2020/05/07

P型ATPアーゼの輸送機構

PATPアーゼの輸送機構

筋小胞体カルシウムの輸送機構
①細胞質側からCa2+のポンプに結合
ATPの結合
ATPの結合により、構造変化が起こりNa+を取り込む。
ATPの加水分解により生じたリン酸基がAsp351への転移
ADPの放出により、酵素が外転し膜の反対側にCa2+の放出
⑥リン酸化アスパラギン酸の加水分解により無機リン酸基が放出
⑥安定化していた相互作用が失われ酵素が外転
⑦サイクル終了


Na+,K+-ATPアーゼの輸送機構
①細胞質側からの3つのNa+がポンプに結合
ATPの結合
ATPの結合により、構造変化が起こりNa+を取り込む。
ATPの加水分解により生じたリン酸基がAsp351への転移
ADPの放出により、酵素が外転し膜の反対側にNa+を放出
Na+の放出された側からK+が結合
⑦次に、リン酸化アスパラギン酸の加水分解により無機リン酸基が放出
⑧安定化していた相互作用が失われ酵素が外転しKa+が放出される
⑨サイクル終了

活動電位

シナプス間隙は50nmほどの狭い隙間で、神経インパルスが神経軸索終末に到達すると、およそ300個の膜に結合したアセチルコリンの小胞が一斉にシナプス間隙に放出される。
アセチルコリン受容体は、リガンド依存性チャネルであり電位は必要としない。
アセチルコリンが受容体の細胞外ドメインに結合すると、膜貫通ヘリックスがアロステリック変化により15度回転し小孔の壁は大きな疎水性アミノ酸残基ではなく小さな極性アミノ酸残基が占めるようになり、N+を細胞内にK+を細胞外に通すことのできる開いた状態となる。
この間、1ミリ秒以内に正の値になる。
膜電位が-40mVに近づくと、N+チャネルの電位依存性パドルが引っ張りN+チャネルが開く。
これによりN+が急速に細胞内に流入し膜電位は急速にナトリウムの平衡電位へと上昇し脱分極する。
また1ミリ秒後には多くのK+チャネルが同じ様に開き始め、K+が細胞外に流出する。
同時に、不活性化を担う球が開いたN+チャネルを塞ぎN+電流を減少させる。
これによりアセチルコリン受容体も不活性化し、膜電位は急速にK+イオンの平衡電位と下降し過分極する。
開いたK+チャネルも球ドメインによる不活性化受けカリウム電流も遮断され静止膜電位に戻る。
膜電位が最初の値に近づくと、活性化ドメインは外れ、チャネルも元々の閉じた状態に戻る。
膜の脱分極は近傍領域の膜に存在するチャネルを開くため、これらの過程は神経に沿って伝播する。
典型的な神経細胞は、細胞膜1μm2あたり100個のN+チャネルを含んでいる。
膜電位が+20mvのとき、個々のチャンネルは1秒間に107乗個のイオンを通す。
このイオンの流入速度に相当するN+濃度の上昇はわずか1%程度となる。
この感受性の高さにより、活動電位は長い距離にわたって速い繰り返し速度で効果的にシグナルを伝えることができる。

2020/03/26

抗がん剤を怖がる方へ

以前、FBで上げたものなのですが、埋もれさせるのは勿体ないので治療院のコラムに再投稿しました。
抗がん剤に関するコラムになります。

ゴミみたいな記事が出回りまくってるので、生化学オタクとして抗がん剤を薦める理由を書いてみました。
まずは、がんを超〜わかり易く説明してみたいと思います。

がん細胞は、外から入って来たウイルスや菌ではなくて完全に自分の細胞です。
簡単に言ってしまえば、仕事をしない自分の細胞です。
厄介なことに、その細胞は仕事をしない上にやたらと増殖するのです。
会社に一人二人仕事しない人がいても何とかなるかも知れません。
しかし、その仕事をしない人が「この会社楽だよ」と仕事をしない人ばかり連れて来てしまい、会社が仕事しない人だらけになってしまったらどうなるでしょうか。
会社は潰れますよね。
がんは、これと一緒です。

