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主动转运是指细胞通过本身的代谢供能,将某物质逆浓度梯度或(和)电位梯度的跨膜转运过程。在细胞膜的主动转运中研究得最充分且对细胞生命活动最重要的是细胞膜钠泵对Na+和K+的原发性主动转运。1.原发性主动转运是指离子泵利用所分解ATP释放的能量将离子逆浓度梯度和(或) 电位梯度跨膜转运的过程。在哺乳动物细胞膜上普遍存在的离子泵有钠泵和钙泵。钠泵是镶嵌在膜脂质双分子层中的一种特殊蛋白质,它具有ATP酶的活性,可以分解ATP使之释放能量,并能利用此能量进行Na+和K+逆浓度梯度的主动转运,钠泵实质上是一种具有ATP 酶活性的逆向转运体(或称交换体),逆向转运Na+和K+,故被称为Na+,K+-ATP酶。活体细胞内、外各种离子的浓度有很大的差异。以神经和肌细胞为例,静息时细胞内K+的浓度约为细胞外的30倍,细胞外Na+的浓度约为细胞内的12倍。当细胞内的Na+增加和 细胞外的K+增加时,钠泵活动加强,于是将细胞内多余的Na+移出胞外,同时把细胞外多余的K+移入胞内。泵出Na+和泵入K+这两个过程是同时进行并“耦联”在一起的。与此同时,ATP酶分解ATP,为钠泵提供能量。在一般情况下,每分解一个ATP分子,可以移出3个Na+,同时移入2个K+。钠泵活动的意义:①钠泵活动维持的细胞内高K+是细胞进行多种代谢反应的必需条件; ②细胞内低Na+能阻止细胞外水分大量进入细胞,对维持细胞的正常体积、形态和功能具有重要意义;③建立一种势能贮备,供其他耗能过程利用(如用于继发性主动转运过程)。2.继发性主动转运是指转运物质的驱动力并不直接来自ATP分解释放的能量,而是利用原发性主动转运所形成的离子浓度梯度而进行的物质逆浓度梯度和(或)电位梯度的跨膜转运方式。事实上,继发性主动转运就是由载体介导的易化扩散与原发性主动转运相耦联的主动转运机制。如葡萄糖在小肠黏膜上皮的主动吸收就是一个典型的例子。它是由Na+-葡萄糖同向转运体和钠泵的耦联机制完成的。
窦金乾
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主动转运是指细胞通过本身的代谢供能,将某物质逆浓度梯度或(和)电位梯度的跨膜转运过程。在细胞膜的主动转运中研究得最充分且对细胞生命活动最重要的是细胞膜钠泵对Na+和K+的原发性主动转运。
1.原发性主动转运
是指离子泵利用所分解ATP释放的能量将离子逆浓度梯度和(或) 电位梯度跨膜转运的过程。在哺乳动物细胞膜上普遍存在的离子泵有钠泵和钙泵。钠泵是镶嵌在膜脂质双分子层中的一种特殊蛋白质,它具有ATP酶的活性,可以分解ATP使之释放能量,并能利用此能量进行Na+和K+逆浓度梯度的主动转运,钠泵实质上是一种具有ATP 酶活性的逆向转运体(或称交换体),逆向转运Na+和K+,故被称为Na+,K+-ATP酶。
活体细胞内、外各种离子的浓度有很大的差异。以神经和肌细胞为例,静息时细胞内K+的浓度约为细胞外的30倍,细胞外Na+的浓度约为细胞内的12倍。当细胞内的Na+增加和
细胞外的K+增加时,钠泵活动加强,于是将细胞内多余的Na+移出胞外,同时把细胞外多余的K+移入胞内。泵出Na+和泵入K+这两个过程是同时进行并“耦联”在一起的。与此同时,ATP酶分解ATP,为钠泵提供能量。在一般情况下,每分解一个ATP分子,可以移出3个Na+,同时移入2个K+。
钠泵活动的意义:①钠泵活动维持的细胞内高K+是细胞进行多种代谢反应的必需条件; ②细胞内低Na+能阻止细胞外水分大量进入细胞,对维持细胞的正常体积、形态和功能具有重要意义;③建立一种势能贮备,供其他耗能过程利用(如用于继发性主动转运过程)。
2.继发性主动转运
是指转运物质的驱动力并不直接来自ATP分解释放的能量,而是利用原发性主动转运所形成的离子浓度梯度而进行的物质逆浓度梯度和(或)电位梯度的跨膜转运方式。事实上,继发性主动转运就是由载体介导的易化扩散与原发性主动转运相耦联的主动转运机制。如葡萄糖在小肠黏膜上皮的主动吸收就是一个典型的例子。它是由Na+-葡萄糖同向转运体和钠泵的耦联机制完成的。