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1、第五章质膜与物质运输第五章质膜与物质运输 第一节第一节 膜泡运输膜泡运输第二节离子和小分子的穿膜运输第二节离子和小分子的穿膜运输第三节主动运输和运输泵第三节主动运输和运输泵物质运输种类：物质运输种类：大分子大分子膜泡运输膜泡运输：内吞作用：内吞作用：吞噬作用；胞饮作用吞噬作用；胞饮作用外排作用外排作用离子和小分子离子和小分子穿膜运输：穿膜运输：被动运输：简单扩散；协助扩散被动运输：简单扩散；协助扩散主动运输主动运输第一节膜泡运输第一节膜泡运输 真核细胞通过内吞作用（真核细胞通过内吞作用（endocytosisendocytosis）和和外排作用（外排作用（exocytosisexocytosi
2、s）完成完成大分子与颗粒大分子与颗粒性物质性物质的跨膜运输。在转运过程中，形成包的跨膜运输。在转运过程中，形成包围转运物质的囊泡，因此称围转运物质的囊泡，因此称膜泡运输膜泡运输。 膜泡运输的类型膜泡运输的类型: :吞噬作用；胞饮作用；吞噬作用；胞饮作用； 外排作用外排作用 1.1.吞噬作用吞噬作用 细胞内吞较大的固体颗粒物质，如细菌、细细胞内吞较大的固体颗粒物质，如细菌、细胞碎片等，称为胞碎片等，称为吞噬作用吞噬作用（phagocytosisphagocytosis）。）。 吞噬现象在原生动物中广泛存在，是原吞噬现象在原生动物中广泛存在，是原生动物掠取营养物质维持生存的重要方式。生动物掠取营养
3、物质维持生存的重要方式。 在后生动物中也存在，但主要作用是吞在后生动物中也存在，但主要作用是吞噬异物，进行防卫。如哺乳动物中，巨噬细噬异物，进行防卫。如哺乳动物中，巨噬细胞具有极强的吞噬能力，分布于机体的各种胞具有极强的吞噬能力，分布于机体的各种组织中，是动物机体防卫中的重要组织中，是动物机体防卫中的重要“卫士卫士”。吞噬作用吞噬作用 2.2.大分子胞饮作用大分子胞饮作用 细胞吞入的物质为细胞吞入的物质为可溶性溶质和悬浮的大分子可溶性溶质和悬浮的大分子，这种内吞作用称为胞饮作用（这种内吞作用称为胞饮作用（pinocytosispinocytosis）。）。胞饮胞饮作用广泛存在于白细胞、肾细胞、
4、小肠上皮细胞、作用广泛存在于白细胞、肾细胞、小肠上皮细胞、肝巨噬细胞等。肝巨噬细胞等。 （1 1）受体介导内吞）受体介导内吞(Receptor-mediated (Receptor-mediated endocytosisendocytosis) ) 定定义义：有有受受体体参参与与的的从从胞胞外外吸吸收收专专一一性性的的大大分分子子和和颗粒物质的过程称为颗粒物质的过程称为受体介导的内吞受体介导的内吞。 受受体体：可可与与细细胞胞外外专专一一信信号号分分子子（配配体体）结结合合，并并引起细胞发生反应的质膜蛋白。引起细胞发生反应的质膜蛋白。 配配体体：在在三三维维结结构构上上能能够够与与专专一一受
5、受体体蛋蛋白白结结合合的的分分子。如酶的底物分子即是酶的配体。子。如酶的底物分子即是酶的配体。（2 2）有被小泡的形成）有被小泡的形成 细细胞胞外外液液体体大大分分子子与与细细胞胞表表面面受受体体结结合合，形形成成配配体体-受受体体复复合合物物-受受体体和和配配体体结结合合后后，受受体体分分子子变变成成适适合合同同衣衣被被小小窝窝结结合合的的构构型型与与其其结结合合-衣衣被被小小窝窝进一步内陷，掐断后形成衣被小泡。进一步内陷，掐断后形成衣被小泡。 衣衣被被小小窝窝（coated pits）是是质质膜膜向向内内凹凹陷陷的的部部位位，凹凹陷陷的的胞胞质质侧侧具具有有大大量量的的成成笼笼蛋蛋白白，质
