药物的跨膜转运课件
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2.2.1药物跨膜转运
酸性药
Ka =
[ H+ ] [ A ] [HA]
碱性药
[ A ]
pKa = pH - log
[HA] [ A ]
= 10 pH-pKa
[HA]
pKa-pH
色甘酸钠(Cromolyn Sodium)：pKa2，酸
性 pH=7
pH=4
总量 A + H+HA
100000 105
1
HAH+ + A 总量
1
(二)药物跨膜转运的方式
被动转运 passive transport
滤过 filtration 简单扩散 Simple diffusion 易化散 facilitated diffusion
主动转运 active transport
膜动转运 membrane moving transpor
入胞 endocytosis 出胞 exocytosis
• 逆浓度梯度，耗能 • 特异性（选择性） • 饱和性 • 竞争性
(二)药物跨膜转运的方式
2、药物active transport的生理意义： 1）保持细胞内、外Na+、K+ 不均衡分布-势能贮备 2）是细胞产生电信号的基础 3）为药物转运供能 4）提高药物的吸收程度 5）保证某些药物在特定组织器官中的高浓度分布
第二节 药代动力学的基础理论
一、药物的跨膜转运Drug Transport 二、药物的体内过程 三、数学模型 四、常用的药代动力学参数 五、血药浓度的经时过程
一、药物的跨膜转运Drug Transport
(一)膜的化学组成和分子结构 1、脂质双分子层为基架：膜具流动性 2、镶嵌蛋白质：α-螺旋或球形结构、构型 不同、功能不同 3、糖类在表面：与脂质或蛋白结合成糖脂、 糖蛋白，成为抗原
二-药物转运及转运体PPT课件
药物转运体
药物靶点
药物代谢动力学
药物效应动力学
药物效应和毒性个体差异
循环系统
OATP1B1 OATP1B3 OATP2B1
OCT1 OAT2 MRP1
MRP3
M-4R/5P
MDR1
CYPs
MDR3
BCRP
BSEP
MDR3
肝脏细胞
小肠细胞
OATP2B1
CYPs
MDR1 BCRP
MRP1 MRP3
MRP2
是药物以载体及需要能量的跨膜运动，不依赖于膜两侧药物的浓 度差，药物可以从低浓度的一侧向高浓度的一侧跨膜转运。
载体对药物有特异的选择性，且转运能力有饱和性。
1)原发性主动转运（primary active transport)
2)继发性主动转运（secondary active transport）
A A A A BL A BL A
BL, A
U H H H, Si, Mo U H, Si, K H, CH K U U
BL: 细胞基底膜; A: 细胞顶侧; H：肝细胞；B：脑；；K：肾；U：广泛分布（肝、 胎盘、心肺、肾、脾、小肠）；He：心；M：肌肉；CH：胆管上皮细胞；Mo：单 核细胞
1、 ABCB1
简单扩散的条件：脂溶性、解离度、浓度差。 绝大多数药物为弱酸性或弱碱性，均有解离型与非解离型，
后者脂溶性高。
弱酸或弱碱药物的解离
Handerson-Hasselbalch公式
以弱酸药物为例
HA
Ka
H+ + A-
pKa = pH
log
[H+] [A-]
Ka =
[HA]
跨膜运输方式PPT30页课件
一、物质跨膜运输的方式
①运输大分子与颗粒性物质，如蛋白质、
多糖、微生物和细胞碎片等；
3.举例
（四）胞吞
一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吐
一、物质跨膜运输的方式
1.概念：与胞吞作用相反，将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞膜运出细胞的过程。
2.特点：
②消耗细胞代谢产生的能量；
③依赖于膜的流动性。
6.核仁与________的_________合成有关，蛋白质合成旺盛的细胞中核仁体
积______。
练一练：如图是某组织细胞部分结构及生理过程的示意图。请据图回答：
5.图中过程⑥→⑨说明溶酶体具有________________的功能；分解产物通过_____方式排出细胞，这都依赖于生物膜的_______。
2.特点：
①高浓度→低浓度；
②不需要载体协助；
3.举例：O2、CO2等气体；水和脂溶性小分子（如甘油、脂肪酸）物质等。
（二）协助扩散
一、物质跨膜运输的方式
1.概念：物质借助载体蛋白的扩散。
③动力源于浓度差，不消耗细胞代谢产生的能量。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ特点：
①高浓度→低浓度；
②需要载体协助；
3.举例：葡萄糖进入红细胞等。
a
b
c
D
a
d
糖蛋白
总结：物质跨膜运输的方式
1.左图a：_________b：__________________右图：_________
2.左图b：协助扩散或主动运输出现转运速率达到不变是因为：________________________ 右图：细胞内浓度后来能够大于细胞外浓度是因为：_________________________________
①运输大分子与颗粒性物质，如蛋白质、
多糖、微生物和细胞碎片等；
3.举例
（四）胞吞
一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吐
