易化扩散是膜蛋白介导的被动扩散。物质通过膜上的特殊蛋白质(包括载体、通道)的介导、顺电—化学梯度的跨膜转运过程,其转运方式主要有两种:一是经载体介导的易化扩散。二是经通道介导的易化扩散。
易化扩散属于被动转运,被动转运的主要特点是:转运物质过程的本身不需要消耗能量,是在细胞膜上的特殊蛋白的“帮助”下,顺着浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运,是一个“被动”的过程。
经载体的易化扩散
许多具有重要生理功能的营养物质(如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等)都是以经载体的易化扩散(facilitated diffusion via carrier)的方式进行的,又称载体转运。
由通道介导的易化扩散
它们常与一些带电的离子如Na+、K+Ca+、CI+等由膜的高浓度一侧向膜的低浓度一侧的快速移动有关。对于不同的离子的转运医学教育|网搜索整理,膜上都有结构特异的通道蛋白质参与,可分为别称为Na+通道、K+通道、Ca+通道等;甚至对于同一种离子,在不同细胞或同一细胞可存在结构和功能上不同的通道蛋白质,如体内至少已发现有三种以上的Ca+通道和7种以上的K+通道等,这种情况与细胞在功能活动和调控方面的复杂化和精密化相一致。
通道蛋白质有别于载体的重要特点之一,是它们的结构和功能状态可以因细胞内外各种理化因素的影响而迅速改变:当它们处于开放状态时,有关的离子可以快速地由膜的高浓度一侧移向低浓度一侧;其离子移动的速度是如此之大,因而在关于通道蛋白的分子结构还知之甚少时,就推测是在这种蛋白质的内部出现了一条贯通膜内外的水相孔道使离子能够顺着浓度差(可能还存在着电场力的作用)通过这一孔道,因而其速度远非载体蛋白质的运作速度所能比拟。
这是称为通道(channel)的原因。通道对离子的选择性,决定于通道开放时它的水相孔道的几何大小和孔道壁的带电情况,因而对离子的选择性没有载体蛋白那样严格。大多数通道的开放时间都十分短促,一般以数个或数十个ms计算,然后进入失活或关闭状态。于是又推测在通道蛋白质结构中可能存在着类似闸门(gate)一类的基团,由它决定通道的功能状态。许多的离子通道蛋白质已经用分子生物学的技术被克隆,对其结构的研究已证实了上述推测。