6、质膜膜内内陷陷可可能能由由成成笼笼蛋蛋白白的的牵牵引引所所致致。衣衣被被小小窝窝就就相相当当一一个个分分子子过过滤滤器器（molecular filter），有有筛筛选选受受体体蛋蛋白白的的功功能能，帮帮助助细细胞胞获获取取所所需需要要的的大分子物质。大分子物质。成笼蛋白成笼蛋白呈三足鼎立状，由三条重链和三条轻链构成，在衣被小窝处连接成笼蛋白呈三足鼎立状，由三条重链和三条轻链构成，在衣被小窝处连接成网架，网架由六角形或五角形网格组成。成笼蛋白的分子网架具有自我成网架，网架由六角形或五角形网格组成。成笼蛋白的分子网架具有自我装配的能力。有被小泡一旦形成，成笼蛋白衣被即被脱去，分子返回质膜装配的能
7、力。有被小泡一旦形成，成笼蛋白衣被即被脱去，分子返回质膜下方，重新参与形成新的衣被小泡。下方，重新参与形成新的衣被小泡。衣被小泡的衣被中，除成笼蛋白外，还有衣被小泡的衣被中，除成笼蛋白外，还有衔接蛋白衔接蛋白（adaptinadaptin）。它介于。它介于成笼蛋白成笼蛋白与与配体配体- -受体复合物受体复合物之间，起连接作用。它不同于成笼蛋白之处是，之间，起连接作用。它不同于成笼蛋白之处是，衔衔接蛋白存在有不同的种类，可分别结合不同类型的接蛋白存在有不同的种类，可分别结合不同类型的受体受体。跨膜受体蛋白的细胞质端有一个由跨膜受体蛋白的细胞质端有一个由4 4个氨基酸残基个氨基酸残基组成的序列（组
8、成的序列（Phe-Arg-X-TyrPhe-Arg-X-Tyr）, ,此序列是发生内吞此序列是发生内吞作用的信号，衔接蛋白对此序列有识别作用。作用的信号，衔接蛋白对此序列有识别作用。衔接蛋白对受体识别机制衣被小泡的形成还需要另一种蛋白的参与，衣被小泡的形成还需要另一种蛋白的参与，当集中有配体当集中有配体- -受体复合物的衣被小窝继续向受体复合物的衣被小窝继续向细胞内陷，最后在细胞内陷，最后在缢断蛋白缢断蛋白（dynamindynamin）的收）的收缩作用下掐下来。缩作用下掐下来。参与受体介导的内吞过程的三种主要辅助蛋参与受体介导的内吞过程的三种主要辅助蛋白：白：成笼蛋白成笼蛋白( (Clath
9、rinClathrin) )、衔接蛋白衔接蛋白( (AdaptinAdaptin) )和和缢断蛋白缢断蛋白（dynamindynamin）。）。 例例据据:动动物物细细胞胞胆胆固固醇醇的的吸吸收收是是一一种种典典型型的的受受体体介介导导的的内内吞吞，细细胞胞通通过过受受体体介介导导的的内内吞吞吸吸收收所所需需的大部分胆固醇。的大部分胆固醇。血血液液中中的的胆胆固固醇醇与与蛋蛋白白质质结结合合成成颗颗粒粒，称称为为低低密密度度脂脂蛋蛋白白(Low-density (Low-density lipoprotein, lipoprotein, LDL) LDL) 。 （图（图5-95-9）LDL颗粒
10、的芯部含有大约颗粒的芯部含有大约1500个胆固个胆固醇分子，被酯化成长链脂肪酸；芯部醇分子，被酯化成长链脂肪酸；芯部周围由一脂单层（周围由一脂单层（800个磷脂分子和个磷脂分子和500个未脂化的胆固醇分子组成）包个未脂化的胆固醇分子组成）包围。这些脂分子与一个相对分子质量围。这些脂分子与一个相对分子质量为为50万的蛋白分子结合成万的蛋白分子结合成LDL颗粒，颗粒，蛋白分子同时也为蛋白分子同时也为LDL颗粒和颗粒和LDL受体的结合提供结合位点。受体的结合提供结合位点。低密脂蛋白摄入示意图低密脂蛋白摄入示意图 受体的循环受体的循环 (3)(3)陷窝与胞饮陷窝与胞饮 在胞饮作用中，除形成有被小泡外，