一、物质跨膜运输的方式
1.概念：与胞吞作用相反，将细胞内的分泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞膜运出细胞的过程。
2.特点：
②消耗细胞代谢产生的能量；
③依赖于膜的流动性。
6.核仁与________的_________合成有关，蛋白质合成旺盛的细胞中核仁体
积______。
练一练：如图是某组织细胞部分结构及生理过程的示意图。请据图回答：
5.图中过程⑥→⑨说明溶酶体具有________________的功能；分解产物通过_____方式排出细胞，这都依赖于生物膜的_______。
2.特点：
①高浓度→低浓度；
②不需要载体协助；
3.举例：O2、CO2等气体；水和脂溶性小分子（如甘油、脂肪酸）物质等。
（二）协助扩散
一、物质跨膜运输的方式
1.概念：物质借助载体蛋白的扩散。
③动力源于浓度差，不消耗细胞代谢产生的能量。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ特点：
①高浓度→低浓度；
②需要载体协助；
3.举例：葡萄糖进入红细胞等。
a
b
c
D
a
d
糖蛋白
总结：物质跨膜运输的方式
1.左图a：_________b：__________________右图：_________
2.左图b：协助扩散或主动运输出现转运速率达到不变是因为：________________________ 右图：细胞内浓度后来能够大于细胞外浓度是因为：_________________________________
物质跨膜运输课件
药物跨膜运输：利用物质跨膜运输原理实现药物的快速有效传递提高药物的疗效和安全 性。
靶向给药：利用物质跨膜运输原理实现药物的定向传递提高药物的靶向性和治疗效果。
药物筛选：利用物质跨膜运输原理实现药物的快速筛选和优化加速新药研发进程。
个体化治疗：利用物质跨膜运输原理实现个体化给药和治疗提高治疗效果和患者的生存 质量。
生物医学工程与技术
药物传输：利用物质跨膜运输原理实现药物的精 准传输和控制释放提高治疗效果和降低副作用。
组织工程：通过模拟细胞跨膜运输行为构建具有 生理功能的组织工程化器官和组织用于替代和修 复损伤的人体器官和组织。
生物传感器：利用物质跨膜运输原理开发 具有高灵敏度和特异性的生物传感器用于 检测生物分子和细胞活性为疾病诊断和治 疗提供有力支持。
物质跨膜运输的调控机制
物质跨膜运输的调控方式：包括化学调控、物理调控和生物调控等。 化学调控：通过调节细胞膜上的化学物质如激素、神经递质等来调节物质跨膜运输。 物理调控：通过调节细胞膜上的物理因素如温度、压力等来调节物质跨膜运输。 生物调控：通过调节细胞内的生物分子如蛋白质、核酸等来调节物质跨膜运输。
胞吞胞吐：通过细胞膜的变形和囊泡的形成与释放将物质运输到细 胞内或细胞外不需要消耗能量
物质跨膜运输的载体
载体蛋白：负责 物质跨膜运输的 主要载体具有选 择性透过功能。
通道蛋白：形成 离子通道控制特 定离子的跨膜运 输。
转运蛋白：通过 物质在细胞膜两 侧的浓度差进行 物质运输。
膜泡运输：通过 形成囊泡的方式 将物质包裹在内 进行跨膜运输。
分类：胞吞和胞吐
胞吞胞吐
机制：通过细胞膜的变形和囊 泡的形成与释放实进行进出细胞的方式
实例：神经递质的释放、免 疫细胞的吞噬作用等
靶向给药：利用物质跨膜运输原理实现药物的定向传递提高药物的靶向性和治疗效果。
药物筛选：利用物质跨膜运输原理实现药物的快速筛选和优化加速新药研发进程。
个体化治疗：利用物质跨膜运输原理实现个体化给药和治疗提高治疗效果和患者的生存 质量。
生物医学工程与技术
药物传输：利用物质跨膜运输原理实现药物的精 准传输和控制释放提高治疗效果和降低副作用。
组织工程：通过模拟细胞跨膜运输行为构建具有 生理功能的组织工程化器官和组织用于替代和修 复损伤的人体器官和组织。
生物传感器：利用物质跨膜运输原理开发 具有高灵敏度和特异性的生物传感器用于 检测生物分子和细胞活性为疾病诊断和治 疗提供有力支持。
物质跨膜运输的调控机制
物质跨膜运输的调控方式：包括化学调控、物理调控和生物调控等。 化学调控：通过调节细胞膜上的化学物质如激素、神经递质等来调节物质跨膜运输。 物理调控：通过调节细胞膜上的物理因素如温度、压力等来调节物质跨膜运输。 生物调控：通过调节细胞内的生物分子如蛋白质、核酸等来调节物质跨膜运输。
胞吞胞吐：通过细胞膜的变形和囊泡的形成与释放将物质运输到细 胞内或细胞外不需要消耗能量
物质跨膜运输的载体
载体蛋白：负责 物质跨膜运输的 主要载体具有选 择性透过功能。
通道蛋白：形成 离子通道控制特 定离子的跨膜运 输。
转运蛋白：通过 物质在细胞膜两 侧的浓度差进行 物质运输。
膜泡运输：通过 形成囊泡的方式 将物质包裹在内 进行跨膜运输。
分类：胞吞和胞吐
胞吞胞吐
机制：通过细胞膜的变形和囊 泡的形成与释放实进行进出细胞的方式
实例：神经递质的释放、免 疫细胞的吞噬作用等
第五章-跨膜转运PPT课件
1、同向协同（symport）
物质运输方向与离子转移方向相同。如小肠细胞对葡萄糖 的吸收伴随着Na+的进入。载体蛋白有两个结合位点，同 时与Na+和特异的氨基酸或葡萄糖分子结合，进行同向转 运。
2、反向协同（antiport）
物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。如动物细胞 分裂时，常通过Na+/H+反向协同运输的方式来向细胞外转 运H+，以调高细胞内的PH值。