しかし、人間の身体の中には、免疫という監査役がいて、きっちり見張って処理してくれているはずなのですが、ストレス等で免疫が低下すると、この監査役が働けないのです。
そのせいで、どんどん仕事をしない細胞(人)ばかりが増えて臓器(会社)本来の機能が停止して死(倒産)に至るのです。

そんな免疫が働きづらいストレス社会でがんと戦うには、やはり薬に頼るしかありません。
薬には我々のように目がないので、ターゲットを認識するキーワードのようなものが必要になります。
標的が自分の細胞ではないウイルスなどならキーワードで見分けることが簡単なのですが、がん細胞は自分の細胞なので見分けることが出来ないのです。
もはや、打つ手無しか。

そんな時に登場したのが抗がん剤です。
がんは、やたらと増殖するという特徴があります。
抗がん剤は、その特徴を活かしたのです。

抗がん剤は、細胞分裂の邪魔をすることで働きます。
途中まで進んだ細胞分裂は、中断されるとエラーとして見分けられ処分されます。
これを利用して、がん細胞を処理するのです。
この流れは、がん細胞だけでなく正常な細胞にも働いてしまいます。
だから、危険と言われるのです。
しかし、がん細胞の方が分裂が盛んなので、がん細胞の方が多く減ります。
それにより、がん細胞の絶対数を減らすことが出来るのです。
そして、この絶対数を減らすことこそが、とても大事なのです。
1個の細胞が2個に分裂。
その2個の細胞がそれぞれ分裂して4個に。
4個が8個に。
8個が16個に。
仮に、免疫に邪魔されず1日に1回の分裂で倍々していくと、わずか30日で画像で診断される1cm、10億個の数に達してしまうのです。
そしてこの分裂は後半になると爆発的に数が増えます。
問題なのが、免疫が1日で処理出来るがん細胞の数に限りがあると言うとことです。
1日に免疫が処理出来る数より、増殖するがん細胞の数が上回った時点で死は避けられないものとなります。
だから、抗がん剤が大事なのです。
抗がん剤で全てのがん細胞を駆逐するのではありません。
抗がん剤で絶対数を減らして、免疫の手伝いをさせるのです。
もちろん、正常な細胞にも被害が出るので、医師と副作用の症状を確認しあいながら、休み休みでも抗がん剤を続けることが大事になります。
1クールといった言い方をされますが、そのクール全てをやらなければ意味がないわけではありません。
1回でもやれば、それによって処理されるがん細胞があるのです。
そして、確実に数は減るのです。
だから、少しずつでも続けてください。
酷くなってからだと抗がん剤が使用出来ないこともあります。
今は化学が進歩して、この抗がん剤は細胞分裂のここに作用する、この抗がん剤はここに、と分子レベルで解明されています。
分子標的薬や光免疫療法にも期待がかかりますが、今既にがんと闘ってる人には間に合わないので抗がん剤は必要だと思います。

私達の何倍も努力して勉強してる研究者によって導き出されたのが、抗がん剤をはじめとする標準医療です。
そして、この抗がん剤のスペシャリストが腫瘍内科医です。
 2人に1人ががんになると言われているストレス社会、万が一がんになってしまったら、ぜひ腫瘍内科のある病院を調べて行ってください。

抗がん剤の否定は自由です。
でも、何の勉強もしてない素人がイメージから受ける印象だけで、ろくに自身で考察もせずにSNS等で拡散するのはいかがなものでしょうか。
その考察不足な投稿を信じてしまい、助かる命が助からないこともあることを認識して欲しいものです。


2019/07/22

β-エンドルフィン

プロオピオメラノコルチン(POMC)は、241個のアミノ酸残基からなる。
285個のアミノ酸残基からなるポリペプチドのプレプロオピオメラノコルチン(pre-POMC)が、翻訳後プロセッシングを受けて44個のアミノ酸残基のシグナルペプチド配列が切除されることで出来る。

POMCは主に下垂体前葉と中葉で作られる。
脳下垂体前葉の副腎皮質刺激ホルモン産生細胞
脳下垂体中葉のメラニン細胞刺激ホルモン産生細胞
視床下部弓状核にある約3000個の神経細胞
視床下部背内側核、脳幹にある少数の細胞
皮膚のメラニン細胞
で作られる。