11、还在胞饮作用中，除形成有被小泡外，还可通过陷窝途径形成胞饮泡。可通过陷窝途径形成胞饮泡。 陷窝陷窝是由质膜脂筏区内陷形成，其主要是由质膜脂筏区内陷形成，其主要结构蛋白是结构蛋白是陷窝蛋白陷窝蛋白（多次穿膜的整合蛋白）（多次穿膜的整合蛋白），它普遍存在于各类细胞中，具有长的颈部，它普遍存在于各类细胞中，具有长的颈部，也会掐下来形成胞饮小泡。也会掐下来形成胞饮小泡。胞饮小泡在细胞内的命运：胞饮小泡在细胞内的命运：A.与溶酶体融合，质膜和配体与溶酶体融合，质膜和配体-受体复合物被消化降受体复合物被消化降解。解。B.与早期内吞体融合，在早期内吞体中配体与受体与早期内吞体融合，在早期内吞体中配体与受体分
12、离，带有受体的膜泡通过外排又回到原来的细分离，带有受体的膜泡通过外排又回到原来的细胞表面，重新补充了内吞时使用的质膜。胞表面，重新补充了内吞时使用的质膜。C.配体配体-受体复合物不分解，经过内体仍包在小泡内，受体复合物不分解，经过内体仍包在小泡内，在细胞的另一侧，小泡与质膜融合，配体与受体在细胞的另一侧，小泡与质膜融合，配体与受体分离被外排到细胞外，这种物质的运输过程就是分离被外排到细胞外，这种物质的运输过程就是物质的物质的穿胞运输穿胞运输。 在动物组织中，有的细胞通过内吞和在动物组织中，有的细胞通过内吞和外排相偶联，在细胞的一侧形成胞饮小泡外排相偶联，在细胞的一侧形成胞饮小泡穿越细胞质，另一
13、侧使小泡中的物质释放穿越细胞质，另一侧使小泡中的物质释放出去。出去。 如：肝细胞从血窦中吸收免疫球蛋白如：肝细胞从血窦中吸收免疫球蛋白A A（IgAIgA），通过穿胞运输输送到胆微管；），通过穿胞运输输送到胆微管；大鼠中，母鼠血液中抗体经穿胞运输进入大鼠中，母鼠血液中抗体经穿胞运输进入乳汁。乳汁。（4 4）胞内膜泡运输）胞内膜泡运输 细细胞内部，内膜系统各个部分之间的物胞内部，内膜系统各个部分之间的物质传递也通过膜泡运输方式进行。如从内质质传递也通过膜泡运输方式进行。如从内质网到高尔基体，从高尔基体到内质网，高尔网到高尔基体，从高尔基体到内质网，高尔基体到溶酶体等，细胞分泌物的外排，都要基体到
14、溶酶体等，细胞分泌物的外排，都要通过过渡性的小泡进行转运（通过过渡性的小泡进行转运（P84P84）。）。 3.3.外排作用外排作用 与内吞作用的顺序相反，某些大分子物质通与内吞作用的顺序相反，某些大分子物质通过形成小囊泡从细胞内部移至细胞表面，小囊泡过形成小囊泡从细胞内部移至细胞表面，小囊泡的膜与质膜融合，将物质排出细胞之外，这个过的膜与质膜融合，将物质排出细胞之外，这个过程称为外排作用（程称为外排作用（exocytosisexocytosis）细胞内不能消化细胞内不能消化的物质和合成的分泌蛋白都是通过这种途径排出的物质和合成的分泌蛋白都是通过这种途径排出的。的。 第二节离子和小分子的穿膜运输
15、第二节离子和小分子的穿膜运输一、物质穿膜的特点：一、物质穿膜的特点：1 1、通通透透性性（物物质质穿穿膜膜的的性性能能），其其大大小小与与物物质质的的性性质质和和大大小小有有关关。通通常常以以通通透透系系数数来来量度物质的通透性，单位为量度物质的通透性，单位为cm/scm/s。2 2、影影响响物物质质通通透透性性的的因因素素：a a脂脂溶溶性性；b b小小分分子子比比大大分分子子易易穿穿膜膜；c c不不带带电电荷荷的的分分子子易易穿穿膜膜；d d亲亲水水性性分分子子和和离离子子的的穿穿膜膜要要依依赖赖于于专专一性的跨膜蛋白。一性的跨膜蛋白。不同物质透过人工脂双层的能力不同物质透过人工脂双层的能
16、力 二、水通道和水的穿膜二、水通道和水的穿膜 水分子不能自由穿过脂双层，可经过简单扩散穿过脂双水分子不能自由穿过脂双层，可经过简单扩散穿过脂双层。然而细胞对水的通透性却相当高，人们一直猜测质膜上层。然而细胞对水的通透性却相当高，人们一直猜测质膜上可能存在水的转一通道。可能存在水的转一通道。 2020世纪世纪8080年代，年代，Peter Peter AgreAgre发现质膜上有构成水通道的发现质膜上有构成水通道的膜蛋白（膜蛋白（水孔蛋白水孔蛋白），揭开了水快速穿膜之谜。），揭开了水快速穿膜之谜。 2003 2003 Nobel.Nobel. 水孔蛋白为水孔蛋白为6 6次穿膜的整合蛋白，穿膜肽链