6. 2K+释放到细胞内， α亚基
4. 3Na+释放到细胞外 5. 2K+结合；去磷酸化 构象恢复原始状态。
每一循环消耗一个ATP；转运出三个Na+， 转进两个K+。 是一种基本的、典型的主动 运输方式。
Na+-K+泵的作用： ①维持细胞的渗透压，保持细胞的体积； ②维持低Na+高K+的细胞内环境； ③维持细胞的静息电位。
➢分泌蛋白合成后立即包装入高尔基复合体的分泌囊 泡中，然后被迅速带到细胞膜处排出。
➢所有真核细胞，连续分泌过程 ➢转运途径：粗面内质网→高尔基体→分泌泡 →细胞表面
（二）钙泵（Ca2+ pump ）
又称Ca2+-ATP酶。
构成：1个多肽构成的整合膜蛋白，每个泵 单位含有10个跨膜α螺旋。
分布：
❖ 细胞质膜和内质网膜上。 ❖ 肌细胞的肌质网膜上。
工 作 原 理 ：
3. 构象改变，破坏Ca2+结 4. 去磷酸化
1. 2Ca2+与位点结合 2. ATP水解；磷酸化
第三节 胞吞作用（endocytosis） 与胞吐作用（exocytosis）
大分子与颗粒性物质的跨膜运输 膜泡运输:转运过程中，物质包裹在囊泡中。 批量运输：同时转运一种或多种数量不等的
《跨膜运输》PPT课件
• 工作原理：
– 对离子的转运循环依赖自磷酸化过程，所以叫做P-type 离子泵。每个周期转出３个钠离子，２个钾离子。
Na+-K+ATP PUMP
Na+-K+ATP pump can catalyze the formation of ATP under laboratory condition
Model for mode of action for Ca++ ATPase Conformation change
三、质子泵
• 1、P-type：如植物细胞膜上的H+泵、动物胃表皮 细胞的H+-K+泵（分泌胃酸）。
• 2、V-type：存在于各类小泡膜上，水解ATP产生 能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、内体、 植物液泡膜上。
• 通透性P=KD/t ， K为分配系数， D为扩散系数，t 为膜的厚度。
• 人工膜对各类物质的通透率： • 脂溶性越高通透性越大； • 小分子比大分子易透过； • 非极性分子比极性容易透过； • 极性不带电荷的小分子可透过人工脂双层; • 人工膜对带电荷的物质，如离子是高度不通透的。
二、协助扩散
• 也称促进扩散（facilitated diffusion）。 • 特点： ①转运速率高； ②运输速率同物质浓度成非线性关
系； ③特异性；④饱和性。 • 载体：离子载体、通道蛋白。
（一）离子载体（ionophore）
• 疏水性小分子，可溶于双脂 层。分为：可动离子载体和 通道离子载体。
•缬氨霉素能转运K+； DNP和 FCCP可转运H+；离子霉素、 A23187可转运钙离子。
小泡中的物质释放出去。如：母鼠血液中的抗体经 穿胞运输进入乳汁。 • 五、胞内膜泡运输 • 细胞内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡 运输方式进行。如从内质网到高尔基体；高尔基体 到溶酶体等。
– 对离子的转运循环依赖自磷酸化过程，所以叫做P-type 离子泵。每个周期转出３个钠离子，２个钾离子。
Na+-K+ATP PUMP
Na+-K+ATP pump can catalyze the formation of ATP under laboratory condition
Model for mode of action for Ca++ ATPase Conformation change
三、质子泵
• 1、P-type：如植物细胞膜上的H+泵、动物胃表皮 细胞的H+-K+泵（分泌胃酸）。
• 2、V-type：存在于各类小泡膜上，水解ATP产生 能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、内体、 植物液泡膜上。
• 通透性P=KD/t ， K为分配系数， D为扩散系数，t 为膜的厚度。
• 人工膜对各类物质的通透率： • 脂溶性越高通透性越大； • 小分子比大分子易透过； • 非极性分子比极性容易透过； • 极性不带电荷的小分子可透过人工脂双层; • 人工膜对带电荷的物质，如离子是高度不通透的。
二、协助扩散
• 也称促进扩散（facilitated diffusion）。 • 特点： ①转运速率高； ②运输速率同物质浓度成非线性关
系； ③特异性；④饱和性。 • 载体：离子载体、通道蛋白。
（一）离子载体（ionophore）
• 疏水性小分子，可溶于双脂 层。分为：可动离子载体和 通道离子载体。
•缬氨霉素能转运K+； DNP和 FCCP可转运H+；离子霉素、 A23187可转运钙离子。
小泡中的物质释放出去。如：母鼠血液中的抗体经 穿胞运输进入乳汁。 • 五、胞内膜泡运输 • 细胞内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡 运输方式进行。如从内质网到高尔基体；高尔基体 到溶酶体等。
药物的跨膜转运ppt课件
2
Membrane
3
脂质双分子层
• 构成：由双嗜性脂质分子两两相对排列成 双分子层
• 脂质以磷脂类为主(总量的70%以上)、胆固 醇(一般低于30%)和少量糖脂。
