Secondary Active Transport in the Nephron
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0:00 - 0:02在上一个有关肾元的视频中
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0:02 - 0:07我们讨论了肾元的不同部分
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0:07 - 0:12我想 分子在不同的部分被身体吸收了
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0:12 - 0:16如果你们还记得的话 我们讲过
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0:16 - 0:20近曲小管吸收葡萄糖
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0:20 - 0:21氨基酸和钠
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0:21 - 0:25我们讨论过亨利循环的上升部分
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0:25 - 0:26我们讨论了盐
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0:26 - 0:31因此钠 钾 氯在这里被重吸收
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0:31 - 0:35在远曲小管 则是钙一类的东西
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0:35 - 0:37但是至少在我的头脑中
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0:37 - 0:40我第一次学的时候 我说这是怎么发生的呢？
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0:40 - 0:42我们如何主动地泵出这些东西的呢？
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0:42 - 0:45特别是在需要对抗浓度梯度的时候？
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0:45 - 0:48我想在这一集视频里 进一步地讨论一下
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0:48 - 0:52这些小管的边界部分
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0:52 - 0:56是如何将这些离子
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0:56 - 0:58有选择性地运出腔体
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0:58 - 1:04或者是运出腔内 或者是从滤液中重吸收回来
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1:05 - 1:07肾元不同部分的机制
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1:07 - 1:10实际上是相当类似的
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1:10 - 1:11但是让我们分部分看一下
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1:11 - 1:14因为它们分别重吸收不同的分子
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1:14 - 1:16我不会挨个讲述所有的分子
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1:16 - 1:17我只是给你们讲一下概念
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1:17 - 1:20我们从这里的近端小管开始讲
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1:20 - 1:26让我们只放大一下这一部分
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1:27 - 1:29让我画一下肾元的内部
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1:30 - 1:33肾元的内部看起来像这样
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1:34 - 1:36所以这就是内部
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1:36 - 1:39滤液在这里
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1:39 - 1:42事实上 我画的稍微有点区别
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1:42 - 1:44在这里面 我要这样画
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1:46 - 1:50因为近端小管有一些这样的小突起
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1:50 - 1:52有时被称作刷状缘
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1:54 - 1:58这里面 这是我们的腔
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2:02 - 2:04这就是滤液所在的地方
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2:05 - 2:08肾小球滤液从这个方向进来
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2:10 - 2:14你可以想象 这是肾元内部
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2:14 - 2:19肾小管的边缘是由很多细胞组成的
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2:19 - 2:22所以这里也许是一个细胞
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2:22 - 2:26这是另外一个细胞
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2:26 - 2:27显然 这是一个横截面
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2:27 - 2:28它实际上更像一个圆筒
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2:28 - 2:31它像这样绕成一圈 这里只是给你们一个概念
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2:31 - 2:33那里是另外一个细胞
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2:33 - 2:37也许这里是它的基面
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2:38 - 2:39当我们说基底的时候
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2:39 - 2:42我们可以想象这是细胞的基底
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2:42 - 2:45这是你们应该知道的很好的概念
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2:45 - 2:48所以这边对着腔体的细胞
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2:48 - 2:51或者是对着肾小管的内部
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2:51 - 2:53这叫做细胞顶面
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2:57 - 3:01这一边通常是指基面
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3:03 - 3:04或者这个薄膜 如果你们把他认为是薄膜的话
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3:04 - 3:08这将是基底外侧膜
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3:08 - 3:12不论我们讨论肾元的哪一部分 都是这样的
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3:12 - 3:14无论是近端小管 还是亨利循环
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3:14 - 3:16还是远端部分
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3:16 - 3:19这里和这些细胞的其它面
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3:19 - 3:22是我们的肾小管周围毛细血管
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3:22 - 3:24这又是一个很好的概念
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3:24 - 3:27我们的管周毛细血管看起来像这样
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3:27 - 3:28它们实际上也是细胞
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3:31 - 3:32实际上 我不画细胞
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3:32 - 3:37而只是画成小管 我画成这样
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3:37 - 3:37它们是可渗透的
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3:38 - 3:40这里是流动的血液
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3:40 - 3:44这是血液 这是血液
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3:44 - 3:46我不会画出真实的
