細胞膜を介する物質輸送

🧠 脂質二重層lipid bilayer 脂質二重層（lipid bilayer）lipid bilayer（脂質二重層） は半透過性障壁として働く。 多くのイオンや極性物質が生理的に意味のある速度で移動するには、チャネル・担体タンパク質を要する。

脂質二重層を越える経路

小さな疎水性分子 hydrophobic molecule 疎水性分子（hydrophobic molecule） hydrophobic molecule（疎水性分子） は脂質二重層 lipid bilayer 脂質二重層（lipid bilayer） lipid bilayer（脂質二重層） を比較的通りやすく、多くのイオンや極性分子 polar molecule 極性分子（polar molecule） polar molecule（極性分子） はチャネル・担体を要する。ただし透過性は単純な二分ではなく、溶質の性質、膜厚membrane thickness膜厚（membrane thickness）membrane thickness（膜厚）、脂質相、ステロール組成などで連続的に変わる¹。受動輸送passive transport 受動輸送（passive transport）passive transport（受動輸送） は電気化学勾配 electrochemical gradient 電気化学勾配（electrochemical gradient） electrochemical gradient（電気化学勾配） に従い、一次能動輸送primary active transport 一次能動輸送（primary active transport）primary active transport（一次能動輸送） はATP、二次能動輸送secondary active transport 二次能動輸送（secondary active transport）secondary active transport（二次能動輸送） は別の溶質勾配をエネルギー源にする。

受動輸送と能動輸送

受動輸送passive transport 受動輸送（passive transport）passive transport（受動輸送） は電気化学勾配 electrochemical gradient 電気化学勾配（electrochemical gradient） electrochemical gradient（電気化学勾配） に従う。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lipid bilayer'>脂質二重層</span>を越える経路"] --> B
  B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='passive transport'>受動輸送</span>と能動輸送"] --> C
  C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='passive transport'>受動輸送</span>は<span class='jp-term jp-term-diagram' title='electrochemical gradient'>電気化学勾配</span>に従う"] --> D
  D["担体の飽和と競合"]

担体の飽和と競合

脂質二重層lipid bilayer 脂質二重層（lipid bilayer）lipid bilayer（脂質二重層） を直接通る小分子の受動輸送 passive transport 受動輸送（passive transport） passive transport（受動輸送） は、均一膜を仮定すればフィックFick フィック（Fick）Fick（フィック） の第一法則 Fick's first law第一法則（Fick's first law） Fick's first law（第一法則）で近似できるが、実際の二重層 bilayer 二重層（bilayer） bilayer（二重層） では位置による自由エネルギー free energy 自由エネルギー（free energy） free energy（自由エネルギー） 障壁と拡散係数 diffusion coefficient 拡散係数（diffusion coefficient） diffusion coefficient（拡散係数） の違いも影響する²。多くのイオンや極性物質には、生理的な速度で移動するためのチャネル・担体タンパク質が必要である。イオンごとの通りやすさを定量する膜透過性membrane permeability膜透過性（membrane permeability）membrane permeability（膜透過性）を導入すると、濃度勾配と電場 electric field 電場（electric field） electric field（電場） による受動輸送 passive transport 受動輸送（passive transport） passive transport（受動輸送） を区別して扱える。

能動輸送はエネルギーを使い勾配に逆らって輸送する。飽和性saturability 飽和性（saturability）saturability（飽和性） と競合は担体輸送の特徴で、チャネルを通る単純な拡散とは速度–濃度関係が異なる。

まとめ

• 脂質二重層lipid bilayer 脂質二重層（lipid bilayer）lipid bilayer（脂質二重層） は半透過性障壁として働き、多くのイオンや極性物質の生理的な輸送にはチャネル・担体タンパク質が必要である。
• 受動輸送passive transport 受動輸送（passive transport）passive transport（受動輸送） は電気化学勾配 electrochemical gradient 電気化学勾配（electrochemical gradient） electrochemical gradient（電気化学勾配） に従う。
• 能動輸送はエネルギーを使い勾配に逆らって輸送する。