继发性主动运输

来自医学百科
120.244.141.225讨论2026年2月7日 (六) 19:00的版本 (建立内容为“<div style="padding: 0 4%; line-height: 1.8; color: #1e293b; font-family: 'Helvetica Neue', Helvetica, 'PingFang SC', Arial, sans-serif; background-color: #ffffff…”的新页面)
(差异) ←上一版本 | 最后版本 (差异) | 下一版本→ (差异)

继发性主动运输(Secondary Active Transport),又称联合转运(Coupled Transport),是一种利用离子(通常是 Na+ 或 H+)的电化学梯度势能,驱动其他物质逆浓度梯度跨膜运输的方式。
与直接消耗 ATP 的原发性主动运输(如钠钾泵)不同,继发性主动运输不直接水解 ATP。它的能量来源于原发性主动运输所建立的离子浓度差。这就像是利用水坝(离子梯度)流下的水势能来推动水轮机,进而带动另一台机器(转运载体)工作。它是人体吸收葡萄糖氨基酸以及调节细胞内 pH 值和钙稳态的核心机制。

Secondary Active Transport
Coupled Transport (点击展开)
搭“离子梯度”的便车
机制档案
能量来源 离子电化学梯度
直接耗能 否 (间接消耗 ATP)
驱动离子 主要是 Na+, H+
蛋白类型 载体蛋白 (SLC家族)
主要分类
同向转运 Symport (如 SGLT)
反向转运 Antiport (如 NCX)
生理功能 营养吸收, pH调节
药理靶点 SGLT2抑制剂, 利尿剂

原动力:谁在为它“买单”?

继发性主动运输本身不水解 ATP,但它绝不是“免费”的。它依赖于原发性主动运输建立的“蓄能池”。

  • 第一步(储能): 细胞膜基侧面的 钠钾泵 (Na+-K+ ATPase) 持续消耗 ATP,将细胞内的 Na+ 泵出。这导致细胞内 Na+ 浓度极低,与细胞外形成巨大的浓度梯度电位梯度
  • 第二步(释能): 位于膜顶端面的载体蛋白(如 SGLT)允许 Na+ 顺着梯度“冲”进细胞。
  • 第三步(做功): Na+ 释放的势能被偶联,用于强行将另一种物质(如葡萄糖)逆浓度梯度拉入细胞。这就像旋转门,Na+ 推门进来时,顺便把葡萄糖也带了进来。

分类:同向与反向的协作

根据驱动离子(Driver)和被转运分子(Substrate)的运动方向,继发性主动运输分为两大类。

类型 方向关系 典型实例
同向转运体 (Symporter) 两者方向相同
Na+ 进细胞,底物也进细胞。
                   1. SGLT: 肠/肾吸收葡萄糖。
2. NKCC: 肾髓袢重吸收 Na/K/Cl。
反向转运体 (Antiporter) 两者方向相反
Na+ 进细胞,底物出细胞。
                   1. NCX: 排出 Ca2+,防止细胞内钙超载。
2. NHE: 排出 H+,调节细胞内 pH。
       关键相关概念 [Key Concepts]
       

1. Electrochemical Gradient (电化学梯度): 驱动力的本质。它包含两部分:化学梯度(浓度差)和电梯度(膜电位)。例如,SGLT 转运葡萄糖不仅利用 Na+ 的浓度差,也利用膜内的负电位吸引带正电的 Na+

2. SGLT2 Inhibitors (SGLT2抑制剂): 治疗2型糖尿病的药物(如达格列净)。原理是抑制肾小管上的 SGLT2,阻断葡萄糖的继发性主动重吸收,让糖随尿液排出,从而降糖。

3. Stoichiometry (化学计量比): 转运是严格定量的。例如,SGLT1 转运 1 个葡萄糖分子需要偶联 2 个 Na+;而 NCX 通常以 3 个 Na+ 交换 1 个 Ca2+。这种比例决定了转运能力的强弱。

       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Wright EM, et al. (2011). Biology of human sodium glucose transporters. Physiol Rev.
[点评]:SGLT 领域的权威综述。详细解析了钠-葡萄糖共转运蛋白的结构、动力学机制及在肾脏生理中的作用。

[2] Blaustein MP, Lederer WJ. (1999). Sodium/calcium exchange: its physiological implications. Physiol Rev.
[点评]:经典文献。阐述了 NCX(反向转运体)在心肌收缩和神经元信号传导中维持钙稳态的关键机制。

[3] Guyton AC, Hall JE. (2020). Textbook of Medical Physiology. Elsevier.
[点评]:生理学教科书。系统定义了原发性与继发性主动运输的区别,提供了基础的物理化学模型。

           细胞生理 · 知识图谱
上级分类 主动运输膜转运蛋白
能量供给 钠钾泵 (原发) • ATP • 离子梯度
著名实例 SGLT (共转运) • NCX (交换) • NHE