Question

关于钠钾泵原理 和细胞膜上形成静息电位或动作电位时钠离子钾离子的跨膜运输方式

形成电位差时钠离子钾离子的跨膜运输方式到底是主动运输还是被动运输呢？我记得将物质跨膜运输时讲的是离子都是被动运输，可是老师说这个原理是钠钾泵，和跨膜运输不一样。不太理解 请哥哥姐姐们赐教
上面没注意打错了一个字 当时讲的是离子都是主动运输

Answer 1

这个问题涉及到细胞上的两类膜蛋白。一种是泵（pump），另一种是离子通道（channel）。

主动运输的蛋白我们最熟悉的就是钠钾泵。它主要是用来形成细胞膜内外的钠钾离子的梯度，使得细胞保持内部高钾离子，外部高钠离子的状态，这样就形成了静息电位。在这个过程需要消耗ATP，并且转运速度比较慢，是主动运输。

然而对于离子通道来说，这个过程不需要能量。细胞膜上有不同种类的离子通道，对于不同离子的通透具有选择性。比如钠离子通道只允许钠离子通过，钾离子通道只允许钾离子通道通过。这个过程离子只能够由高浓度向低浓度转运，速度相对较快，并且不需要消耗能量，是被动运输。离子通道的开启和关闭受生理条件的影响。

细胞通过钠钾泵使得细胞内外产生钠-钾离子梯度，产生静息电位，消耗ATP。这时钠离子通道和钾离子通道处于关闭状态。当外界的刺激发生后，钠离子通道和钾离子通达迅速打开，钠向内流，钾向外流。这时电势迅速改变产生动作电位。之后钠钾泵工作，消耗ATP，使得静息电位恢复，相对前一个过程比较慢，离子通道也缓慢关闭，保持细胞内外的离子的浓度梯度差。

所以说在细胞膜上钠离子和钾离子既有主动运输也有被动运输过程，这是泵和通道两种膜蛋白发挥作用的结果。

追问

啊啊我们还没有学这么深啊，就是说耗能的过程就是泵不耗能的就是离子通道是么？那形成动作电位过程中钠离子的内流是离子通道中的协助扩散么？【我们讲分类就是主动运输 自由扩散和协助扩散 协助扩散不需要耗能但需要浓度差和载体蛋白】

追答

你可以想一下，细胞膜是由磷脂构成的双分子层构成的，相当于形成一个屏障，使得细胞内外之间被隔离开。由于磷脂双分子层内部疏水，一般情况下除了少数小分子之外，基本上亲水的物质过膜（包括钾离子和钠离子）都需要膜蛋白来帮助通过这层疏水屏障。当离子通道打开的时候，物质过膜的速率接近于扩散速率。比如说水，水是一种极性分子，直接通过细胞膜的速度比较慢，但是通过水通道的速度就和扩散的速度差不多。

对于你追问的两个问题。可以说泵是耗能的，而离子通道不耗能。钠离子通过离子通道内流确实属于协助扩散，这种协助就是依赖于蛋白质。协助扩散不需要耗能但需要浓度差和载体蛋白这种说法基本正确的。有的协助扩散的发生与可以和载体蛋白特异结合的配体、电压、机械力等相关。

Answer 2

钠钾泵一定是主动运输钠离子和钾离子，而且是原发性主动转运，直接利用ATP供能。钠钾泵通过水解ATP得到能量，钠钾泵蛋白质构型的变化每次将3个钠离子排出细胞的同时将2个钾离子转运至细胞内，这种主动转运使得细胞内钾离子浓度高于细胞外，细胞外钠离子浓度高于细胞内。由于这种浓度梯度和电势梯度使得钾离子顺浓度梯度由细胞内流向细胞外，钠离子由细胞外流向细胞内。凡是顺浓度梯度的转运都是不消耗能量的，不借助蛋白质扩散的是单纯扩散，借助蛋白质的是由载体通道介导的易化扩散；凡是逆浓度梯度运输的都是消耗能量的，而且都需要载体蛋白的介导。主动运输又分为两类：原发性主动转运和继发性主动转运，原发性主动转运直接水解ATP提供能量，继发性主动转运是利用离子顺浓度梯度扩散产生的势能差提供能量来进行转运，所以继发性主动转运又分为两类：同向转运和逆向转运。 哇，解释的真不错呢，真实天外有天，人外有人，我说的好像没在点儿上。影响细胞膜电位差的主要因素是钠离子和钾离子，所以说钾离子和钠离子的平衡电位的平均值就是细胞膜此时的静息电位。细胞膜处于静息时，膜对钾离子的通透性要比钠离子好很多，所以细胞膜的静息电位接近钾离子的平衡电位—90mV，而细胞兴奋，细胞膜除极化，钠通道迅速打开，使得钠离子的通透性远大于钾离子的通透性，钠离子迅速内流，此时细胞膜的电位接近钠离子的平衡电位+30mV。至于离子通道如何打开，离子如何流动，是一个很复杂的过程，如果你有兴趣，我可以慢慢讲给你听。

Answer 3

有主动有被动。
主要是被动的。
因为膜内k离子较多，因此向外流，这个是被动转运。流动中因膜外部正离子较多，形成了电荷屏障，两者相等就形成了平衡电位。
那为什么膜内那么多的k离子呢？因为有纳加泵在主动运转，一直向膜内运输k离子。