跨膜物质转运1

第二章细胞的基本功能

第一节细胞膜的物质转运功能

细胞膜（cell membrane，也称质膜、生物膜、单位膜）

电镜下三层：内外侧致密带、中间透明带各 2.5nm，总厚

7.0-7.5nm

一、细胞膜的结构和化学组成

液态镶嵌模型（1972年S i n g e r和N i c h o l s o n提出）

膜以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白质。

记下：脂质双层二维流体蛋白镶嵌糖链裸露

（一）脂质双分子层

1.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

（二）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。

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（三）糖类(2%-10%)

形式：糖蛋白或糖脂表示免疫信息或传递信息

二、细胞膜的跨膜物质转运功能

（一）被动转运(passive transport)

定义：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。

1.单纯扩散(simple diffusion)

①定义: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。

②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。

2.易化扩散(facilitated diffusion)

(1)定义: 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。

(2)分类:①由通道介导的易化扩散②由载体介导的易化扩散

由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。

通道是一类贯穿脂质双层、中央带有亲水性孔道的膜蛋白

由通道介导的易化扩散

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）

通道介导的易化扩散

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N a+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。

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。

②由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

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(二)主动转运(active transport)

• 定义：细胞通过本身的某种耗能过程，将某些物质逆电化学梯度进行的跨膜转运。转运时需要载体

分类： 1.原发性主动转运（简称：泵转运）

2.继发性主动转运（简称：协同转运）

3.入胞和出胞式转运

1.原发性主动转运（简称：泵转运）

定义：离子泵利用分解ATP产生的能量将离子逆浓度梯度和（或）电位梯度进行跨膜转运的过程。

如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等

N a+-K+泵又称N a+-K+依赖式A T P酶简称钠泵或生电钠泵转运导致：

（1）膜两侧离子分布不均衡（膜内高K+；膜外高N a+）以神经细胞为例：膜内K+比膜外高39倍，膜外N a+比膜内高12倍。

钠泵消耗能量占代谢产能的20%-30%，甚至更高。

（2）膜两侧电荷分布不均衡

（细胞外正离子净增而电位升高-生电钠泵）（比例N a+:K+ 3：2）

N a+-K+泵生理意义：

（1）膜内高K+，是许多代谢的必需条件。

（2）膜外高N a+，减少水进入细胞，维持细胞正常体积和渗透压。

（3）建立势能贮备。

2.继发性主动转运

定义：由钠泵活动所建立起来的势能贮备，成为某些物质主动转运的能量来源，不直接利用分解ATP释放的能量而进行的主动转

运。

分类：①同向转运②逆向转运

3.入胞和出胞式转运

定义：一些大分子物质或团块通过胞膜结构和功能变化进出细胞, 亦可属于主动转运过程。

分类：入胞（胞纳）、出胞（胞吐）

① 入胞：指细胞外大分子物质进入细胞的过程

吞噬：固体物。（单核、巨噬、中性粒C）

吞饮：液体。（液相和受体介导入胞）

吞饮：

1、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。

2、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。

受体介导入胞是一种非常有效转运方式，许多大分子物质（运铁蛋白、维生素B12转运蛋白、多种生长因子、胰岛素和低密度脂蛋白）都是这种方式。

②出胞（e x o c y t o s i s）：指大分子物质由细胞排出的过程。

如：神经末梢分泌递质，内分泌腺分泌激素。