2013護(hù)士執(zhí)業(yè)資格考試輔導(dǎo)：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

　　初級藥士考點(diǎn)：基礎(chǔ)知識(shí)部分生理學(xué)細(xì)胞基本功能考點(diǎn)。

　　1.膜結(jié)構(gòu)的液態(tài)鑲嵌模型

　　細(xì)胞新陳代謝過程中需要不斷選擇性地通過細(xì)胞膜攝入和排出某些物質(zhì)。細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的液態(tài)鑲嵌模型，認(rèn)為膜是以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其間鑲嵌著許多具有不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)。大部分物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)都與鑲嵌在膜上的這些特殊蛋白質(zhì)有關(guān)。

　　2.細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

　　物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)途徑有：

　　(1)單純擴(kuò)散：是一種簡單的物理擴(kuò)散，即脂溶性高和分子量小的物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)的跨膜運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散的方向和速度取決于物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差和膜對該物質(zhì)的通透性。脂溶性高、分子量小的物質(zhì)容易通過細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層，如O2、CO2、N2、乙醇、尿素和水分子等。擴(kuò)散的最終結(jié)果是該物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差消失。

　　(2)經(jīng)載體和通道膜蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)：帶電離子和水溶性分子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)需要由膜蛋白的介導(dǎo)來完成。其中經(jīng)載體和通道膜蛋白介導(dǎo)的易化擴(kuò)散屬于被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)過程本身不需要消耗能量，是物質(zhì)順濃度梯度或電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。①經(jīng)載體易化擴(kuò)散指葡萄糖、氨基酸、核苷酸等許多重要的營養(yǎng)物質(zhì)借助載體蛋白順濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。②經(jīng)通道易化擴(kuò)散指溶液中的Na+、Cl-、Ca2+、K+等帶電離子，借助通道蛋白的介導(dǎo)，順濃度梯度或電位梯度跨膜擴(kuò)散。通道對離子的導(dǎo)通表現(xiàn)出的開放與關(guān)閉兩種狀態(tài)，受膜電位、化學(xué)信號(hào)和機(jī)械刺激等調(diào)控，因此，離子通道又分為電壓門控通道(細(xì)胞膜Na+、K+、Ca2+通道)、化學(xué)門控通道(終板膜ACh受體離子通道)和機(jī)械門控通道(聽毛細(xì)胞離子通道)。

　　(3)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：是由離子泵和轉(zhuǎn)運(yùn)體膜蛋白介導(dǎo)的消耗能量、逆濃度梯度和電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，分原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

　　1)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：指細(xì)胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)(帶電離子)逆濃度梯度或電位梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。介導(dǎo)這一過程的膜蛋白為離子泵。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞膜上普遍存在的離子泵是鈉鉀泵，簡稱鈉泵，也稱Na+-K+-ATP酶。鈉泵每分解1分子ATP可將3個(gè)Na+移出胞外，同時(shí)將2個(gè)K+移入胞內(nèi)，由此造成細(xì)胞內(nèi)的K+的濃度為細(xì)胞外液中的30倍左右，而細(xì)胞外液中的Na+的濃度為胞質(zhì)中10倍左右。鈉泵活動(dòng)的重要生理意義：維持細(xì)胞內(nèi)高K+，是胞質(zhì)內(nèi)許多代謝反應(yīng)所必需的，如核糖體合成蛋白質(zhì);膜外高Na+狀態(tài)，為許多代謝反應(yīng)正常進(jìn)行提供必需條件;鈉泵活動(dòng)造成的膜內(nèi)外Na+和K+的濃度差，是細(xì)胞生物電活動(dòng)產(chǎn)生的前提條件;鈉泵活動(dòng)能維持胞質(zhì)滲透壓和細(xì)胞容積的相對穩(wěn)定;Na+在膜兩側(cè)的濃度差是其他許多物質(zhì)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(如葡萄糖、氨基酸，以及Na+-H+、Na+Ca2+交換等)的動(dòng)力;鈉泵的活動(dòng)對維持細(xì)胞內(nèi)pH的穩(wěn)定性也具有重要意義。

　　2)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：許多物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，所需能量不直接來自ATP分解，而是來自由Na+泵利用分解ATP釋放的能量，在膜兩側(cè)建立的Na+濃度勢能差，這種間接利用ATP能量的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程稱為繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。其機(jī)制是一種稱為轉(zhuǎn)運(yùn)體的膜蛋白，利用膜兩側(cè)Na+濃度梯度完成的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。如被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)與Na+都向同一方向運(yùn)動(dòng)，稱為同向轉(zhuǎn)運(yùn)，如葡萄糖在小腸黏膜重吸收的Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)。如被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)與Na+彼此向相反方向運(yùn)動(dòng)，則稱為反向轉(zhuǎn)運(yùn)，如細(xì)胞普遍存在的Na+-H+交換和Na+-Ca2+交換。