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3:46 - 3:48血管壁细胞的太多细节
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3:49 - 3:50我只是想告诉你们
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3:50 - 3:53腔体怎么把物质输运出去
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3:53 - 3:54怎么有选择性的重吸收
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3:56 - 4:03这里是管周毛细血管
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4:04 - 4:08又有一个有趣的概念 “peri”的意思是“周” 像“周边”
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4:08 - 4:09因此它在管子周围
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4:09 - 4:10这些毛细血管在管子周围
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4:10 - 4:12如果我把它覆盖在这张图片上
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4:12 - 4:15我们就有了这些管子周围这些毛细血管
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4:15 - 4:18肾元中选择或者是重吸收的物质
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4:18 - 4:21将进入到这些毛细血管中
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4:21 - 4:25所以 这里就是近曲小管薄膜
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4:26 - 4:28让我们看一下葡萄糖在这里发生了什么
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4:28 - 4:32所以 实际发生的事情是
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4:34 - 4:37细胞的基底外侧有钠钾泵
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4:37 - 4:41所以这里是钠钾泵 我只在这里画一个
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4:41 - 4:44你也许想观看有关钠钾泵的视频
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4:44 - 4:46我有一个有关钠钾泵的完整的视频
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4:46 - 4:49但这里的思想是 钠
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4:51 - 4:54也许我应该在这里画成正粒子
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4:54 - 4:58它们会吸附在这里面 也会用到ATP
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4:58 - 5:02当ATP附在蛋白质的这个部分时
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5:02 - 5:05它将会改变蛋白质的形状和构造
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5:05 - 5:08然后蛋白质会关闭这一边
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5:08 - 5:10然后打开这一边
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5:10 - 5:14然后 当蛋白质是那种构造时
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5:14 - 5:17钠就不会附在蛋白质上
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5:17 - 5:21它会去外面 或者是穿过基底外侧膜
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5:21 - 5:24最终进入血液中
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5:24 - 5:27然后在另一面 它是一个钠钾泵
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5:27 - 5:29当它是这种开口形态时
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5:29 - 5:34我把它画在这里 关于这个我有一整个视频-
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5:36 - 5:39那一点 钾吸附在上面
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5:39 - 5:42所以钾容易被吸附上去
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5:42 - 5:44也许吸附在这里
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5:44 - 5:46这里描述的有点简单
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5:46 - 5:48钾的吸附引起蛋白质结构的改变
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5:48 - 5:50这不需要ATP
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5:50 - 5:52蛋白质变回这种结构
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5:52 - 5:55之后钾就不在吸附在蛋白质上了
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5:55 - 5:56因为现在蛋白质是不同的结构了
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5:56 - 5:58所以钾得到释放
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5:58 - 6:01所以基本概念是：钠结合
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6:01 - 6:02ATP结合
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6:02 - 6:06ATP的磷酸基脱离
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6:06 - 6:08这个过程将蛋白质的形状改变成这样
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6:08 - 6:12然后钠希望被释放 钾想加入进来
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6:12 - 6:14钾加进来后 我们就回到了开始那样
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6:14 - 6:17最终结果就是
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6:17 - 6:20我们已经把钠抽出了细胞
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6:20 - 6:23我们把钾抽进细胞
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6:23 - 6:25这叫做主动运输
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6:27 - 6:29为什么它叫做主动运输呢？
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6:29 - 6:33因为我们用了ATP来克服浓度梯度的影响
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6:33 - 6:37从而将钠抽出细胞外
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6:37 - 6:39然后让钾进来
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6:39 - 6:41你也可以想到
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6:41 - 6:43被动运输不需要ATP
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6:43 - 6:49这就是它通常叫做钠钾ATP酶的原因
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6:49 - 6:53这意味着它是要消耗ATP的蛋白质或酶
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6:53 - 6:54它消耗ATP
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6:54 - 6:56是用ATP产生的能量来改变形状
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6:56 - 6:58从而能够抽出钠抽进钾
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6:58 - 7:02总之 这只是之前内容的一个复习
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7:02 - 7:06但是怎样才能让我们 例如 使葡萄糖排出腔外呢？
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7:06 - 7:10这里有另外的蛋白质
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7:10 - 7:12我只以葡萄糖为例讲一下
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7:12 - 7:14假设这里有一个蛋白质
