物质进出细胞的方式有主动运输和被动运输两种。
·被动运输是指物质随着浓度梯度流动,不需要消耗细胞能量。主动运输则需要消耗能量。
主动运输是指物质从低浓度区向高浓度区转移,需要逆化学浓度梯度。这种运输方式需要借助镶嵌在细胞膜上的特异性载体蛋白,同时消耗细胞能量来完成。
例如,小肠液中的葡萄糖和氨基酸浓度远低于小肠上皮细胞,但这些营养物质仍能被吸收。不同物质的化学结构不同,因此一种载体蛋白只能运输一种或一类物质。
·首先,载体蛋白从ATP水解释放出能量,并转化为活化状态。然后,它与膜内或膜外的物质结合形成复合体,称为离子泵或质子泵。例如,负责心跳的心肌细胞会逆浓度梯度运输分子或离子。
·当细胞摄取较大的分子时,它们会先与细胞膜上的蛋白质结合,形成小囊。随后,小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象称为胞吞。胞吞和胞吐需要消耗线粒体进行呼吸作用所产生的能量。细胞分泌酶类、激素、神经递质、局部介质、血清蛋白、抗体以及细胞外基质成分都是通过这种方式进行的。胞吞和胞吐也需要消耗线粒体进行呼吸作用所产生的能量。这就是主动运输的内容。