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细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度和（或）电位梯度转运的过程，称为原发性主动转运。原发性主动转运的物质通常为带电离子，因此介导这一过程的膜蛋白或载体称为离子泵。离子泵的化学本质是张博士医考网http://www.guojiayikao.comATP酶，可将细胞内的ATP水解为ADP，自身被磷酸化而发生构象改变，从而完成离子逆浓度梯度和（或）电位梯度的跨膜转运。

（1）钠–钾泵 钠–钾泵是哺乳动物细胞膜中普遍存在的离子泵，简称钠泵。钠泵每分解一分子ATP可逆浓度差将3个Na+移出胞外，将2个K+移入胞内，其直接效应是维持细胞膜两侧Na+和K+的浓度差，使细胞外液中的Na+浓度达到胞质内的10倍左右，细胞内的K+浓度达到细胞外液的30倍左右。同时，钠泵每次活动都会使3个Na+移出胞外、2个K+移入胞内，产生一个正电荷的净外移，故钠泵具有生电效应。[2016sl-2A][2014sl-3A]

在哺乳动物，细胞膜钠泵活动消耗的能量通常占细胞代谢产能的20%～30%。一般认为，钠泵活动的生理意义主要有：①钠泵活动造成的细胞内高K+为胞质内许多代谢反应所必需，如核糖体合成蛋白质就需要高K+环境。②维持胞内渗透压和细胞容积。在静息状态下，膜对Na+、K+都有一定的通透性（漏通道）。虽然K+的通透性相对较高，但由于膜内有机负离子（带负电的蛋白质、核苷酸等）的吸引，外漏的K+较少，而Na+受浓度差和电位差的驱动，漏入到胞内的数量则相对较多。钠泵的活动可将漏入胞内的Na+不断转运出去，保持细胞正常的渗透压和容积，以防细胞水肿。③钠泵活动形成的Na+和K+跨膜浓度梯度是细胞发生电活动的基础。④钠泵活动的生电效应可直接使膜内电位的负值增大。⑤钠泵活动建立的Na+跨膜浓度梯度可为继发性主动转运提供势能储备。钠泵抑制剂哇巴因与钠泵有较高的亲和力，可以改变钠泵构象，阻断钠泵活动。

（2）钙泵 钙泵是哺乳动物细胞中广泛分布的另一种离子泵，也称Ca2+-ATP酶。钙泵不仅位于质膜中，还集中存在于肌细胞的肌质网和其他细胞的内质网膜中。质膜中的钙泵称为质膜钙ATP酶（PMCA），肌质网和内质网膜中的钙泵称为肌质网和内质网钙ATP酶（SERCA）。细胞内Ca2+升高时，Ca2+通过与钙调蛋白（CaM）结合可刺激钙泵活动。PMCA每分解1分子ATP，可将其结合的1个Ca2+由胞质内转运至胞外；而SERCA每分解1分子ATP则可将2个Ca2+从胞质内转运至内质网中。两种钙泵的共同作用可使胞质内游离Ca2+浓度保持在低水平，仅为细胞外液Ca2+浓度的万分之一。在如此低浓度的游离Ca2+背景下，细胞对胞质内Ca2+浓度的增加非常敏感，以致于经钙通道流入胞质内的Ca2+成为触发或激活许多生理过程的关键因素，如肌细胞收缩、腺细胞分泌、神经递质释放以及某些酶蛋白或通道蛋白激活等。

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