• 2. 特点：液态（同层横向移动的流动性） 稳定性（可自动形成和维持，能承受较
大张力。） • 3. 功能：屏障作用和传递信息
4
蛋白质(55%)
3、F-type：由多亚基构成，位于细菌质膜，线粒体内膜
和植物细胞的类囊体膜上。顺H+浓度梯度转运质子。
利用释放的能量合成ATP，也叫H+-ATP合成酶。
21
ABC 超家族
• ABC超家族（ABC superfamily）:分布
广泛，庞大的蛋白家族，有两个跨膜结构域和 两个原生质侧的ATP结合区（ATP binding cassette），故名ABC转运器。
• 吞噬作用：胞吞物为固体。（单核、巨噬、 中性粒C）
• 吞饮作用：胞吞物为液体。（液相和受体 介导入胞）
29
• 液相入胞---指细胞外液及其所含的溶质连续 不断地进入胞内，是细胞本身固有的活动，进 入细胞的溶质量和溶质的浓度成正比。
• 受体介导入胞---指通过被转运物与膜受体的 特异结 合，选择性地促进其进入细胞的一种 入胞方式。
与生物电的形成密切相关； • 3.建立Na+浓度是能储备。是营养物质跨越
小肠和肾小管上皮细胞等跨膜主动转运的 能量来源。
25
原发性与继发性的比较
区别 转运方向 膜蛋白质 能量来源
举例
原发性
继发性
低浓度向高浓 低浓度向高浓
度转运
度转运
生物泵 转运体蛋白质
生物泵 钠泵等生物泵
Membrane
3
脂质双分子层
• 构成：由双嗜性脂质分子两两相对排列成 双分子层
• 脂质以磷脂类为主(总量的70%以上)、胆固 醇(一般低于30%)和少量糖脂。
• 2. 特点：液态（同层横向移动的流动性） 稳定性（可自动形成和维持，能承受较
大张力。） • 3. 功能：屏障作用和传递信息
4
蛋白质(55%)
3、F-type：由多亚基构成，位于细菌质膜，线粒体内膜
和植物细胞的类囊体膜上。顺H+浓度梯度转运质子。
利用释放的能量合成ATP，也叫H+-ATP合成酶。
21
ABC 超家族
• ABC超家族（ABC superfamily）:分布
广泛，庞大的蛋白家族，有两个跨膜结构域和 两个原生质侧的ATP结合区（ATP binding cassette），故名ABC转运器。
• 吞噬作用：胞吞物为固体。（单核、巨噬、 中性粒C）
• 吞饮作用：胞吞物为液体。（液相和受体 介导入胞）
29
• 液相入胞---指细胞外液及其所含的溶质连续 不断地进入胞内，是细胞本身固有的活动，进 入细胞的溶质量和溶质的浓度成正比。
• 受体介导入胞---指通过被转运物与膜受体的 特异结 合，选择性地促进其进入细胞的一种 入胞方式。
与生物电的形成密切相关； • 3.建立Na+浓度是能储备。是营养物质跨越
小肠和肾小管上皮细胞等跨膜主动转运的 能量来源。
25
原发性与继发性的比较
区别 转运方向 膜蛋白质 能量来源
举例
原发性
继发性
低浓度向高浓 低浓度向高浓
度转运
度转运
生物泵 转运体蛋白质
生物泵 钠泵等生物泵
《药理学》课件——药物的跨膜转运
意义：
. 分布速度越快，药物作用也越快；分布浓度越高，药 物在此部位的作用也越强。
药物的分布
影响药物分布的因素 1．药物与血浆蛋白结合 结合型药物的特点有：
. ①转运慢； . ②暂时失去药理活性； . ③与血浆蛋白结合是可逆的，当血药浓度降低时，结
合型药物可被释放出来呈游离型，发挥药理作用； . ④多种药物同时使用时药物之间存在竞争性抑制现象。
程度的重吸收，重吸收越多，排泄速度越慢。重吸收 的程度与药物的脂溶性、解离度，尿液量和尿液的pH 有关。脂溶性高、非解离型药物重吸收量多，排泄慢； 水溶性药物则排泄快。
药物的排泄
尿液的pH可影响弱酸、弱碱性药物的解离度，从 而也影响药物在肾小管的重吸收。 弱酸性药物在碱性尿液中、弱碱性药物在酸性尿 液中解离度增大，重吸收量减少，排泄快；弱酸 性药物在酸性尿液中、弱碱性药物在碱性尿液中 解离度减小，重吸收量增多，排泄慢。 临床可利用改变尿液pH的方法加速药物的排泄， 以治疗药物中毒。如苯巴比妥中毒时，可用碳酸 氢钠碱化尿液加速药物的排泄。
• 小肠是药物吸收的主要部位：吸收面积大、血流丰富、 蠕动缓慢、pH接近中性。
药物的吸收
口服药物经消化道吸收后经门静脉到达肝脏，再 进入血液循环。某些药物在首次经过肠壁和肝脏 时被代谢灭活，进入体循环的药量减少，药效降 低，这种现象称为首关消除，又称首关效应。 首关消除率高的药物，不宜口服给药，如硝酸甘 油等。 舌下含服和直肠给药也属于消化道吸收，其特点 是可避免首关消除，吸收较迅速，但给药量有限， 且有时药物吸收不完全。
意义：
. 药物吸收快慢、多少可影响药物作用的快慢、强弱和 维持时间长短。
药物的吸收
影响药物吸收的因素： 1．给药途径和吸收部位
. 分布速度越快，药物作用也越快；分布浓度越高，药 物在此部位的作用也越强。
药物的分布
影响药物分布的因素 1．药物与血浆蛋白结合 结合型药物的特点有：
. ①转运慢； . ②暂时失去药理活性； . ③与血浆蛋白结合是可逆的，当血药浓度降低时，结
合型药物可被释放出来呈游离型，发挥药理作用； . ④多种药物同时使用时药物之间存在竞争性抑制现象。
程度的重吸收，重吸收越多，排泄速度越慢。重吸收 的程度与药物的脂溶性、解离度，尿液量和尿液的pH 有关。脂溶性高、非解离型药物重吸收量多，排泄慢； 水溶性药物则排泄快。
药物的排泄
