主管药师考试辅导：细胞膜的结构和物质转运功能

一、细胞膜的结构和物质转运功能

1.膜结构的液态镶嵌模型：细胞膜和细胞器膜主要由脂质和蛋白质组成。

膜结构为液态镶嵌模型，是以液态的脂质双分子层为基架，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质---大部分物质的跨膜转运有关。

2.细胞膜的物质转运功能

(1)单纯扩散：物理扩散

特点：①脂溶性高和分子量小的物质;②高浓度----低浓度;③浓度差和膜对该物质的通透性--扩散的方向和速度;④常见物质---如O2、C02、N2、乙醇、尿素和水分子等。

(2)易化扩散：

特点：①经载体和通道膜蛋白介导的跨膜转运。②不需要消耗能量，也是高浓度----低浓度，属于被动转运。

分类：①经载体易化扩散：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等;②经通道易化扩散：Na+、Cl-、Ca2+、K+等带电离子。

通道对离子的导通表现出的开放与关闭两种状态，包括电压门控通道(细胞膜Na+、K+、Ca2+通道)、化学门控通道(终板膜ACh受体离子通道)和机械门控通道(听毛细胞离子通道)。

单纯扩散和易化扩散属于被动转运，转运过程本身不需要消耗能量，是物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运。

(3)主动转运：是由离子泵和转运体膜蛋白介导的消耗能量、逆浓度梯度和电位梯度(低—高)的跨膜转运。称主动转运。

逆浓度差的转运，就像从低处向高出泵水，必须有水泵一样，需要镶嵌在细胞膜上的一种特殊蛋白质帮助，这种蛋白质就称为“泵”，也称“泵”蛋白。泵蛋白具有特异性。

主动转运分原发性主动转运和继发性主动转运。

1)原发性主动转运：指细胞直接利用代谢产生的能量将物质(带电离子)逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。

介导这一过程的膜蛋白为离子泵。在哺乳动物细胞膜上普遍存在的离子泵是钠钾泵，简称钠泵，也称Na+-K+-ATP酶。

钠泵每分解1分子ATP可将3个Na+移出胞外，同时将2个K+移入胞内，由此造成细胞内的K+的浓度为细胞外液中的30倍左右，而细胞外液中的Na+的浓度为胞内10倍左右。

钠泵的重要生理意义：

①细膜内外Na+和K+的浓度差，是细胞具有兴奋性的基础;是细胞生物电活动产生的前提条件;

②维持细胞内高K+，是胞质内许多代谢反应所必需的，如核糖体合成蛋白质;膜外高Na+状态，为许多代谢反应正常进行提供必需条件;

③钠泵活动能维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定;

④Na+在膜两侧的浓度差是其他许多物质继发性主动转运(如葡萄糖、氨基酸，以及Na+-H+、Na+-Ca2+交换等)的动力;

⑤钠泵的活动对维持细胞内pH的稳定性也具有重要意义。

2)继发性主动转运：许多物质逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运时，所需能量不直接来自ATP分解，而是来自由Na+泵利用分解ATP释放的能量，在膜两侧建立的Na+浓度势能差，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运。

其机制是一种称为转运体的膜蛋白，利用膜两侧Na+浓度梯度完成的跨膜转运。如被转运的物质与Na+都向同一方向运动，称为同向转运，如葡萄糖在小肠黏膜重吸收的Na+-葡萄糖同向转运。如被转运的物质与Na+彼此向相反方向运动，则称为反向转运，如细胞普遍存在的Na+-H+交换和Na+-Ca2+交换。