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かずひろ解剖学 図解ライブラリ
促通拡散
図 01-1-18
この図の解説
図は上が細胞外、下が細胞内で、間を脂質二重層でできた細胞膜が横切る。緑色の粒はアミノ酸やグルコースといった栄養素で、細胞外に多く漂っている。注目したいのは膜に埋め込まれた青い「担体タンパク」で、これが物質を捕えて形を変え、反対側へ受け渡している。矢印は細胞外から細胞内へ物質が運ばれる向きを示す。アミノ酸やグルコースは水に溶けやすく脂質二重層をそのまま通れないため、専用の担体タンパクを介して濃度の高い側から低い側へ移動する。これが促通拡散で、濃度勾配に従う受動輸送であり、ATPのエネルギーは使わない点が単純拡散と共通する。図下部の吹き出しにあるとおり担体タンパクはトランスポーターとも呼ばれ、グルコース用のものにGLUT4などがある。
学習の要点
- 促通拡散は担体タンパク(トランスポーター)を介してアミノ酸・グルコースを濃度勾配に従って運ぶ受動輸送である。
- 覚え方のコツ: 「担体=荷物を担ぐタンパク」。水・ガスは素通り(単純拡散)、糖・アミノ酸は担ぎ手が必要(促通拡散)と対で覚える。
- 関連知識: グルコース担体GLUT4は骨格筋に発現し、膵臓から出るインスリンの作用で膜表面に現れ血糖を細胞内へ取り込む。
- よくある間違い: 担体を使うからエネルギーが要ると誤解しやすいが、促通拡散はATP不要。ATPを使うのはイオンポンプ(能動輸送)。
- 臨床応用: 2型糖尿病ではインスリンの効きが悪くGLUT4が膜表面に出にくくなり、筋が血糖を取り込めなくなる(インスリン抵抗性)。
比較表
| 輸送のしくみ | 膜タンパクの要否 | エネルギー(ATP) | 濃度勾配 | 運ばれる物質の例 |
|---|---|---|---|---|
| 単純拡散 | 不要 | 不要 | 従う | 水・酸素・二酸化炭素・アルコール |
| 促通拡散 | 担体タンパクが必要 | 不要 | 従う | アミノ酸・グルコース |
| イオンポンプ | ポンプタンパクが必要 | 必要 | 逆らう | ナトリウム・カリウムなどのイオン |
確認問題（選ぶと正解が分かります）
促通拡散によって担体タンパクを介して細胞内へ運ばれる物質はどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
促通拡散では、アミノ酸やグルコースは細胞膜に埋め込まれた（ ）タンパク質(トランスポーター)によって運ばれる。空欄に入る語を答えよ。
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答え: 担体
促通拡散はATPのエネルギーを消費する能動輸送である。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
細胞膜の脂質二重層を担体タンパクを介さず直接通過する物質として、誤っているものはどれか。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
促通拡散における物質の移動は、濃度勾配に対してどちら向きか。正しいほうを選べ。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）
促通拡散を担う担体タンパクは、トランスポーターとも呼ばれる。
✓ 正解！✗ 不正解（緑が正解）