尿液的pH可影响弱酸、弱碱性药物的解离度，从 而也影响药物在肾小管的重吸收。 弱酸性药物在碱性尿液中、弱碱性药物在酸性尿 液中解离度增大，重吸收量减少，排泄快；弱酸 性药物在酸性尿液中、弱碱性药物在碱性尿液中 解离度减小，重吸收量增多，排泄慢。 临床可利用改变尿液pH的方法加速药物的排泄， 以治疗药物中毒。如苯巴比妥中毒时，可用碳酸 氢钠碱化尿液加速药物的排泄。
• 小肠是药物吸收的主要部位：吸收面积大、血流丰富、 蠕动缓慢、pH接近中性。
药物的吸收
口服药物经消化道吸收后经门静脉到达肝脏，再 进入血液循环。某些药物在首次经过肠壁和肝脏 时被代谢灭活，进入体循环的药量减少，药效降 低，这种现象称为首关消除，又称首关效应。 首关消除率高的药物，不宜口服给药，如硝酸甘 油等。 舌下含服和直肠给药也属于消化道吸收，其特点 是可避免首关消除，吸收较迅速，但给药量有限， 且有时药物吸收不完全。
意义：
. 药物吸收快慢、多少可影响药物作用的快慢、强弱和 维持时间长短。
药物的吸收
影响药物吸收的因素： 1．给药途径和吸收部位
药物转运和转运体课件
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
毛细血管内皮孔道约 40Å ， 除 蛋 白质外 ， 血浆中的溶质均能通 过
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简单扩散的特点：
转运速度与脂溶度（lipid solubility ）成正比； 顺差转运，不耗能；
例：丙磺舒的pKa=3.4
胃液pH=1.4
10pH-pKa=
[离子型] [非离子型]
101.4-3.4=
[离子型] [非离子型]
1 100
[离子型]
= [非离子型]
血液pH=7.4 [离子型]
10pH-pKa=
[非离子型]
107.4-3.4=
[离子型] [非离子型]
10000 1
=
[离子型] [非离子型]
根据对底物的转运方向，主要可以将转运体分为摄入转运体和外 排转运体： l 摄入转运体负责将外源性物质摄入细胞内，包括有机阴离子转 运多肽家族（OATP）、有机阴离子转运体家族（OAT）、有机 阳离子转运体家族（OCT）。 l 外排型转运体主要是P-gp蛋白，多药耐药蛋白（MDR）、多药 耐药相关蛋白（MRP）、乳腺癌耐药相关蛋白（BCRP）以及胆 盐分泌蛋白（BSEP）等。
例： 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
水杨酸（弱酸）pKa=3.4，在pH=1.4的胃液中及pH=7.4 的血 浆中，解离型与非解离型的比例分别是多少？
胃液中：10 1.4－3.4 =
= 10 -2 =1/100
[ Aபைடு நூலகம் ]
[HA]
血浆中：10 7.4－3.4 =
《跨膜转运》PPT课件
❖V-型泵: 利用ATP的能量但不形成磷酸化的中间体。
➢囊泡(V型)泵将 H+ 跨膜运入/运出囊泡或细胞器膜。
➢它们存在于溶酶体、分泌泡、植物细胞液泡中，某 些细胞的质膜上也可发现V型泵〔肾小管〕。
4. 由离子梯度驱动的间接主动运输---协同运 输 主动运输的离子泵所形成的离子跨膜梯度中蕴藏了许多
A. 胞吞：将胞外溶于水的溶 质分子通过质膜形成囊泡 运进细胞的过程。
❖胞饮作用——不需要膜外 表的识别，非特异性吸收胞 外液体。
❖受体介导的内吞作用 (RME)—— 允许待运物质与 膜外表受体结合。
B. 吞噬作用: 大颗粒物质的吸收
❖包括: 大分子，细胞碎片，甚 至微生物和其他细胞。
❖胞吞作用通常局限于特殊细胞， 该类细胞称吞噬细胞。
➢Na+/K+ ATP酶的主动运输用来维持质膜的电化 学梯度，以便维持细胞的可兴奋性。 ➢Na+/K+ 泵用来保持渗透平衡和稳定细胞体积 。
➢形成磷酸化的蛋白质中间体——P-型泵。
❖其他的P-型泵: 如 H+ 与 Ca2+ ATP酶，以及H+/K+ ATP 酶
➢植物细胞有H+转运的质子泵。 这类质子泵在次级溶质转运、胞内pH值控制, 植物细胞生
C.溶质运动的热力学
扩散是溶质自发的由高浓度区域向低浓 度区域的运动。
非电解质扩散过程中的自由能变化依赖 于浓度梯度。
电细胞中的运输过程
2. 被动运输与主动运输
A. 两种运输形式的比较
特性
扩散
简单扩散
协助扩散
主动运输
熵值增减〔熵的效率〕
❖ 主动运输需要载体蛋白介导逆浓度梯 度转运溶质，并需要耗能。
相关主题
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药物的跨膜转运
分析化学 焦豫滨 2
学习交流PPT
1
一、生物膜
• 生物膜主要由脂质、蛋白和多糖组成。该 脂膜呈液态骨架, 脂质形成一系列双分子层, 蛋白质镶嵌在其中, 蛋白质多为物质转运的 载体(transporter)、受体或酶, 担负着物质 转运或信息传递任务。此外, 在膜中还存在 一些孔道, 使一些小分子化合物如水、尿素 等通过。
• 蛋白质功能：①转运物质②传递信息③能
量转化④免疫标志
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糖类(2%-10%)
• 形式：糖蛋白或糖脂表示免疫信息或传递 信息
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二、药物的跨膜转运方式
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（一）被动运输
概念：物质经扩散作用,顺电化学梯度不消 耗能量所进行的跨膜转运。
