简单扩散

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简单扩散(simple diffusion)

也叫自由扩散(free diffusing),特点是:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白的协助。

某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和水中的分配系数(K)及其扩散系数(D)来计算:

P=KD/t,t为膜的厚度。

脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;非极性分子比极性容易透过,小分子比大分子容易透过。具有极性的水分子容易透过是因水分子小,可通过由膜脂运动而产生的间隙。

非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层,不带电荷的极性小分子,如水、尿素甘油等也可以透过人工脂双层,尽管速度较慢,分子量略大一点的葡萄糖蔗糖则很难透过,而膜对带电荷的物质如:H+、Na+、K+、Cl—、HCO3-是高度不通透的(图5-1)。

事实上细胞的物质转运过程中,透过脂双层的简单扩散现象很少,绝大多数情况下,物质是通过载体或者通道来转运的。离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白的协助,按浓度梯度扩散进入质膜的,有的则是通过主动运输的方式进行转运。

简单扩散是被动运输的基本方式,不需要膜蛋白的帮助,也不消耗ATP,而只靠膜两侧保持一定的浓度差,通过扩散发生的物质运输。

简单扩散的限制因素是物质的脂溶性、分子大小和带电性

一般说来, 气体分子(如O2、CO2、N2)、小的不带电的极性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性的分子等易通过质膜,大的不带电的极性分子(如葡萄糖)和各种带电的极性分子都难以通过质膜。

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