2020衛(wèi)生資格中級主管藥師考試基礎(chǔ)知識:細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)輸
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2020衛(wèi)生資格中級主管藥師考試基礎(chǔ)知識:細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)輸
1.膜結(jié)構(gòu)的液態(tài)鑲嵌模型:細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。
膜結(jié)構(gòu)為液態(tài)鑲嵌模型,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)有關(guān)。
2.細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能
(1)單純擴(kuò)散:物理擴(kuò)散
特點(diǎn):①脂溶性高和分子量小的物質(zhì);②高濃度----低濃度;③濃度差和膜對該物質(zhì)的通透性--擴(kuò)散的方向和速度;④常見物質(zhì)---如O2、C02、N2、乙醇、尿素和水分子等。
(2)易化擴(kuò)散:
特點(diǎn):①經(jīng)載體和通道膜蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。②不需要消耗能量,也是高濃度----低濃度,屬于被動轉(zhuǎn)運(yùn)。
分類:①經(jīng)載體易化擴(kuò)散:葡萄糖、氨基酸、核苷酸等;②經(jīng)通道易化擴(kuò)散:Na+、Cl-、Ca2+、K+等帶電離子。
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),包括電壓門控通道(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)。
單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散屬于被動轉(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)。
(3)主動轉(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(低—高)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。稱主動轉(zhuǎn)運(yùn)。
逆濃度差的轉(zhuǎn)運(yùn),就像從低處向高出泵水,必須有水泵一樣,需要鑲嵌在細(xì)胞膜上的一種特殊蛋白質(zhì)幫助,這種蛋白質(zhì)就稱為“泵”,也稱“泵”蛋白。泵蛋白具有特異性。
主動轉(zhuǎn)運(yùn)分原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)和繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)。
1)原發(fā)性主動轉(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Na+移出胞外,同時將2個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+的濃度為胞內(nèi)10倍左右。
鈉泵的重要生理意義:
①細(xì)膜內(nèi)外Na+和K+的濃度差,是細(xì)胞具有興奮性的基礎(chǔ);是細(xì)胞生物電活動產(chǎn)生的前提條件;
②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;
③鈉泵活動能維持胞質(zhì)滲透壓和細(xì)胞容積的相對穩(wěn)定;
④Na+在膜兩側(cè)的濃度差是其他許多物質(zhì)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)(如葡萄糖、氨基酸,以及Na+-H+、Na+-Ca2+交換等)的動力;
⑤鈉泵的活動對維持細(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,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能量的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程稱為繼發(fā)性主動轉(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,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,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。
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