扩散特点:扩散量与浓度差、温度和膜的通 透性呈正相关。
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2
Membrane
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3
脂质双分子层
• 构成：由双嗜性脂质分子两两相对排列成 双分子层
• 脂质以磷脂类为主(总量的70%以上)、胆固 醇(一般低于30%)和少量糖脂。
• 2. 特点：液态（同层横向移动的流动性） 稳定性（可自动形成和维持，能承受较
大张力。）
• 3. 功能：屏障作用和传递信息
极性）大小。
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2.易化扩散
• 概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物 质,需在特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的 高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
• 分类: ①由通道介导的易化扩散 ②由载体介导的易化扩散
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（1）通道介导的易化扩散
• 定义:离子物质借助于膜上的蛋白质离子通 道所进行的扩散。
特点： ①运输方向； ②膜转运蛋白；
③消耗能量
进行主动运输的物质：
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1.泵转运
ATP驱动泵：也称ATP酶，催化ATP水解而释放能量； 是整合膜蛋白，载体蛋白。在膜的原生质表 面有ATP结合位点。根据结构和功能特性可 分为4类：
P-型离子泵， 转运Na+,K+,Ca2+等
转运 离子
P-型质子泵， V-型质子泵， 转运H+离子， F-型质子泵， 即质子
和ABC超家族。 转运小分子
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P-型离子泵:
2个α催化亚基，ATP结合位 点，磷酸化和去磷酸化，泵 蛋白构象改变，实现离子的 跨膜转运。
（1）钠钾泵：也叫Na+-K+ATP酶 • 构成与分布：由2个α亚基、2个β亚基组成的4聚体，分布
于动物细胞的质膜上。
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功能：逆浓度梯度和电化学梯度泵出Na+,泵入 K+,维持细胞内低Na+高K+的离子环境，对神经 冲动的传播和维持细胞的渗透平衡时非常重 要。
Na+-K+泵的作用： •①维持细胞的渗透压，保持细胞的体积； •②维持低Na+高K+的细胞内环境； •③维持细胞的静息电位。
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（2）钙泵（Ca2+ pump ）
• 又称Ca2+-ATP酶。 • 构成：1个多肽构成的整合膜蛋白，每个泵
单位含有10个跨膜α螺旋。
分布：细胞质膜和内质网膜上；肌细胞的肌质网膜
• 3. 机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形 时被激活，如触觉的神经末梢、听觉的毛 细胞等都存在这类通道。
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13
电位高 电位低
Na+浓度高
Na+浓度低
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细胞外 细胞膜 细胞内
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（2）载体介导的 易化扩散
• 定义:物质主要是依赖于载体蛋白分子内部 的变构作用所进行的被动跨膜转运。
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蛋白质(55%)
• 结构：α螺旋或球形
• 存在形式：表面蛋白、整合蛋白
• 表面蛋白（Peripheral proteins）占20%— 30%,以静电引力或离子键与整合蛋白结合, 附着于膜表面，主要在内表面。
• 整合蛋白（Integral proteins）占70%—80%, 肽链一次或几次穿膜为特征。
• 转运物：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等非脂溶 性小分子亲水物质。
• 转运速率取决于浓度差、载体数量及位点 等
• 特点：a．高度特异性 b. 饱和现象 c. 竞 争性抑制
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（二）主动运输
概念：主动运输（active transport）是指 由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度（或电 化学梯度）的由浓度低的一侧向浓度高的 一侧的跨膜运输方式。
类型：简单扩散 协助扩散
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1.单纯扩散
