加载中…葡萄糖的跨膜运输方式
(2016-09-22 21:29:35)
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葡萄糖跨膜运输 |
分类： 生物化学 |
葡萄糖进入骨骼肌细胞内的运输方式是什么？
葡萄糖可通过载体蛋白进行协助扩散进入骨骼肌细胞和脂肪细胞。运输葡萄糖的载体蛋白（即GLUT）主要是通过构型的变化将葡萄糖运输到细胞内。运输葡萄糖的载体蛋白有两种构型，一种构型朝向细胞表面暴露出与葡萄糖的结合位点，当有葡萄糖与其结合时，运输蛋白的构型发生变化，这样与葡萄糖结合的位点朝向细胞质面，此时葡萄糖与运输蛋白的结合力和亲和力减低，从而被释放到细胞质中。当葡糖糖被释放后，运输蛋白又恢复到原来的构型，进行下一轮循环(如下图)。
http://s4/mw690/003OKWDOzy753lrz8Hxe3&690
2、骨骼肌细胞和脂肪细胞如何控制葡萄糖协助扩散进入细胞的速度？
细胞对葡萄糖的摄取受胰岛素的调节。肌细胞和脂肪细胞具有GLUT的异构体GLUT4，在胰岛素浓度低的时候，细胞表面只有很少的GLUT4，但细胞质的膜泡中有大量的GLUT4存在。当血液中葡萄糖的浓度升高时，胰岛素的水平也随之提高，胰岛素作用于靶细胞，使膜泡中的GLUT4转移到细胞膜中，增加GLUT4在细胞膜中的数量，加快运输速度。
3、葡萄糖跨膜运输的方式有哪些？
葡萄糖除了以协助扩散方式进入细胞外，还以主动运输的方式进行。和高中教材介绍的ATP—驱动泵供能的主动运输不同的是：葡萄糖的主动运输不直接消耗ATP水解提供的能量，而是借助于Na+-K+泵排出的Na+所产生的电化学梯度使物质进入细胞，具体过程见图5：
http://s8/mw690/003OKWDOzy753lua7Xxb7&690
由上图可以看出，运载葡萄糖的载体有两个结合位点，这两个位点都位于膜的外侧，它们分别与葡萄糖和Na+结合，由于Na+-K+泵的作用，使得Na+在膜外的浓度高于膜内，这样就形成了浓度梯度（电化学梯度），借助于Na+的浓度梯度（电化学梯度）的作用，载体蛋白的构象发生变化，葡萄糖分子由膜外的低浓度环境进入膜内的高浓度环境，因此，这种运输也称为伴随运输。
4、如何界定葡萄糖跨膜运输的方式？
通过以上的分析可见，葡萄糖以何种方式进出细胞关键在葡萄糖以何种载体结合，诱发后继的变化。细胞是最基本的生命系统，具有一定的自我调适能力。对葡萄糖的运输而言，细胞主要通过调适细胞膜载体的类型、数量和朝向来达到结构和功能的完美统一。如葡萄糖被吸收进入小肠上皮细胞的方式是主动运输，即与Na+的协同运输，具体情况是，顺浓度梯度每进入细胞膜2个
Na+就可以逆浓度梯度带进1个葡萄糖分子（见图6）；由于主动运输的原因，上皮细胞的葡萄糖浓度明显大于组织液中的葡萄糖浓度，因此，葡萄糖分子又以协助扩散的方式通过上肠上皮细胞膜进入到组织液中（见下图）。
http://s16/mw690/003OKWDOzy753lxIMMfbf&690
问题1和2参见
问题3和4参见
来源：百度文库，chenjie220633上传。原作者未知。
延伸阅读：
按现行人教版教材高中教材讲述协助扩散时只举了一个例子——葡萄糖进入红细胞。许多教辅书因此认为这是唯一的协助扩散例子。这显然是错误的。类似的误解还有很多，所以有必要总结一下小分子物质跨膜运输的方式。
自由扩散的物质非常容易分辨。一般来说，只要一种物质是脂溶性的，就可以直接穿透细胞膜的磷脂双分子层，其运输方式通常都是自由扩散。如甘油、苯、固醇、CO2等。水不是脂溶性的，但分子比较小，也可以“挤过”磷脂双分子层。所以，现行教材通常认为水也是自由扩散。但是，在需要快速运输水分子时，水分子是通过水通道扩散的。按照现有高中分类方法，通过通道蛋白的扩散是属于协助扩散。所以，水也有协助扩散的方式。
更有趣的是，顺浓度梯度时，同一物质在同一细胞的同一位置可以同时进行主动运输和协助扩散。如小肠绒毛细胞的游离面就同时具有葡萄糖的主动运输运输载体和协助扩散载体。小肠腔中葡萄糖浓度高于小肠绒毛细胞内部时，主动运输的载体会继续起作用，同时协助扩散的载体也会起作用。为什么生物会进化出这样的结构呢？原来小肠绒毛主动运输的载体在葡萄糖浓度很低时就“满负荷运转”了，葡萄糖的协助扩散则需要非常高的葡萄糖浓度才会“满负荷运转”。所以，同时进行协助扩散有助于增大葡萄糖的吸收量。需要注意的是，协助扩散的载体是有方向性的，小肠绒毛处葡萄糖的协助扩散载体只能由膜外向膜内运输葡萄糖。所以，当小肠腔中葡萄糖浓度低于小肠绒毛细胞中葡萄糖浓度时，葡萄糖并不会扩散到小肠细胞之外。总之，当小肠腔中葡萄糖浓度低时，小肠绒毛细胞可以“艰难”的吸收葡萄糖，当小肠腔中葡萄糖浓度高时，小肠绒毛细胞更能“畅快“的吸收葡萄糖。
不过高中阶段可以这样给学生总结：
协助扩散是指极性分子和无机盐离子，如糖、氨基
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