醫(yī)學細胞生物學-細胞膜與物質的跨

細胞膜與物質的跨膜轉運生物教研室胡傳銀細胞膜的功能運輸形式穿膜運輸

——小分子和離子膜泡運輸

——大分子和顆粒物質穿膜運輸被動運輸(passivetransport)主動運輸(activetransport)

概念：物質順濃度梯度且不消耗能量的運輸

類型：簡單擴散易化擴散離子通道擴散

被動運輸(passivetransport)

概念：物質逆濃度梯度且需要消耗能量的運輸

類型：離子泵伴隨運輸主動運輸(activetransport)

簡單擴散————易化擴散離子通道擴散

離子泵伴隨運輸工具工具×膜轉運蛋白

細胞膜上負責轉運物質的特定的膜蛋白通道蛋白——被動運輸膜轉運蛋白載體蛋白被動運輸主動運輸載體蛋白又稱做載體、通透酶和轉運器與特定的溶質結合，改變蛋白本身構象，使溶質穿越細胞膜的膜轉運蛋白。載體蛋白載體蛋白跨膜蛋白，通過疏水的氨基酸鏈形成親水性通道，貫穿脂雙層，當孔開放時特定的溶質可以經過通道穿透細胞膜。通道蛋白跨膜蛋白跨膜蛋白改變構象形成通道

作用機理

性質作用方式主動運輸被動運輸

作用條件細胞能量

載體蛋白

通道蛋白非細胞能量非細胞能量被動運輸簡單擴散(simplediffusion)特點：①沿濃度梯度（或電化學梯度）擴散；②不需要提供能量；③沒有膜蛋白的協(xié)助。

被動運輸

適合簡單擴散的物質:脂溶性(疏水)小分子:苯、氧氣、氮氣不帶電極性小分子:水、尿素不適合簡單擴散的物質:分子量大，水溶性帶電荷的分子非脂溶性（親水性）物質在膜轉運蛋白協(xié)助下順濃度梯度（或電化學梯度）的跨膜運輸。被動運輸

易化擴散（facilitatieddiffusion）

親水物質：糖，氨基酸，核苷酸等專一的載體蛋白利用濃度差，無需消耗代謝能轉運速率高易化擴散（facilitatieddiffusion）

特點：被動運輸

紅細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白，溶質：葡萄糖易化擴散（facilitatieddiffusion）被動運輸

有些通道蛋白長期開放，有些通道蛋白僅在特定刺激下才打開，又稱為門通道（gatedchannel）。作用特點：轉運速度迅速；具有高度的選擇性；不需要代謝能，順電化學梯度的轉運；離子通道擴散被動運輸

跨膜的通道蛋白介導的擴散電壓門控通道配體門控通道機械門控通道離子通道擴散被動運輸

離子通道擴散被動運輸

配體門通道(ligandgatedchannel)離子通道擴散被動運輸

乙酰膽堿受體

離子通道擴散被動運輸

含羞草展開與收縮受電位-門控通道的控制聽覺毛狀細胞的機械敏感門通道作用原理又如：神經---肌肉興奮，不到１秒鐘的時間內完成，這一過程包括四次通道順次開放：A、刺激－神經沖動－神經末梢，膜去極化，電壓閘門通道鈣離子通道開放，鈣離子進入神經末梢，刺激乙酰膽堿（ACH）分泌到突觸間隙中；B、ACH與突觸后肌細胞膜上的受體結合，配體閘門鈉離子通道開放，鈉離子進入肌細胞，肌細胞膜去極化；C、肌細胞膜上電壓閘門鈉離子通道開放，更多的鈉離子進入肌細胞，肌細胞膜進一步去極化，產生動作電位，擴散到肌細胞膜；D、肌漿網上的鈣離子通道開放，鈣離子進入細胞質，引起肌肉收縮。離子泵

能夠水解ATP，并利用ATP水解釋放出的能量驅動物質進行逆濃度梯度跨膜運輸?shù)妮d體蛋白稱為泵。其轉運對象多為離子，所以稱作離子泵。

主動運輸如：Na+-K+ATP酶/鈉泵Ca2+-ATP酶/鈣泵Na+-K+ATP酶/鈉泵主動運輸離子泵:

具有載體和酶的雙重作用。由兩個大亞基、兩個小亞基組成的四聚體。膜外膜內維持胞外的高鈉離子和胞內的高鉀離子膜外膜內Na+-K+泵的意義（作用）：①維持細胞的滲透壓，保持細胞的體積；②為葡萄糖協(xié)同運輸泵提供了驅動力；③維持細胞的靜息電位。主動運輸Na+-K+ATP酶/鈉泵離子泵:

鈣泵（Ca2+-ATP酶）主動運輸離子泵:

維持細胞質中低水平的Ca2+濃度是一類靠間接提供能量完成的主動運輸方式。物質跨膜運動所需要的能量來自膜兩側離子的

電化學濃度梯度，而維持這種電化學勢的是鈉鉀泵或質子泵。

伴隨運輸（cotransport）主動運輸主動運輸伴隨運輸（cotransport）：可分為：同向協(xié)同（symport）與反向協(xié)同（antiport）伴隨運輸（cotransport）主動運輸同向協(xié)同（symport）