概念：一些高脂溶性物质由膜的高浓度一侧向 低浓度一侧转运的过程。
转运的物质：O2、CO2、NH3 、 N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固
醇类激素等少数几种。
• 特点：沿浓度梯度扩散；不需要提供能
量；没有膜蛋白的协助。
• 通透性决定于：分子的大小，脂溶性（
和植物细胞的类囊体膜上。顺H+浓度梯度转运质子。
利用释放的能量合成ATP，也叫H+-ATP合成酶。
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• 通道是一类贯穿脂质双层、中央带有亲水 性孔道的膜蛋白。
• 离子通道特点： a.相对特异性(离子选择性 )b.具有“闸门” 启闭的特性（门控过程）
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门控离子通道分为三类：
• 1. 电压门控通道：在膜去极化到一定电位 时开放，如神经元上的Na+ 通道。
• 2. 化学门控通道：受膜环境中某些化学物 质的影响而开放,这类化学物质（配基）主 要来自细胞外液，如激素、递质等。
2、V-type：由多亚基构成，位于动物细胞溶酶体膜、破 骨细胞和肾小管细胞的质膜以及植物细胞、真菌和细 菌液泡膜上，故又称膜泡质子泵(vacuolar proton pump) 。其水解ATP产生能量，但不发生磷酸化。将 H+从细胞质基质泵入细胞器，以维持基质的pH中性和 细胞器内的pH酸性。
3、F-type：由多亚基构成，位于细菌质膜，线粒体内膜
上。
❖ 功能：于细胞膜和内质网膜上，它将Ca2+输 出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持 细胞内低浓度的游离Ca2+。
❖ 在肌细胞的肌质网膜上，在肌质网内储存
Ca2+，对调节肌细胞的收缩运动是至关重要
Байду номын сангаас
的。钙泵占膜整合蛋学习白交流P的PT 80%以上。
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质子泵
1、P-type：利用质子泵自磷酸化发生构象的改变向细胞 外转移质子，如植物细胞、真菌和细菌的质膜上的H+ 泵、动物胃表皮细胞的H+-K+泵。
分析化学 焦豫滨 2
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一、生物膜
• 生物膜主要由脂质、蛋白和多糖组成。该 脂膜呈液态骨架, 脂质形成一系列双分子层, 蛋白质镶嵌在其中, 蛋白质多为物质转运的 载体(transporter)、受体或酶, 担负着物质 转运或信息传递任务。此外, 在膜中还存在 一些孔道, 使一些小分子化合物如水、尿素 等通过。
• 蛋白质功能：①转运物质②传递信息③能
量转化④免疫标志
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糖类(2%-10%)
• 形式：糖蛋白或糖脂表示免疫信息或传递 信息
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（一）被动运输
概念：物质经扩散作用,顺电化学梯度不消 耗能量所进行的跨膜转运。
扩散特点:扩散量与浓度差、温度和膜的通 透性呈正相关。
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脂质双分子层
• 构成：由双嗜性脂质分子两两相对排列成 双分子层
• 脂质以磷脂类为主(总量的70%以上)、胆固 醇(一般低于30%)和少量糖脂。
• 2. 特点：液态（同层横向移动的流动性） 稳定性（可自动形成和维持，能承受较
大张力。）
• 3. 功能：屏障作用和传递信息
极性）大小。
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2.易化扩散
• 概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物 质,需在特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的 高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
• 分类: ①由通道介导的易化扩散 ②由载体介导的易化扩散
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（1）通道介导的易化扩散
• 定义:离子物质借助于膜上的蛋白质离子通 道所进行的扩散。
特点： ①运输方向； ②膜转运蛋白；
③消耗能量
进行主动运输的物质：
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1.泵转运
ATP驱动泵：也称ATP酶，催化ATP水解而释放能量； 是整合膜蛋白，载体蛋白。在膜的原生质表 面有ATP结合位点。根据结构和功能特性可 分为4类：
P-型离子泵， 转运Na+,K+,Ca2+等
转运 离子
P-型质子泵， V-型质子泵， 转运H+离子， F-型质子泵， 即质子
和ABC超家族。 转运小分子
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P-型离子泵:
