生理学——细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能

细胞膜的结构和物质转运功能
(1)膜结构的液态镶嵌模型：细胞新陈代谢过程中需要不断选择性地通过细胞膜摄入和排出某些物质。

细胞膜和细胞器膜主要是由脂质和蛋白质组成。

根据膜结构的液态镶嵌模型，认为膜是以液态的脂质双分子层为基架，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。

(2)细胞膜的物质转运功能：物质的跨膜转运途径有：
①单纯扩散：扩散的方向和速度取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。

容易通过的物质有O2、CO2、N2、乙醇、尿素和水分子等。

②经载体和通道膜蛋白介导的跨膜转运：属于被动转运，转运过程本身不需要消耗能量，是物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运。

经载体易化扩散指葡萄糖、氨基酸、核苷酸等;经通道易化扩散指溶液中的Na+、C1-、Ca2+、K+等带电离子，离子通道分为电压门控通道、化学门控通道和机械门控通道。

③主动转运：分原发性主动转运和继发性主动转运。

原发性主动转运的膜蛋白为离子泵(钠-钾泵，简称钠泵，也称Na+-K+-ATP 酶)。

继发性主动转运：它是间接利用ATP 能量的主动转运过程。

细胞膜的跨膜物质转运功能细胞膜的跨膜物质转运是细胞内少量物质从比较高的浓度向比较低的浓度运输的过程，它的作用有助于维持细胞的正常功能和物质平衡。

细胞膜的材料运输可以通过主动和被动机制实现，而这些机制需要很多跨膜蛋白参与。

跨膜物质转运中，细胞膜蛋白被分为七种类型：转运蛋白（Transporters），受体蛋白（Receptor Proteins），膜外蛋白（Outer Membrane Proteins），膜内蛋白（Inner Membrane Proteins），电子载体蛋白（Electron Carrier Proteins），激动蛋白（Excitatory Proteins）和抑制蛋白（Inhibitory Proteins）。

转运蛋白是跨膜物质转运最典型的蛋白，它们能够从一个浓度更低的位置将物质转移到一个浓度更高的位置。

它们具有多功能的作用，可根据物质的属性而调整运输速率。

色素蛋白（Chromoproteins）和自由基转运蛋白（Free Radical Transporters）是转运蛋白的例子。

受体蛋白是另一种通过细胞膜的蛋白，它们的主要作用是增强另一个细胞内介导的运输过程。

这些受体蛋白通过特定的药物分子来识别物质，当受体蛋白与特定的药物分子结合时，激活的信号传递路径可以帮助细胞从环境中收集营养。

示范受体蛋白必须把物质从低浓度的环境运输到高浓度的环境。

膜外蛋白一般分布在细胞膜外侧，它们通过与特定的细胞淋巴系统或器官特异性分子结合来完成细胞外界环境信息的传递。

这类蛋白可增加或减少毛细血管的内分泌激素，根据能量变化的信号分布，保持细胞间的能量平衡，例如促酶电泳和粘附蛋白。

膜内蛋白一般分布在细胞膜内侧，它们是细胞隔离到细胞外界百分之百自治乐园的重要保护组织。

它们由非结构性抗体超家族和抗原降解酶超家族组成，它们可以响应细胞内可靠和有害的外界物质，抵御细菌和病毒的侵袭，参与细胞信号应答和免疫，以及对人体健康起重要作用。

细胞膜的基本结构和物质转运功能（2）膜所具有的各种功能，在很大程度上决定于膜所含的蛋白质；细胞和周围环境之间的物质、能量和信息交换，大都与细胞膜上的蛋白质分子有关。

由于脂质分子层是液态的，镶嵌在脂质层中的蛋白质是可移动的，即蛋白质分子可以在膜脂分子间横向漂浮移位；不同细胞膜中的不同蛋白质分子的移动和所在位置，存在着精细的调控机制。

例如，骨骼肌细胞膜中与神经肌肉间信息传递有关的通道蛋白质分子，通常都集中在肌细胞膜与神经未梢分布相对应的那些部分；而在肾小管和消化管上皮细胞，与管腔相对的膜和其余部分的膜中所含的蛋白质种类大不相同，说明各种功能蛋白质分子并不都能在所在的细胞膜中自由移动和随机分布，而实际存在着的有区域特性的分布，显然同蛋白质完成其特殊功能有关。

膜内侧的细胞骨架可能对某种蛋白质分子局限在膜的某一特殊部分起着重要作用。

（三）细胞膜糖类细胞膜所含糖类甚少，主要是一些寡糖和多糖链，它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白；这些糖链绝大多数是裸露在膜的外面一侧的。

这些糖链的意义之一在于以其单糖排列顺序上的特异性，可以作为它们所结合的蛋白质的特异性的“标志”。

例如，有些糖链可以作为抗原决定簇，表示某种免疫信息；有些是作为膜受体的“可识别性”部分，能特异地与某种递质、激素或其他化学信号分子相结合。

如人的红细胞ABO血型系统中，红细胞的不同抗原特性就是由结合在膜脂质的鞘氨醇分子上的寡糖链所决定的，A型抗原和B型抗原的差别仅在于此糖链中一个糖基的不同。

由此可见，生物体内不仅是多聚糖核苷酸中的碱基排列和肽链中氨基酸的排列可以起“分子语言”的作用，而且有些糖类物质中所含糖基序列的不同也可起类似的作用。

二、细胞膜的跨膜物质转运功能既然膜主要是由脂质双分子层构成的，那么理论上只有脂溶性的物质才有可能通过它。

但事实上，一个进行着新陈代谢的细胞，不断有各种各样的物质（从离子和小分子物质到蛋白质等大分子，以及团块性固形物或液滴）进出细胞，包括各种供能物质、合成细胞新物质的原料、中间代谢产物和终产物、维生素、氧和二氧化碳，以及Na+、K+、Ca2+离子等。