17、围成一条水通次穿膜的整合蛋白，穿膜肽链围成一条水通道，围成水通道的肽链中，极性氨基酸向着水通道排列，适道，围成水通道的肽链中，极性氨基酸向着水通道排列，适于水分子通过。水孔蛋白在膜中以四体存在，只允许水通过，于水分子通过。水孔蛋白在膜中以四体存在，只允许水通过，每一通道的水通过速率为每一通道的水通过速率为3 310109 9个个/s/s。三、离子通道三、离子通道 2020世纪世纪8080年代，发明了膜片钳技术，检测到单个年代，发明了膜片钳技术，检测到单个离子通道的离子流，揭示了膜上离子通道的存在。离子通道的离子流，揭示了膜上离子通道的存在。 钾离子通道的结构钾离子通道的结构： 钾离子通道由穿膜
18、整合蛋白构成，每个通道由钾离子通道由穿膜整合蛋白构成，每个通道由4 4 个单体围成，形成一倒锥形结构，外端宽，内端窄个单体围成，形成一倒锥形结构，外端宽，内端窄（图（图5-155-15，P88P88）。中央通道呈花瓶形，从膜内到膜）。中央通道呈花瓶形，从膜内到膜外可分为：颈区（选择滤器），壶腹区和进口区外可分为：颈区（选择滤器），壶腹区和进口区（P89P89）。）。钾离子的选择性钾离子的选择性： 进口部位，集中有带负电荷的氨基酸，可吸引进口部位，集中有带负电荷的氨基酸，可吸引阳离子，排斥阴离子，使钾离子很容易进入通道。阳离子，排斥阴离子，使钾离子很容易进入通道。 壶腹区有足够的空间存在一个水合
19、钾离子，由壶腹区有足够的空间存在一个水合钾离子，由于孔螺旋的羧基端（负电性）朝向壶腹腔的中心，于孔螺旋的羧基端（负电性）朝向壶腹腔的中心，与进口区的充水腔共同作用，使钾离子存在于壶腹与进口区的充水腔共同作用，使钾离子存在于壶腹中心。中心。 颈区有选择滤器的作用，突向选择滤器腔的颈区有选择滤器的作用，突向选择滤器腔的4 4个个选择袢的氨酰基氧恰可与脱水钾离子匀称互作，其选择袢的氨酰基氧恰可与脱水钾离子匀称互作，其羧基氧代替水与钾离子互作，允许钾离子进入颈区羧基氧代替水与钾离子互作，允许钾离子进入颈区腔中。腔中。四、物质穿膜运输的类型四、物质穿膜运输的类型被动运输和主动运输被动运输和主动运输（一）
20、被动运输（一）被动运输 被被动动运运输输：物物质质顺顺浓浓度度梯梯度度穿穿过过脂脂双双层层膜膜的的运运输输，不不需需要要消消耗耗细细胞胞本本身身的代谢能。根据是否有运输蛋白的协助分为：简单扩散和协助运输。的代谢能。根据是否有运输蛋白的协助分为：简单扩散和协助运输。1 1、简单扩散、简单扩散 也叫自由扩散（也叫自由扩散（free diffusingfree diffusing），是最简单的一种物质运输方式。），是最简单的一种物质运输方式。 特点特点：A.A.沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； B.B.不需要消耗细胞的代谢能；不需要消耗细胞的代谢能； C.C.不需要运
21、输蛋白的协助不需要运输蛋白的协助; ; D. D. 运输的速率与物质的浓度差成正比。运输的速率与物质的浓度差成正比。 如如疏疏水水性性非非极极性性小小分分子子，O2O2、N2N2、苯苯、甾甾类类激激素素等等以以简简单单扩扩散散的的方方式式穿过膜的无蛋白脂双层区，进出细胞。穿过膜的无蛋白脂双层区，进出细胞。2 2、协助扩散、协助扩散 有些带电荷的极性物质如有些带电荷的极性物质如NaNa+ +、K K+ +、CaCa2+2+、ClCl- -不能直接穿过脂双层，但不能直接穿过脂双层，但可通过质膜可通过质膜上的上的离子通道离子通道进入细胞。进入细胞。 离子通道与一般亲水小孔的区别离子通道与一般亲水小孔
