膜转运系统异常与疾病

细胞膜中许多与物质转运有关的转运蛋白能够特异地运送一定的物质。转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，这些物质通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。转运蛋白的结构缺损或功能异常，都会产生一定的疾病，如胱氨酸尿症（cystinuria）、肾性糖尿（renal glycosuria）、囊性纤维化（cystic fibrosis）等。

（1）载体蛋白异常与疾病

胱氨酸尿症是一种遗传性肾小管膜转运异常疾病，由患者肾小管上皮细胞运输胱氨酸及双氨基氨基酸（赖氨酸、精氨酸及鸟氨酸）的载体蛋白缺陷所导致，患者的肾小管重吸收以上四种氨基酸减少，尿中含量增加，尿液过量排出使得血液中四种氨基酸的含量低于正常值。患者每日尿液中胱氨酸达到一定值时，便会析出晶体，引起尿路中胱氨酸结石的形成。目前发现，近端肾小管上皮细胞上的rBAT和BATl蛋白是参与转运胱氨酸及双氨基氨基酸的载体蛋白，当编码这两种蛋白的基因（SLC3Al和SLC7A9）发生突变引起载体蛋白缺陷时，便会出现以上的病理表现。(https://www.daowen.com)

肾性糖尿是一种遗传性葡萄糖载体蛋白异常性疾病。正常情况下，葡萄糖经肾小球滤出后，绝大部分在近端小管经钠-葡萄糖共转运蛋白重吸收。肾性糖尿患者的肾小管上皮细胞膜上的这种转运蛋白功能缺陷，使葡萄糖的重吸收障碍从而引起糖尿。

（2）通道蛋白异常与疾病

编码离子通道蛋白的相关基因突变也会导致严重的疾病，其中囊性纤维化是目前研究最多的离子通道异常疾病，它是由囊性纤维化跨膜转导调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFTR）基因突变引起的。当CFTR基因突变（70%的患者基因中编码第508位苯丙氨酸的密码子缺失）后，患者会丧失CFTR离子通道蛋白的功能，导致上皮细胞无法外运Cl-，使Cl-和水聚集于胞内。当囊性纤维化累及呼吸道上皮细胞时，呼吸道会出现气道中分泌物的含水量不足、黏度增大，纤毛摆动困难，此时呼吸道不利于痰液外排，易引发细菌感染。当囊性纤维化累及皮肤细胞时，Cl-外排障碍可导致汗腺细胞中Na+的再吸收困难。因此囊性纤维化患者的皮肤常有盐堆积，被称为“盐孩”。胆管、肠及胰腺细胞也存在类似的机制，会产生相应的临床症状。