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通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散

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  由通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散它們常與一些帶電的離子如Na+、K+Ca+、CI+等由膜的高濃度一側(cè)向膜的低濃度一側(cè)的快速移動(dòng)有關(guān)。對(duì)于不同的離子的轉(zhuǎn)運(yùn),膜上都有結(jié)構(gòu)特異的通道蛋白質(zhì)參與,可分為別稱為Na+通道、K+通道、Ca+通道等;甚至對(duì)于同一種離子,在不同細(xì)胞或同一細(xì)胞可存在結(jié)構(gòu)和功能上不同的通道蛋白質(zhì),如體內(nèi)至少已發(fā)現(xiàn)有三種以上的Ca+通道和7種以上的K+通道等,這種情況與細(xì)胞在功能活動(dòng)和調(diào)控方面的復(fù)雜化和精密化相一致。通道蛋白質(zhì)有別于載體的重要特點(diǎn)之一,是它們的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)可以因細(xì)胞內(nèi)外各種理化因素的影響而迅速改變:當(dāng)它們處于開放狀態(tài)時(shí),有關(guān)的離子可以快速地由膜的高濃度一側(cè)移向低濃度一側(cè);其離子移動(dòng)的速度是如此之大,因而在關(guān)于通道蛋白的分子結(jié)構(gòu)還知之甚少時(shí),就推測(cè)是在這種蛋白質(zhì)的內(nèi)部出現(xiàn)了一條貫通膜內(nèi)外的水相孔道使離子能夠順著濃度差(可能還存在著電場(chǎng)力的作用)通過這一孔道,因而其速度遠(yuǎn)非載體蛋白質(zhì)的運(yùn)作速度所能比擬。這是稱為通道(channel)的原因。通道對(duì)離子的選擇性,決定于通道開放時(shí)它的水相孔道的幾何大小和孔道壁的帶電情況,因而對(duì)離子的選擇性沒有載體蛋白那樣嚴(yán)格。大多數(shù)通道的開放時(shí)間都十分短促,一般以數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)ms計(jì)算,然后進(jìn)入失活或關(guān)閉狀態(tài)。于是又推測(cè)在通道蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中可能存在著類似閘門(gate)一類的基團(tuán),由它決定通道的功能狀態(tài)。許多的離子通道蛋白質(zhì)已經(jīng)用分子生物學(xué)的技術(shù)被克隆,對(duì)其結(jié)構(gòu)的研究已證實(shí)了上述推測(cè)。

  通道的開放造成了帶電離子的跨膜移動(dòng),這固然是一種物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)形式;但通道的開放是有條件的、短暫的,百離子本身并不像葡萄糖等是一些代謝物,從生理意義上看,載體和通道活動(dòng)的功能不盡相同。當(dāng)通道的開放引起帶電離子跨膜移動(dòng)時(shí)(如Na+、Ca2+進(jìn)入膜內(nèi)或K+移出膜外),移動(dòng)本身形成跨膜電流(即離子電流);而移位的帶電離子在不導(dǎo)電的脂質(zhì)雙分子層(具有電容器的性質(zhì))兩側(cè)的集聚,將會(huì)造成膜兩側(cè)電們即跨膜電位的改變,而跨膜電位的改變以及進(jìn)入膜內(nèi)的離子、特別是Ca2+,將會(huì)引起該通道所在細(xì)胞一系列的功能改變。由此可見,通道的開放并不是起轉(zhuǎn)運(yùn)代謝的作用,而離子的進(jìn)出細(xì)胞,醫(yī)學(xué)教|育網(wǎng)|收集整理只是把引起通道開放的那些外來信號(hào),轉(zhuǎn)換成為通道所在細(xì)胞自身跨膜電位的變化或其他變化,因而是細(xì)胞環(huán)境因素影響細(xì)胞功能活動(dòng)的一種方式。

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