2个α催化亚基，ATP结合位 点，磷酸化和去磷酸化，泵 蛋白构象改变，实现离子的 跨膜转运。
（1）钠钾泵：也叫Na+-K+ATP酶 • 构成与分布：由2个α亚基、2个β亚基组成的4聚体，分布
于动物细胞的质膜上。
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功能：逆浓度梯度和电化学梯度泵出Na+,泵入 K+,维持细胞内低Na+高K+的离子环境，对神经 冲动的传播和维持细胞的渗透平衡时非常重 要。
Na+-K+泵的作用： •①维持细胞的渗透压，保持细胞的体积； •②维持低Na+高K+的细胞内环境； •③维持细胞的静息电位。
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（2）钙泵（Ca2+ pump ）
• 又称Ca2+-ATP酶。 • 构成：1个多肽构成的整合膜蛋白，每个泵
单位含有10个跨膜α螺旋。
分布：细胞质膜和内质网膜上；肌细胞的肌质网膜
• 3. 机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形 时被激活，如触觉的神经末梢、听觉的毛 细胞等都存在这类通道。
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电位高 电位低
Na+浓度高
Na+浓度低
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细胞外 细胞膜 细胞内
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（2）载体介导的 易化扩散
• 定义:物质主要是依赖于载体蛋白分子内部 的变构作用所进行的被动跨膜转运。
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蛋白质(55%)
• 结构：α螺旋或球形
• 存在形式：表面蛋白、整合蛋白
• 表面蛋白（Peripheral proteins）占20%— 30%,以静电引力或离子键与整合蛋白结合, 附着于膜表面，主要在内表面。
• 整合蛋白（Integral proteins）占70%—80%, 肽链一次或几次穿膜为特征。
• 转运物：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等非脂溶 性小分子亲水物质。
• 转运速率取决于浓度差、载体数量及位点 等
• 特点：a．高度特异性 b. 饱和现象 c. 竞 争性抑制
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（二）主动运输
概念：主动运输（active transport）是指 由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度（或电 化学梯度）的由浓度低的一侧向浓度高的 一侧的跨膜运输方式。
类型：简单扩散 协助扩散
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1.单纯扩散
概念：一些高脂溶性物质由膜的高浓度一侧向 低浓度一侧转运的过程。
转运的物质：O2、CO2、NH3 、 N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固
醇类激素等少数几种。
• 特点：沿浓度梯度扩散；不需要提供能
量；没有膜蛋白的协助。
• 通透性决定于：分子的大小，脂溶性（
和植物细胞的类囊体膜上。顺H+浓度梯度转运质子。
利用释放的能量合成ATP，也叫H+-ATP合成酶。
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• 通道是一类贯穿脂质双层、中央带有亲水 性孔道的膜蛋白。
• 离子通道特点： a.相对特异性(离子选择性 )b.具有“闸门” 启闭的特性（门控过程）
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门控离子通道分为三类：
• 1. 电压门控通道：在膜去极化到一定电位 时开放，如神经元上的Na+ 通道。
• 2. 化学门控通道：受膜环境中某些化学物 质的影响而开放,这类化学物质（配基）主 要来自细胞外液，如激素、递质等。
2、V-type：由多亚基构成，位于动物细胞溶酶体膜、破 骨细胞和肾小管细胞的质膜以及植物细胞、真菌和细 菌液泡膜上，故又称膜泡质子泵(vacuolar proton pump) 。其水解ATP产生能量，但不发生磷酸化。将 H+从细胞质基质泵入细胞器，以维持基质的pH中性和 细胞器内的pH酸性。
3、F-type：由多亚基构成，位于细菌质膜，线粒体内膜
上。
❖ 功能：于细胞膜和内质网膜上，它将Ca2+输 出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持 细胞内低浓度的游离Ca2+。
❖ 在肌细胞的肌质网膜上，在肌质网内储存
Ca2+，对调节肌细胞的收缩运动是至关重要
Байду номын сангаас
的。钙泵占膜整合蛋学习白交流P的PT 80%以上。
20
质子泵
1、P-type：利用质子泵自磷酸化发生构象的改变向细胞 外转移质子，如植物细胞、真菌和细菌的质膜上的H+ 泵、动物胃表皮细胞的H+-K+泵。