22、的区别： A.A.离子选择性离子选择性: : 即只允许一定大小和具有一定电荷的离子通过。即只允许一定大小和具有一定电荷的离子通过。 B.B.可控性可控性: : 离子通道象关卡一样，一般不开放，只有在受到刺激时开放，并随即又离子通道象关卡一样，一般不开放，只有在受到刺激时开放，并随即又关闭。关闭。运输特点运输特点： A.A.沿浓度梯度扩散沿浓度梯度扩散, ,比简单扩散转运速率高；比简单扩散转运速率高； B.B.存在最大转运速率；存在最大转运速率； 在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度，浓度再增加，运输也不再增加。因膜上载体蛋白的结合位点
23、已一定限度，浓度再增加，运输也不再增加。因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和；达饱和； C.C.有特异性，即运输蛋白只与特定溶质结合。有特异性，即运输蛋白只与特定溶质结合。 D.D.不需要消耗细胞的代谢能。不需要消耗细胞的代谢能。（二）主动运输（二）主动运输 主动运输主动运输：物质逆电化学梯度的穿膜运输，需要消耗：物质逆电化学梯度的穿膜运输，需要消耗细胞的代谢能，并需要转一的载体蛋白参与。细胞的代谢能，并需要转一的载体蛋白参与。 主动运输的特点主动运输的特点：逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；需要消耗细胞的代谢能；需要消耗细胞的代谢能；需要转一的载体蛋白参与。需要转一的载
24、体蛋白参与。 载体蛋白所利用的细胞代谢能主要为载体蛋白所利用的细胞代谢能主要为ATPATP水解释放的化水解释放的化学键能或膜内外学键能或膜内外NaNa+ +、H H+ +浓度差造成的电化学梯度势能。浓度差造成的电化学梯度势能。 根据能量来源不同分为：根据能量来源不同分为： 1 1、初级主动运输（离子泵）、初级主动运输（离子泵）：ATPATP水解提供能量驱动的主动水解提供能量驱动的主动运输。运输。是一种位于细胞膜上的是一种位于细胞膜上的ATPATP酶酶 2 2、次次级级主主动动运运输输（协协同同运运输输）：利利用用膜膜内内外外NaNa+ +、H H+ +浓浓度度差差造造成的电化学梯度势能，即间接
25、利用成的电化学梯度势能，即间接利用ATPATP的主动运输。的主动运输。一一种种物物质质的的逆逆浓浓度度梯梯度度穿穿膜膜运运输输依依赖赖于于另另一一种种溶溶质质的的顺顺浓浓度度梯度的穿膜运输，二者协同进行。梯度的穿膜运输，二者协同进行。协同运输根据两种溶质的运输方向不同分为协同运输根据两种溶质的运输方向不同分为: :A.A.同向共运输同向共运输：两种溶质的运输方向相同。：两种溶质的运输方向相同。如如: : 细胞对葡萄糖的吸收，即是与细胞对葡萄糖的吸收，即是与NaNa+ +的同向穿膜运的同向穿膜运输；细菌和酵母对乳糖的吸收依靠与输；细菌和酵母对乳糖的吸收依靠与H H+ +的同向穿的同向穿膜运输。膜
26、运输。B.B.反向共运输反向共运输：两种溶质的运输方向相反。：两种溶质的运输方向相反。如：植物液泡膜上的如：植物液泡膜上的NaNa+ +/ H/ H+ +反向共运输，它利用反向共运输，它利用H H+ +电化学梯度将电化学梯度将H H+ +运出液泡的同时，将运出液泡的同时，将NaNa+ +由细胞质由细胞质运到液泡中，降低运到液泡中，降低NaNa+ +在细胞质中的浓度。在细胞质中的浓度。穿膜运输方式图解第三节主动运输与运输泵运输泵运输泵( (离子泵离子泵) )：能驱动离子或小分子以：能驱动离子或小分子以主动运输的方式穿过生物膜的跨膜蛋白，主动运输的方式穿过生物膜的跨膜蛋白，具有具有ATPATP酶活
