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药物跨膜转运机制

汇报人：文小库

2025-06-25

目录

CATALOGUE

02

被动转运机制

03

主动转运机制

04

膜动转运模式

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影响因素分析

06

研究方法与应用

01

基本概念与分类

01

基本概念与分类

PART

跨膜转运定义

跨膜转运

指物质通过生物膜从一个区域向另一个区域移动的过程，是生物体内物质交换的重要方式。

01

被动转运

物质在浓度差或电位差的推动下，不需要消耗能量而进行的跨膜转运。

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主动转运

物质在膜蛋白的介导下，逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运，需要消耗能量。

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转运过程生物学意义

通过跨膜转运，细胞可以获取必需的营养物质和氧气，并排出代谢废物和二氧化碳，从而维持细胞内环境的相对稳定。

维持细胞内环境稳定

调节细胞功能

参与生物膜结构组成

跨膜转运是细胞信号传导的重要途径，通过转运特定的信号分子，可以调节细胞的功能和代谢状态。

跨膜转运过程中涉及的膜蛋白和脂质等成分，是生物膜结构的重要组成部分，对维持生物膜的稳定和功能具有重要意义。

物质从高浓度区域向低浓度区域跨膜转运，不需要膜蛋白的介导，也不消耗能量。

单纯扩散

包括原发性主动转运和继发性主动转运，前者直接利用ATP水解产生的能量进行转运，后者则利用离子浓度梯度产生的势能来驱动转运。

主动转运

物质在载体蛋白的介导下，顺浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运，具有选择性和饱和性。

载体介导的易化扩散

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主要转运方式分类

通过细胞膜的内陷或外凸形成膜泡，将物质包裹在膜泡内进行跨膜转运，包括胞吞和胞吐两种方式。

膜泡运输

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被动转运机制

PART

此过程不需要消耗能量，是被动转运的基本形式。

无需能量

膜对物质的通透性具有选择性，某些物质更容易通过。

选择性通透性

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物质从高浓度区域向低浓度区域扩散，直到达到平衡状态。

浓度梯度驱动

脂溶性物质更容易通过细胞膜的脂质双分子层。

脂溶性物质更易通过

简单扩散原理

需要载体蛋白的协助才能通过细胞膜，载体蛋白与物质结合后发生构象变化。

当载体蛋白数量有限时，物质扩散速度会达到饱和状态。

不同物质竞争相同的载体蛋白，可能会影响彼此的扩散速度。

在某些情况下，物质可以逆浓度梯度进行转运，这取决于载体蛋白的特性和膜两侧的化学势。

易化扩散特征

载体介导

饱和性

竞争性

逆浓度梯度转运

渗透作用条件

半透膜

膜具有选择性通透性，允许某些物质通过而阻止其他物质通过。

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流体静压和渗透压

流体静压和渗透压是影响渗透作用的重要因素，它们之间的平衡决定了渗透的方向和速度。

浓度差

膜两侧存在浓度差，使得溶剂分子从低浓度区域向高浓度区域移动。

溶质分子大小

溶质分子的大小也会影响渗透作用，小分子物质更容易通过半透膜进行渗透。

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主动转运机制

PART

原发性主动转运

钠泵

钠泵每分解一分子ATP可逆浓度差将3个Na+移出胞外，将2个K+移入胞内，其直接效应是维持细胞膜两侧Na+和K+的浓度差，使细胞外液中的Na+浓度达到胞质内的10倍左右，细胞内的K+浓度达到细胞外液的30倍左右。

钙泵

钙泵每分解一份子ATP可逆浓度差将Ca2+由胞质内排到胞外，使细胞内Ca2+浓度保持在低水平（约10-7mol/L），维持细胞内低Ca2+环境。

质子泵

质子泵存在于胃壁细胞、肾小管上皮细胞等细胞的膜结构中，通过分解ATP将H+逆浓度差泵出细胞，或泵入胞质内特定细胞器内，以维持细胞质内pH的恒定及细胞器内特定的酸性环境。

继发性主动转运

同向转运

氨基酸、葡萄糖等继发性主动转运

反向转运

被载体转运的两种物质都按同一方向跨膜转运，如葡萄糖-Na+同向转运体。

被同一载体转运的两种物质，一种按电化学梯度被动地转运，另一种则逆着电化学梯度主动地转运，如Na+-Ca2+交换、Na+-H+交换等。

在特定部位，如小肠黏膜上皮细胞和近端肾小管上皮细胞，一些氨基酸、葡萄糖等分子逆浓度梯度被转运进入细胞内，同时伴随着Na+的顺浓度梯度转运。

载体蛋白特异性

载体蛋白的饱和性

载体蛋白的转运能力与其数量有关，当被转运物质浓度增加到一定程度时，转运速率不再随被转运物质浓度的增加而增大，呈现饱和状态。

载体蛋白的竞争性抑制

载体蛋白的转运速率和转运方向受多种因素调节

结构类似的物质可竞争性地与同一载体蛋白结合，从而阻碍另一种物质的转运，如磺胺类药物和氨基苯甲酸竞争二氢叶酸还原酶，影响叶酸的转运。

如膜电位、载体蛋白的磷酸化修饰、膜蛋白的膜内移动等均可影响载体蛋白的转运速率和转运方向。

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膜动转运模式

PART

胞吞/胞吐过程

细胞通过质膜内陷形成胞吞泡，将外界物质或团块包裹进入细胞内。包括吞噬和吞饮两种形式，涉及细胞膜内陷或细胞膜融合。

胞吞

细胞通过质膜外