물질이동
이론과 하이라이트 히스토리를 확인 할 수 있어요.
세포막을 통한 물질 수송 기전이 빈번하게 출제된다.
수동수송 (단순확산, 촉진확산)과 능동수송 (일차능동수송, 이차능동수송)의 차이점을 이해하는 것이 중요하다.
Na+/K+ 펌프, GLUT 수송체, SGLT, 이온채널 등 주요 수송 단백질의 기능과 역할을 구체적으로 숙지해야 한다.
삼투압 조절과 관련된 임상적 적용(예: 신장에서 ADH(항이뇨호르몬)의 작용)이 강조된다.
1. 물질이동의 기본 개념
• 세포막을 통한 물질이동은 크게 수동수송 (passive transport)과 능동수송 (active transport)으로 구분
1) 수동수송 (Passive Transport)
• 에너지를 사용하지 않고, 농도 기울기(고 → 저)를 따라 이동하는 방식
(1) 단순확산 (Simple diffusion)
• 세포막을 직접 통과하는 방식
• 분자 크기가 작고, 비극성이며 지용성인 물질의 이동
• 예: O₂, CO₂, 스테로이드 호르몬 등
(2) 촉진확산 (Facilitated diffusion)
• 막단백질(운반체, 채널단백질)을 통해 이동하는 방식
• 특정 기질에 대한 특이성(specificity)을 가지며, 포화현상(saturation)이 나타날 수 있음
• 예: GLUT(포도당 수송체)를 통한 포도당 이동
(3) 이온채널 (Ion channel)
• 전압 또는 리간드(ligand)에 의해 개폐되는 단백질 통로를 통해 이온(Na⁺, K⁺, Cl⁻ 등) 이 이동
• 예: 전압의존성 Na⁺ 채널 (신경세포의 활동전위 발생에 관여)
이동 방식 | 에너지 사용 | 기질 특이성 | 예시 |
|---|---|---|---|
단순확산 | X | X | O₂, CO₂, 스테로이드 |
촉진확산 | X | O | GLUT (포도당 수송체) |
이온채널 | X | O | Na⁺, K⁺ 채널 |
2) 능동수송 (Active Transport)
• 에너지를 사용하여 농도 기울기(저 → 고)를 거슬러 이동하는 방식
(1) 일차능동수송 (Primary active transport)
• ATP를 직접 사용하여 물질을 이동
• 대표적인 예: Na⁺/K⁺ 펌프(Na⁺/K⁺ ATPase)
• ATP 가수분해 → Na⁺ 3개 세포 밖으로 배출, K⁺ 2개 세포 안으로 유입 → 막전위 형성에 기여
(2) 이차능동수송 (Secondary active transport)
• 다른 물질의 농도 기울기를 이용하여 물질을 이동
① 공동수송 (Cotransport, Symport)
• 두 물질이 같은 방향으로 이동
• 예: SGLT-1 (Na⁺/포도당 공동수송체)
② 대립수송 (Countertransport, Antiport)
• 한 물질이 들어가면, 다른 물질은 배출됨
• 예: Na⁺/Ca²⁺ 교환체 (NCX)
이동 방식 | 에너지 사용 | 주요 예시 | 이동 방향 |
|---|---|---|---|
일차능동수송 | ATP 직접 사용 | Na⁺/K⁺ 펌프 | Na⁺ 내→외, K⁺ 외→내 |
이차능동수송 (공동수송) | Na⁺ 농도기울기 사용 | SGLT-1 (Na⁺/포도당 공동수송체) | Na⁺ & 포도당 함께 외→내 |
이차능동수송 (대립수송) | Na⁺ 농도기울기 사용 | Na⁺/Ca²⁺ 교환체 (NCX) | Na⁺ 외→내, Ca²⁺ 내→외 |
2. 삼투압과 수분 이동
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