库中，负责钙库的逆浓度转运，从而降低细胞内的钙浓度，以及维持钙库的高钙环境。

到此，我们知道钙泵和钙离子的重要作用，钙泵实际是细胞的发电机，也是消耗Atp的大户，通过钙泵的运转使细胞产生呼吸作用。

钙离子也是细胞不可货缺的元素，通过钙离子进出细胞来传达呼吸的信号，所以血液内需要保持一定的钙浓度，才能供应钙泵的需求。

同时，在细胞内钙离子能争夺镁离子在酶中的位置，从而破坏酶的活性，所以细胞内又需要降低钙的浓度，将细胞内的钙离子送入钙库存储。

强：您前面讲的，肌肉细胞内的肌浆网是什么？

梦：肌肉频繁的运动需要钙离子不断的进入肌肉细胞中，使细胞内的钙离子浓度不断升高，这时普通的钙库居住区已经不能满足钙离子的需求，于是将钙库居住区扩建成成大型的集体公寓群。

为了方便众多的钙离子入住和离开，公寓群沿着肌原纤维开辟专用通道“纵小管”

，无数的纵小管相互联通形成网状结构，形成肌浆网。

肌浆网的外膜类似细胞的结构，也是由磷脂构成。

肌细胞内肌浆网的分布范围很大，需要配套公交系统，并在纵小管的连接处建立“三联体”

公交站，在纵小管两端设“终迟”

总站，每个公交站的肌浆网都设置“钙泵”

，方便钙离子进出。

强：肌浆网上的钙泵也能控制肌肉的伸缩吗？

梦：是的，肌肉的运动是有细胞膜钙泵和肌浆网钙泵共同控制的，骨骼肌的的肌浆网较为发达，平滑肌的肌浆网相对较弱。

骨骼肌肌浆网储存大量钙离子，当动作电位传来，可快速大量释放钙离子，引发肌肉快速收缩，可以说骨骼肌运动主要由肌浆网的钙泵控制。

肌浆网释放的钙离子与肌钙蛋白结合，引起肌钙蛋白构象改变，进而使原肌球蛋白移位，暴露出肌动蛋白上与肌球蛋白结合的位点，肌球蛋白与肌动蛋白结合形成横桥，引发肌肉收缩。

当肌肉兴奋过后，肌浆网通过钙泵将细胞质中的钙离子重新摄取回肌浆网内，细胞质中钙离子浓度降低，肌钙蛋白与钙离子解离，肌肉舒张。

平滑肌中除了通过肌浆网上的钙释放通道外，还可通过细胞膜上的钙离子通道内流来升高细胞质中钙离子浓度，进而触发收缩，且收缩过程相对缓慢而持久。