被动运输
被动运输是指离子或小分子在浓度差或电位差的驱动下顺电化学梯度穿膜的运输方式。
它的运输动力来自质膜内、外侧物质的浓度梯度势能或电位差,分为简单扩散和协助扩散两类。
基本信息
- 中文名
被动运输
- 外文名
passive transport1
- 运输动力
质膜内、外侧物质的浓度梯度势能或电位差
- 分类
简单扩散、协助扩散(易化扩散)
- 运输特点
不消耗细胞代谢能
- 释义
离子或小分子在浓度差或电位差的驱动下顺电化学梯度穿膜的运输方式
简单扩散
也叫自由扩散(free diffusing),特点是:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白的协助。
某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和水中的分配系数(K)及其扩散系数(D)来计算:P=KD/t,t为膜的厚度。
脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;非极性分子比极性容易透过,小分子比大分子容易透过。具有极性的水分子容易透过是因水分子小,可通过由膜脂运动而产生的间隙。
非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层,不带电荷的极性小分子,如水、尿素、甘油等也可以透过人工脂双层,尽管速度较慢,分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过,而膜对带电荷的物质如:H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的(图5-1)。
事实上细胞的物质转运过程中,透过脂双层的简单扩散现象很少,绝大多数情况下,物质是通过载体或者通道来转运的。离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白的协助,按浓度梯度扩散进入质膜的,有的则是通过主动运输的方式进行转运。
协助扩散
也称促进扩散、易化扩散(faciliatied diffusion),其运输特点是:
①比自由扩散转运速率高;
②存在最大转运速率; 在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度,浓度再增加,运输也不再增加。因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和;
③有特异性,即与特定溶质结合。这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型。
(一)离子载体
离子载体(ionophore),是疏水性的小分子,可溶于双脂层,提高所转运离子的通透率,多为微生物合成,是微生物防御被捕食或与其它物种竞争的武器。
离子载体也是以被动的运输方式运输离子,可分成可动离子载体(mobile ion carrier)和通道离子载体(channel former)两类:
可动离子载体:如缬氨霉素(valinomycin)能在膜的一侧结合K+,顺着电化学梯度通过脂双层,在膜的另一侧释放K+,且能往返进行)。其作用机理就像虹吸管可以使玻璃杯中的水跨越杯壁屏障,向低处流动一样。此外,2,4-二硝基酚(DNP)、羰基-氰-对-三氟甲氧基苯肼(FCCP)可转运H+,离子霉素(ionomycin)、A23187可转运Ca2+。