促進拡散は、キャリアタンパク質の助けを借りて分子を細胞膜を介して移動させる現象です。分子は濃度勾配に従って、高濃度から低濃度へと移動します。エネルギーは必要ありません。タンパク質は促進因子として働き、分子が自力では通過できない脂質二重層を通る経路を提供します。

グルコースはこのようにして赤血球内に入ります。GLUT1トランスポーターは膜の一方の側でグルコースに結合し、形状を変化させて反対側でグルコースを放出します。この過程は受動的であり、ATPは消費されません。移動方向は濃度勾配によって決まります。濃度勾配が逆転すると、輸送も逆転します。

促進拡散の特徴

• パッシブ：エネルギー入力なし。
• 特異性：各輸送体は特定の分子を輸送する。
• 飽和性：輸送体が満杯になると、輸送速度は横ばいになる。
• 競合型：類似の分子が同じ輸送体をめぐって競合する。
• 濃度勾配に沿って。

飽和挙動は、促進拡散と単純拡散を区別する特徴です。単純拡散は濃度に比例して直線的に増加します。促進拡散は、輸送タンパク質の数が有限であるため、飽和状態になります。すべての輸送タンパク質が占有されると、分子を追加しても速度は増加しません。これが、高血糖レベルで細胞によるグルコースの取り込みがプラトーに達する理由です。輸送タンパク質がボトルネックとなります。一部の輸送タンパク質はゲート式で、信号に応答してのみ開きます。インスリンはGLUT4輸送タンパク質を細胞膜に移動させ、グルコースの取り込みを増加させます。これが、体が血糖値を調節する方法です。促進拡散は受動的ですが、制御不能ではありません。細胞は、どの輸送タンパク質を発現し、いつ展開するかを決定します。