物质通过细胞膜的转运有以下几种形式:
(一)被动转运:包括单纯扩散和易化扩散两种形式。
1.是指小分子脂溶性物质由高浓度的一侧通过细胞膜向低浓度的一侧转运的过程。跨膜扩散的最取决于膜两侧的物质浓度梯度和膜对该物质的通透性。单纯扩散在物质转运的当时是不耗能的,其能量来自高浓度本身包含的势能。
2.易化扩散:指非脂溶性小分子物质在特殊膜蛋白的协助下,由高浓度的一侧通过细胞膜向低浓度的一侧移动的过程。参与易化扩散的膜蛋白有载体蛋白质和通道蛋白质。
以载体为中介的易化扩散特点如下:(1)竞争性抑制;(2)饱和现象;(3)结构特异性。以通道为中介的易化扩散特点如下:(1)相对特异性;(2)无饱和现象;(3)通道有"开放"和"关闭"两种不同的机能状态。
(二)主动转运,包括原发性主动转运和继发性主动转运。
主动转运是指细胞消耗能量将物质由膜的低浓度一侧向高浓度的一侧转运的过程。主动转运的特点是:(1)在物质转运过程中,细胞要消耗能量;(2)物质转运是逆电-化学梯度进行;(3)转运的为小分子物质;(4)原发性主动转运主要是通过离子泵转运离子,继发性主动转运是指依赖离子泵转运而储备的势能从而完成其他物质的逆浓度的跨膜转运。
最常见的离子泵转运为细胞膜上的钠泵(Na+ -K+泵),其生理作用和特点如下:
(1)钠泵是由一个催化亚单位和一个调节亚单位构成的细胞膜内在蛋白,催化亚单位有与Na+、ATP结合点,具有ATP酶的活性。
(2)其作用是逆浓度差将细胞内的Na+移出膜外,同时将细胞外的K+移入膜内。
(3)与静息电位的维持有关。
(4)建立离子势能贮备:分解的一个ATP将3个Na+移出膜外,同时将2个K+移入膜内,这样建立起离子势能贮备,参与多种生理功能和维持细胞电位稳定。
(5)可使神经、肌肉组织具有兴奋性的离子基础。