被动运输

1. **简介**  

被动运输（passive transport）是指物质通过细胞膜的转运不需要消耗细胞的能量，而是依靠物质自身的浓度梯度或电化学梯度进行运输的过程。被动运输在维持细胞内外环境的平衡中发挥着重要作用。

2. **类型**  

被动运输主要分为四种类型：简单扩散、易化扩散、渗透和滤过。

    1. **简单扩散**（simple diffusion）：物质沿着浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域扩散。小分子、非极性分子（如氧气和二氧化碳）和脂溶性分子（如类固醇激素）可以通过细胞膜的磷脂双层直接扩散。

    2. **易化扩散**（facilitated diffusion）：物质通过细胞膜上的特定通道蛋白或载体蛋白进行扩散，仍然沿着浓度梯度进行，但需要借助膜蛋白的帮助。大分子和极性分子（如葡萄糖和氨基酸）常通过这种方式进行运输。

    3. **渗透**（osmosis）：水分子通过选择性渗透的细胞膜从低溶质浓度区域向高溶质浓度区域扩散，以达到水分平衡。水通道蛋白（aquaporins）是渗透过程中重要的蛋白质。

    4. **滤过**（filtration）：在压力梯度的驱动下，溶液中的溶质和溶剂通过细胞膜或毛细血管壁的孔隙进行运输。例如，肾小球滤过是通过滤过作用将血液中的废物排出体外。

3. **机制**  

被动运输的基本机制依赖于物质的浓度梯度或电化学梯度：

    1. **浓度梯度**：物质从高浓度区域向低浓度区域移动，直到达到动态平衡。简单扩散和易化扩散都依赖于浓度梯度。

    2. **电化学梯度**：带电离子在电化学梯度的驱动下通过细胞膜进行扩散，电化学梯度包括浓度梯度和电位差。例如，钠离子和钾离子通过离子通道沿着电化学梯度扩散。

4. **功能和重要性**  

被动运输在细胞生理中有多种重要功能：

    1. **维持细胞内外离子平衡**：通过离子通道，钠、钾、钙等离子自由扩散，维持细胞的正常功能和膜电位。

    2. **调节细胞渗透压**：通过渗透作用，水分子进出细胞，调节细胞的渗透压和体积。

    3. **物质交换和运输**：通过简单扩散和易化扩散，细胞能够吸收营养物质和排出代谢废物。

5. **参考文献**  

    1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell. Garland Science.

    2. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., & Scott, M. P. (2016). Molecular Cell Biology. W. H. Freeman.

    3. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman.

    4. Cooper, G. M. (2000). The Cell: A Molecular Approach. Sinauer Associates.

    5. Verkman, A. S. (2011). Aquaporins at a glance. Journal of Cell Science, 124(13), 2107-2112.