细胞膜的基本物质及物质转运功能细胞膜的基本物质及物质转运功能:一切动物细胞都被一层薄膜所包被，称为细胞膜或质膜，它把细胞内容物细胞周围环境（主要是细胞外液）分隔开来，使细胞能相对地独立于环境而存在。

很明显，细胞要维持正常的生命活动，不仅细胞的内容物不能流失，而且其化学组成必须保持相对稳定，这就需要在细胞和它所和的环境之间有起屏障作用的结构；但细胞在不断进行新陈代谢的过程中，又需要经常由外界得到氧气和营养物质。

排出细胞的代谢产物，而这些物质的进入和排出，都必须经过细胞膜，这就涉及到物质的跨膜转运过程。

因此，细胞膜必然是一个具有特殊结构和功能的半透性膜，它允许某些物质或离子有选择的通过，但又能严格地限制其他一些物质的进出，保持了细胞内物质成分的稳定。

细胞内部也存在着类似细胞膜的膜性结构。

组成各种细胞器如线粒体、内质网等的膜性部分，使它们与一般胞浆之间既存在某种屏障，也进行着某些物质转运。

膜除了有物质转运功能外，还有跨膜信息传递和能量转换功能，这些功能的机制是由膜的分子组成和结构决定的。

膜成分中的脂质分子层主要起了屏障作用，而膜中的特殊蛋白质则与物质、能量和信息的跨膜转运和转换有关。

【注意事项】大家在用药的时候，药物说明书里面有三种标识，一般要注意一下：1.第一种就是禁用，就是绝对禁止使用。

2.第二种就是慎用，就是药物可以使用，但是要密切关注患者口服药以后的情况，一旦有不良反应发生，需要马上停止使用。

3.第三种就是忌用，就是说明药物在此类人群中有明确的不良反应，应该是由医生根据病情给出用药建议。

如果一定需要这种药物，就可以联合其他的能减轻不良反应的药物一起服用。

大家以后在服用药物的时候，多留意说明书，留意注意事项，避免不良反应的发生。

本文到此结束，谢谢大家!。

细胞膜的结构与生理功能细胞膜是细胞最重要的组成部分之一，对于细胞的生存和功能发挥起着至关重要的作用。

它围绕着细胞，分隔出细胞内外环境，维持细胞内稳定的渗透压和离子浓度，并参与细胞信号传导、物质转运等生理过程。

那么，细胞膜的结构和生理功能是如何实现的呢？一、细胞膜的结构细胞膜通常由三种分子构成：磷脂、蛋白质和糖类。

其中磷脂是细胞膜最基本的组成成分，它由一个极性的磷酸甘油酯分子和两个非极性的脂肪酸分子组成。

磷脂分子在水性环境中能自组装成双层结构，其中的疏水脂肪酸链朝向内部聚集，而亲水磷酸基则朝向外部与水分子相互作用。

这种双层结构成为磷脂双分子层，是细胞膜的主要结构。

除了磷脂分子，蛋白质也是构成细胞膜的关键成分。

蛋白质可作为细胞膜信号转导和物质转运的承担者，能与磷脂相互作用在细胞膜中形成不同类型的蛋白质复合物。

另外，一些蛋白质还能嵌入细胞膜双层中，形成跨膜蛋白，这些蛋白质能够形成通道或泵来协助物质的穿透和转运。

最后，少量的糖类也常常和细胞膜结合，组成糖蛋白和糖脂质等复合物。

这些糖复合物在参与细胞识别、信号传导和细胞-细胞相互作用等方面发挥着重要作用。

二、细胞膜的生理功能1. 细胞膜的渗透调节功能细胞膜具有半透性，能够选择性地调节溶液中溶质的通过。

这种调节对于维持细胞内外环境的渗透压和离子浓度均衡至关重要。

例如，在体内，红细胞会在低于渗透压的环境中失水萎缩，而在高于渗透压的环境中过度吸水而膨胀破裂。

这是因为细胞膜的渗透调节作用保证了水和溶质在细胞膜两侧的平衡，使细胞能够在稳态下生存。

2. 细胞膜的细胞信号传导功能细胞膜上的蛋白质复合体和跨膜蛋白对于细胞的信号传导和相应调节起着重要作用。

例如，受体蛋白质结合生长因子和激素等外源性信号分子后，能够通过跨膜传递信号，引发内部信号通路，影响细胞功能的发挥。

此外，细胞膜也能参与细胞与细胞之间的相互作用和信号传递，如细胞黏附、免疫反应等。

3. 细胞膜的物质转运功能细胞膜上的跨膜蛋白和各种离子通道和泵能够协助物质的穿透和转运。