2013護士執(zhí)業(yè)資格考試輔導(dǎo)：細胞膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運

　　初級藥士考點：基礎(chǔ)知識部分生理學(xué)細胞基本功能考點。

　　1.膜結(jié)構(gòu)的液態(tài)鑲嵌模型

　　細胞新陳代謝過程中需要不斷選擇性地通過細胞膜攝入和排出某些物質(zhì)。細胞膜和細胞器膜主要由脂質(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)運都與鑲嵌在膜上的這些特殊蛋白質(zhì)有關(guān)。

　　2.細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能

　　物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運途徑有：

　　(1)單純擴散：是一種簡單的物理擴散，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)的跨膜運動。擴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)容易通過細胞膜脂質(zhì)雙層，如O2、CO2、N2、乙醇、尿素和水分子等。擴散的最終結(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：帶電離子和水溶性分子的跨膜轉(zhuǎn)運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)的易化擴散屬于被動轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)運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行的跨膜轉(zhuǎn)運。①經(jīng)載體易化擴散指葡萄糖、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)運的過程。②經(jīng)通道易化擴散指溶液中的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)信號和機械刺激等調(diào)控，因此，離子通道又分為電壓門控通道(細胞膜Na+、K+、Ca2+通道)、化學(xué)門控通道(終板膜ACh受體離子通道)和機械門控通道(聽毛細胞離子通道)。

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

　　1)原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運：指細胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)(帶電離子)逆濃度梯度或電位梯度進行跨膜轉(zhuǎn)運的過程。介導(dǎo)這一過程的膜蛋白為離子泵。在哺乳動物細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)，由此造成細胞內(nèi)的K+的濃度為細胞外液中的30倍左右，而細胞外液中的Na+的濃度為胞質(zhì)中10倍左右。鈉泵活動的重要生理意義：維持細胞內(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)正常進行提供必需條件;鈉泵活動造成的膜內(nèi)外Na+和K+的濃度差，是細胞生物電活動產(chǎn)生的前提條件;鈉泵活動能維持胞質(zhì)滲透壓和細胞容積的相對穩(wěn)定;Na+在膜兩側(cè)的濃度差是其他許多物質(zhì)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(如葡萄糖、氨基酸，以及Na+-H+、Na+Ca2+交換等)的動力;鈉泵的活動對維持細胞內(nèi)pH的穩(wěn)定性也具有重要意義。

　　2)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運：許多物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運時，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)運過程稱為繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運。其機制是一種稱為轉(zhuǎn)運體的膜蛋白，利用膜兩側(cè)Na+濃度梯度完成的跨膜轉(zhuǎn)運。如被轉(zhuǎn)運的物質(zhì)與Na+都向同一方向運動，稱為同向轉(zhuǎn)運，如葡萄糖在小腸黏膜重吸收的Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運。如被轉(zhuǎn)運的物質(zhì)與Na+彼此向相反方向運動，則稱為反向轉(zhuǎn)運，如細胞普遍存在的Na+-H+交換和Na+-Ca2+交換。