协同运输(cotransport)是一类靠间接提供能量完成的
主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的
电化学浓度梯度,而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。
在
动物细胞,参与协同运输的离子常常是Na+,如小肠上皮细胞和
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或各种氨基酸,就是伴随着Na+从细胞外流入细胞内而完成的。小肠
上皮细胞从肠腔中摄取葡萄糖时,虽然肠腔中的葡萄糖浓度很低,但仍能从肠腔中吸收葡萄糖。这是因为在小肠上皮细胞的肠腔面侧分布着Na+-
葡萄糖转运体,其上有两个结合位点,可分别与肠腔中的Na+和葡萄糖相结合。
Na+和葡萄糖与转运体结合后,转运体的构象发生改变,当Na+顺浓度梯度进入细胞时,葡萄糖利用Na+浓度梯度的势能被“拉进”细胞内。Na+浓度梯度越大,葡萄糖进人细胞的速度越快;反之,当Na+浓度梯度变小时,葡萄糖停止转运。葡萄糖逆浓度梯度进人细胞的驱动力是利用了Na+浓度梯度所蕴含的势能,而这种势能的建立正是依靠小肠上皮细胞基底面的钠钾泵。由于Na+和葡萄糖的运输方向一致,则称为同向运输(symport) 。
对向运输(antiport)是指物质运输的方向与离子运输的方向相反的协同运输方式。例如,动物细胞常常通过钠氢交换体(Na+ -H+exchange carrier ) 和
钠钙交换体(Na+-Ca2+exchange carrier)以对向运输方式完成物质转运。前者是Na+的流入与H+的输出相偶联,以清除细胞在代谢中产生的过量H+,稳定pH环境;后者是当Na+顺浓度梯度进人细胞时,Ca2+逆浓度梯度排出胞外, 以驱除细胞中过多的Ca2+。