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7:15 - 7:18有一个很一般的叫法
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7:18 - 7:21这是一个协同转运蛋白或者是同向输送体
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7:26 - 7:31同向输送体是指它在同一方向
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7:31 - 7:32运送两种分子
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7:32 - 7:35协同转运蛋白是指一个分子
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7:35 - 7:36在浓度梯度作用下有输运趋势
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7:36 - 7:39另外一个分子也会随着同时输运
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7:39 - 7:43所以你可以想象 我们主动泵出钠
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7:43 - 7:46如果我们将钠主动泵钠到这里
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7:46 - 7:48在基底外侧
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7:48 - 7:51然后在这里钠的浓度比较低
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7:54 - 7:57我们泵出的越多 这里的钠浓度越低
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7:57 - 8:00最终会比腔内部的钠浓度低
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8:00 - 8:02所以钠的浓度梯度
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8:02 - 8:04如果这里没有膜的话
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8:04 - 8:07钠将会穿过这里
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8:07 - 8:09来填补这里失去的所有钠
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8:09 - 8:12如果这里没有障碍钠就会穿过
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8:12 - 8:16因为这里的主动运输
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8:16 - 8:18细胞企图利用钠
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8:18 - 8:20来降低它的浓度梯度
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8:21 - 8:23但是它也会利用
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8:23 - 8:27顺着浓度梯度的钠的能量来运输-
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8:27 - 8:32在这种情况下 也许是运输一些葡萄糖
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8:32 - 8:34如果你想比较形象化一点
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8:34 - 8:37你可以想象一个在这个顶面膜上的蛋白质
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8:41 - 8:43也许它看起来像这样
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8:43 - 8:46这样可以获得一些形象化的表示
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8:46 - 8:49也许这边比这边有更多的钠
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8:49 - 8:53因此钠更有可能附在这里
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8:53 - 8:57也许葡萄糖附在这里
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8:57 - 9:00这只是个简化表示 当它们结合时
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9:00 - 9:02这个蛋白质正要改变形状
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9:04 - 9:09结合的时候看起来像这样
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9:09 - 9:11现在钠在这里
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9:11 - 9:13葡萄糖在这里
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9:13 - 9:15我们现在实质上在细胞内部
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9:15 - 9:16在这个结构里面
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9:16 - 9:20它们不想结合太多氨基酸
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9:20 - 9:22或者是蛋白质中的其它物质 然后这些物质得到释放
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9:22 - 9:23当这些物质得到释放后
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9:23 - 9:26蛋白质变回这里这样的形状
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9:26 - 9:28我们可以再做一次这样的循环
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9:28 - 9:30但是这都是基于
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9:30 - 9:33有更多的钠被抽进这个地方
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9:33 - 9:36从而使反应发生这一思想
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9:36 - 9:39所以钠会沿着浓度梯度穿过去
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9:39 - 9:42这一过程会携带葡萄糖
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9:42 - 9:45最终 这里的葡萄糖浓度将会升高
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9:45 - 9:48然后 如果这里对葡萄糖有渗透能力
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9:48 - 9:51因此葡萄糖可以穿过
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9:51 - 9:54最终将会沿着浓度梯度
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9:54 - 9:55进入到血液中
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9:55 - 9:57相同的过程正在发生
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9:57 - 10:01也许不完全是葡萄糖 整个肾元中都是
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10:01 - 10:03如果我们考虑亨利循环
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10:03 - 10:05在这里的上升部分
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10:05 - 10:09在这里我们试图得到盐 相同的思想
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10:13 - 10:15我们假设那里是腔
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10:15 - 10:21这是组成腔壁的一个细胞
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10:22 - 10:24我们现在在亨利循环这里
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10:24 - 10:27这里有个钠钾泵
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10:28 - 10:31钠被抽出
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10:31 - 10:34钾离子被抽进 但是事实上
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10:34 - 10:35钾离子通道是渗漏的
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10:35 - 10:39所以钾往往可以双向运输
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10:39 - 10:42因此钾对于我们来说不是很重要
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10:42 - 10:45钠浓度在这里变得比较低
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10:45 - 10:49这里有同向输送体
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10:51 - 10:53就像葡萄糖 在这种情况下
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10:53 - 10:56钠离子像葡萄糖的情况中一样想进入
