簡(jiǎn)單擴(kuò)散
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簡(jiǎn)單擴(kuò)散(simple diffusion)
也叫自由擴(kuò)散(free diffusing),特點(diǎn)是:①沿濃度梯度(或電化學(xué)梯度)擴(kuò)散;②不需要提供能量;③沒有膜蛋白的協(xié)助。
某種物質(zhì)對(duì)膜的通透性(P)可以根據(jù)它在油和水中的分配系數(shù)(K)及其擴(kuò)散系數(shù)(D)來(lái)計(jì)算:
P=KD/t,t為膜的厚度。
脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;非極性分子比極性容易透過(guò),小分子比大分子容易透過(guò)。具有極性的水分子容易透過(guò)是因水分子小,可通過(guò)由膜脂運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙。
非極性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透過(guò)脂雙層,不帶電荷的極性小分子,如水、尿素、甘油等也可以透過(guò)人工脂雙層,盡管速度較慢,分子量略大一點(diǎn)的葡萄糖、蔗糖則很難透過(guò),而膜對(duì)帶電荷的物質(zhì)如:H+、Na+、K+、Cl—、HCO3-是高度不通透的(圖5-1)。
事實(shí)上細(xì)胞的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中,透過(guò)脂雙層的簡(jiǎn)單擴(kuò)散現(xiàn)象很少,絕大多數(shù)情況下,物質(zhì)是通過(guò)載體或者通道來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)的。離子、葡萄糖、核苷酸等物質(zhì)有的是通過(guò)質(zhì)膜上的運(yùn)輸蛋白的協(xié)助,按濃度梯度擴(kuò)散進(jìn)入質(zhì)膜的,有的則是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。
簡(jiǎn)單擴(kuò)散是被動(dòng)運(yùn)輸的基本方式,不需要膜蛋白的幫助,也不消耗ATP,而只靠膜兩側(cè)保持一定的濃度差,通過(guò)擴(kuò)散發(fā)生的物質(zhì)運(yùn)輸。
簡(jiǎn)單擴(kuò)散的限制因素是物質(zhì)的脂溶性、分子大小和帶電性。
一般說(shuō)來(lái), 氣體分子(如O2、CO2、N2)、小的不帶電的極性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性的分子等易通過(guò)質(zhì)膜,大的不帶電的極性分子(如葡萄糖)和各種帶電的極性分子都難以通過(guò)質(zhì)膜。
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