27、性，即能够利用酶活性，即能够利用ATPATP提供的能提供的能量进行物质穿膜运输。量进行物质穿膜运输。 一、钠钾泵一、钠钾泵 NaNa+ +-K-K+ + ATPATP酶，酶，一般认为是由一般认为是由2 2个大亚基、个大亚基、2 2个小亚基组成个小亚基组成的的4 4聚体。聚体。NaNa+ +-K-K+ + ATPATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象构象的变化，导致与的变化，导致与NaNa+ +、K K+ +的亲和力发生变化的亲和力发生变化。 在膜内侧在膜内侧NaNa+ +与酶结合，激活与酶结合，激活ATPATP酶活性，使酶活性，使ATPATP分解，酶分解，酶被磷
28、酸化，构象发生变化，于是与被磷酸化，构象发生变化，于是与NaNa+ +结合的部位转向膜外侧；结合的部位转向膜外侧；这种磷酸化的酶对这种磷酸化的酶对NaNa+ +的亲和力低，对的亲和力低，对K+K+的亲和力高，因而在的亲和力高，因而在膜外侧释放膜外侧释放NaNa+ +、而与而与K K+ +结合。结合。K K+ +与磷酸化酶结合后促使酶去与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状，于是与磷酸化，酶的构象恢复原状，于是与K K+ +结合的部位转向膜内结合的部位转向膜内侧，侧，K K+ +与酶的亲和力降低，使与酶的亲和力降低，使K K+ +在膜内被释放，而又与在膜内被释放，而又与NaNa+ +结
29、结合。合。 其总的结果是每一循环消耗一个其总的结果是每一循环消耗一个ATPATP；转运出三个转运出三个NaNa+ +，转进两个转进两个K K+ +。（。（P95P95）Na+-K+泵工作原理Na+-K+泵偶联运输Na+、K+过程Na+-K+泵的主要作用：A.A.调节渗透压调节渗透压 离子泵维持着膜两侧的电化学梯度，从而能调节水的流离子泵维持着膜两侧的电化学梯度，从而能调节水的流向。向。B.B.物质的吸收物质的吸收 细胞对营养物的吸收需消耗能量，有些物质的吸收所需细胞对营养物的吸收需消耗能量，有些物质的吸收所需能量即来自能量即来自NaNa+ +浓度差。如细胞对葡萄糖的吸收等。浓度差。如细胞对葡萄
30、糖的吸收等。C.C.细胞正常代谢的必要条件细胞正常代谢的必要条件 K K+ +在胞内的浓度大大高于胞外，胞内高浓度的在胞内的浓度大大高于胞外，胞内高浓度的K K+ +是核糖是核糖体合成蛋白和糖酵解过程中一些酶保持活性的必要条件，也体合成蛋白和糖酵解过程中一些酶保持活性的必要条件，也是细胞渗透压维持的基本要素。是细胞渗透压维持的基本要素。D.D.保持膜电位保持膜电位 膜电位是由于膜两侧离子浓度不同造成的。膜电位是由于膜两侧离子浓度不同造成的。二、钙泵二、钙泵 真核细胞中，细胞质中游离钙的浓度真核细胞中，细胞质中游离钙的浓度很低（约为很低（约为1010-7-7mol/Lmol/L）, ,而细胞外钙的浓度而细胞外钙的浓度很高（约为很高（约为1010-3-3mol/Lmol/L） ，因此细胞外信号，因此细胞外信号只要引起少量的钙离子进入细胞，即可使只要引起少量的钙离子进入细胞，即可使细胞质中游离钙的浓度显著提高，进而激细胞质中游离钙的浓度显著提高，进而激活某些钙反应蛋白，参与细胞生理活动的活某些钙反应蛋白，参与细胞生理活动的调控。维持细胞质溶质中的调控。维持细胞质溶质中的CaCa2+2+低浓度，需低浓度，需要钙泵。要钙泵。钙泵钙泵