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10:56 - 11:00但是这里我们正在运输氯和钾离子
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11:00 - 11:02这就是我们想加入的
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11:02 - 11:03这就是我们想利用的
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11:03 - 11:05钠的浓度梯度
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11:05 - 11:10我们会有钾离子和氯离子
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11:10 - 11:11事实上 这里的同向输送体
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11:11 - 11:16叫做钠钾氯转运蛋白
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11:16 - 11:18实际上这是你从亨利循环的上升部分中
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11:18 - 11:20获得的第二个变动的部分
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11:20 - 11:23所以 最终 这里以有很多氯结束
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11:23 - 11:25实际上 两个方向来的氯离子
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11:25 - 11:27但既然这对氯离子是可渗透的
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11:27 - 11:29如果浓度足够高
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11:29 - 11:31氯离子可以从这里出去
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11:31 - 11:35同钠离子一起帮助髓质变得含盐量更高
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11:35 - 11:39远曲小管中也差不多
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11:39 - 11:41那里 钙离子 有一点不同
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11:41 - 11:43因此如果我们在远曲小管中
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11:44 - 11:48这种绒毛 这些东西突出来
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11:48 - 11:53这只是在近曲小管中才有 这些刷状缘
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11:53 - 11:55但是在那里 你知道
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11:55 - 11:59我们利用通过一些主动运输形成的浓度梯度
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11:59 - 12:02来输运一些其它的物质
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12:02 - 12:05这叫做次级主动运输
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12:11 - 12:12知道这个不错
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12:12 - 12:16然后 在远曲小管这里结束
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12:16 - 12:17这里是腔体
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12:17 - 12:18我们说 这里是腔体
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12:19 - 12:22腔体每一边都有细胞
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12:22 - 12:24我想你们已经有了基本的概念
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12:24 - 12:26远端的有一点不同 我们说这是一个细胞
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12:26 - 12:30这里是管周毛细血管
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12:30 - 12:30这里是我们的血液
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12:31 - 12:37再一次 我们要抽出钠
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12:38 - 12:39钠钾泵
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12:39 - 12:42我有一个有关的完整视频 钠钾泵将钾离子抽进来
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12:42 - 12:45所以在这里得到很多钠离子
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12:46 - 12:51面对腔体的顶面膜能够透过钙离子
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12:51 - 12:55不管这里的钙离子浓度怎么样 钙离子都会来到这里
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12:55 - 12:56所以 也许你得到钙离子
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12:56 - 13:01这些钙离子漂浮在周围
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13:01 - 13:04这里 在这里有反向转运体
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13:04 - 13:06所以我们血液中的钠浓度在升高
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13:06 - 13:09因为我们一直在向外抽出
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13:09 - 13:13因此如果你想让钠离子顺着浓度梯度进来的话
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13:13 - 13:14它就会回来
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13:14 - 13:19因此 这里有一些钠离子向浓度低的方向流动
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13:19 - 13:23然后当那些钠回来时
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13:23 - 13:26这个过程你可以想象为一个旋转门
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13:26 - 13:28它让钙离子出去
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13:28 - 13:30你可以自己形象化的想象一下
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13:30 - 13:31一个蛋白质是怎么做到的
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13:31 - 13:33我想象成旋转门
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13:33 - 13:34钠使门旋转
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13:34 - 13:37钙在门的另外一个部分 然后被吐出来
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13:37 - 13:39这就叫做反向转运体
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13:39 - 13:41因为他们向不同的方向流动
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13:41 - 13:45它是次级主动运输
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13:45 - 13:47因为这个可以起作用的唯一途径是
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13:47 - 13:50在这每一个情况中 我们都使用ATP
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13:50 - 13:54来进行主动运输 将钠运往基底外侧膜外面
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13:54 - 13:56希望你觉得这些对你有用
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13:56 - 13:58这比你通常知道的
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13:58 - 14:02肾元是如何把物质抽出到腔体外面
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14:02 - 14:05进入到管周毛细血管更具体 对我来说
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14:05 - 14:07它让事情更具体
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14:07 - 14:12它帮助我知道肾元到底是什么
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