2) 以通道为中介的易化扩散(Channel mediated facilitated diffusion)
细胞膜对离子的通透性极差, 但它们能在膜上的离子通道的“帮助”下,以非常高的速度顺浓度梯度和电势梯度进行跨膜转运。离子通道为细胞膜上另一类特殊的蛋白质,其结构和功能状态可因细胞内外各种理化因素的影响而迅速改变:当其处于开放状态时,相关离子可高速通过。以每秒钟每一个离子通道转运的离子或溶质分子的最大量计算,Na+通道:葡萄糖载体:Na+-K+-ATP酶(主动转运)=1×107:1×104:5×102。大多数通道的开放时间十分短促,很快进入失活或关闭状态。离子通过通道进行跨膜移动即形成跨膜电流。
通道的种类很多,如Na+通道、K+通道、Ca2+通道等;甚至对同一种离子也存在结构和功能不同的通道亚型,如体内至少已发现三种以上的Ca2+通道和 七种以上的K+通道等。
以通道为中介的易化扩散的特征:高速度、有门控原理(大多数通道有门,开门时全开,离子流立即达到最大,持续开的时间中,离子流的大小不变,关门时全并,离子流完全停止。)、离子选择性(Na+通道主要选择性通透Na+、K+通道主要选择性通透K+、Ca2+通道主要选择性通透Ca2+,但选择性不如载体高)。
依据门控的原理,可将通道分为:
电压门控离子通道:由膜内、外电势差的改变引起其开或关。
配基门控离子通道(化学门控离子通道):由特异性的化学物质与通道上的受体结合后,引起其开或关。
机械门控离子通道:膜的机械变形导致其开或关。