協助擴散是指分子在載體蛋白的幫助下穿過細胞膜的過程。分子順濃度梯度從高濃度區域向低濃度區域移動。這一過程不需要能量。載體蛋白起到協助分子的作用,它提供了一條分子本身無法穿過的脂質雙層通道。
葡萄糖就是這樣進入紅血球的。 GLUT1轉運蛋白在細胞膜的一側結合葡萄糖,改變自身形狀,然後將其釋放到另一側。這個過程是被動的,不消耗ATP。轉運方向由濃度梯度決定。如果濃度梯度逆轉,轉運方向也會逆轉。
促進擴散的特徵
- 被動式:無需能量輸入。
- 專一性:每種轉運蛋白只處理特定的分子。
- 可飽和:當轉運體被填滿時,轉運速率達到平台期。
- 競爭性:相似的分子競爭同一個轉運體。
- 順濃度梯度方向。
飽和行為是區分易化擴散和簡單擴散的關鍵。簡單擴散的速率隨濃度線性增加。易化擴散的速率會趨於穩定,因為轉運蛋白的數量是有限的。當所有轉運蛋白都被佔據時,增加分子數量並不會增加擴散速率。這就是為什麼在高血糖水平下,細胞對葡萄糖的攝取會達到平台期。轉運蛋白是擴散的瓶頸。有些轉運蛋白是門控的,只有在接收到訊號時才會開放。胰島素會觸發GLUT4轉運蛋白轉移到細胞膜上,進而增加葡萄糖的攝取。這就是人體調節血糖的方式。易化擴散是被動的,但並非不受控制。細胞會決定表達哪些轉運蛋白以及何時使用它們。
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