POMCはプロセッシングにより31アミノ酸長のβエンドルフィンになる。
βエンドルフィンは、神経伝達物質。
(ホルモンは、生理活性物質。)
β-エンドルフィンは、オピオイドμ受容体に作用しモルヒネ様作用を発揮する。
モルヒネと比べて、鎮痛剤としての作用が約6.5倍強い。
モルヒネは、チロシンから生合成されるオピオイド系化合物。
オピオイドとオピオイドレセプターの結合によりG蛋白を介して神経細胞の下分極が生じて神経伝達系が抑制される。
オピオイドは、脊髄後角において一次知覚神経線維末端からのサブスタンスPやグルタミン酸のような神経伝達物質の放出を抑制し、脊髄後角に存在する侵害ニューロンの興奮を抑制する。
このような作用以外に、オピオイドが中脳水道周囲灰白質に作用することにより下行抑制系(ノルアドレナリン作動性およびセロトニン作動性)が活性化されることによる脊髄後角における鎮痛作用を示す機序もある。
さらに、視床、大脳皮質のレベルにおいても鎮痛作用が現れる。 
このように、オピオイドの鎮痛作用は中枢神経系内の1ヶ所における作用では説明できない。
さらに、末梢神経におけるオピオイドの鎮痛作用も報告されている。
薬剤の種類によって鎮痛作用の力価には差がある。
鎮痛作用力価の比の目安をモルヒネ:1とすると、フェンタニル:100、スフェンタニル:500 、アルフェンタニル:1 、レミフェンタニル:500 である。 

組織の実質的な刺激は、物理的刺激、あるいはセロトニンやブラジキニンなどの疼痛物質による化学的な刺激であり、これを疼痛神経終末端が感知し、電気的なシグナルに変換し温度痛覚求心経路である外側脊髄視床路を通過し、大脳の中心後回が痛みとして認識した結果が疼痛となる。

2019/05/10

アイシングはいらない vol.2

先日、キックの練習をしているときにバッティングをしてしまいました。
(バッティングとは頭と頭ががつんとぶつかることです。)
目の少し上だっただけに想像以上に痛くのたうち回ってました。
そしたら、ふとアイスパックを差し出されました。
こんなの効かないよと思いながら、せっかくなので実験してみることに。
アイスパックを当てたところ、患部が頭だったからかアイスを食べたときに眉間が痛くなるあの痛みが襲ってきました。
あまりの痛さにアイスパックを外し、患部を手で圧迫したところ痛みが和らぎました。
1回だけだとバイアスがかかっている可能性もあるので5回やってみることにしました。
結局アイシングで1度も痛みが和らぐ事はなく、圧迫では毎回痛みが和らぎました。

実は、これにはすべてエビデンスがあります。
これからそれを出来るだけ分かりやすく説明していきます。

まず、神経は太さや伝導速度によっていくつかの繊維グループに分けられています。
Aβ繊維:触圧覚と言って触ったり圧迫されたりを感じる神経。太さ8〜10μm。
Aδ繊維:痛覚(刺すような鋭い痛み)や、温度の冷たさを感じる神経。太さ1.5〜3μm。
C繊維:痛覚(炎症などズキズキする痛み)や、温度の温かさを感じる神経。太さ0.2〜1μm。

神経には、太い神経ほど脳に優位に情報が伝わると言う特性があります。
今回のバッティングはAδ繊維が反応しています。
冷たさを感じる神経は同じ繊維群なのでほとんど効果がなく、圧迫はそれよりも太い神経なので痛みが和らいだのです。
また、捻挫などの炎症の際にアイシングをして痛みが和らぐのは、炎症はC繊維が反応しているのに対して、冷覚のAδ繊維の方が太いので痛みが和らぐのです。
しかし、結局触圧覚のAβ繊維の方が太いのでわざわざアイシングをしなくても圧迫をしてあげるだけで痛みを和らげることが出来ます。
ちなみに、注意点が一つ。
圧覚は慣れやすい神経のため、こまめに圧迫し直してあげることが効果的です。
これがカラクリになります。
アイシングが治癒を遅らせることを書いた前回のコラムも読み直してもらうと、より合点が行くと思います。