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被動運輸
編輯被運動運輸是一種不需要能量就可以將物質移動穿過細胞膜的膜運輸方式。 被動運輸不像主動運輸那樣使用細胞能量,而是依賴熱力學第二定律來驅動物質穿過細胞膜的運動。 從根本上說,物質遵循菲克xxx定律,從高濃度區域移動到低濃度區域,因為這種運動增加了整個系統的熵。 被動運輸的速率取決于細胞膜的滲透性,而細胞膜的滲透性又取決于膜脂和蛋白質的組織和特性。 被動運輸的四種主要類型是簡單擴散、促進擴散、過濾和/或滲透。
被運動運輸遵循菲克xxx定律和熱力學第二定律。
擴散
編輯擴散是物質從高濃度區域向低濃度區域的凈運動。 兩個區域之間的濃度差通常稱為濃度梯度,擴散將繼續進行,直到該梯度被消除。 由于擴散將物質從濃度較高的區域移動到濃度較低的區域,因此它被描述為使溶質沿濃度梯度向下移動(與主動運輸相比,主動運輸通常將物質從低濃度區域移動到濃度較高的區域,因此 稱為逆著濃度梯度移動材料)。 然而,在許多情況下(例如被動藥物轉運),被動轉運的驅動力不能簡化為濃度梯度。 如果膜的兩側存在藥物平衡溶解度不同的不同溶液,飽和度的差異就是被動膜轉運的驅動力。 對于過飽和溶液也是如此,由于無定形固體分散體在提高藥物生物利用度方面的應用越來越廣泛,因此變得越來越重要。
簡單的擴散和滲透在某些方面是相似的。 簡單擴散是溶質從高濃度到低濃度的被動運動,直到溶質濃度始終均勻并達到平衡。 滲透很像簡單的擴散,但它具體描述了水(不是溶質)穿過選擇性滲透膜的運動,直到膜兩側的水和溶質濃度相等。 簡單的擴散和滲透都是被動運輸的形式,不需要細胞的 ATP 能量。
擴散的例子:氣體交換
擴散的一個生物學例子是人體內呼吸過程中發生的氣體交換。 吸入后,氧氣被帶入肺部并迅速擴散穿過肺泡膜,并通過擴散穿過肺毛細血管膜進入循環系統。 同時,二氧化碳向相反方向移動,擴散穿過毛細血管膜并進入肺泡,在那里它可以被呼出。 氧氣進入細胞、二氧化碳排出的過程是由于這些物質的濃度梯度而發生的,每一種物質都從各自的高濃度區域移向低濃度區域。 細胞呼吸是血液中低濃度氧氣和高濃度二氧化碳的原因,從而產生濃度梯度。 由于氣體體積小且不帶電荷,因此無需任何特殊的膜蛋白即可直接穿過細胞膜。 不需要能量,因為氣體的運動遵循菲克xxx定律和熱力學第二定律。
促進擴散
編輯促進擴散,也稱為載體介導的滲透,是分子通過特殊的轉運蛋白穿過細胞膜的運動,這些轉運蛋白通過主動吸收或排斥離子而嵌入質膜中。 H+ ATP 酶主動傳輸質子會改變膜電位,從而促進特定離子(例如鉀)通過高親和力轉運蛋白和通道的電荷梯度被動傳輸。
促進擴散的例子:GLUT2
促進擴散的一個例子是當葡萄糖通過人體中的葡萄糖轉運蛋白 2 (GLUT2) 被吸收到細胞中時。 還有許多其他類型的葡萄糖轉運蛋白,有些確實需要能量,因此不是被動轉運的例子。 由于葡萄糖是一個大分子,它需要一個特定的通道來促進它穿過質膜進入細胞。 當通過GLUT2擴散到細胞中時,葡萄糖進入細胞的驅動力仍然是濃度梯度。
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