促進拡散 (Facilitated Diffusion)

脂溶性の分子は溶解拡散によって生体膜を容易に透過できるが、一方で水溶性の分子はそれが困難である。そこで生体膜に存在する輸送体を介してこれらの分子は極性分子の輸送を促進する機構が存在し、促進拡散 (Facilitated Diffusion) と呼ばれている。促進拡散によって輸送される物質群の代表例として糖やアミノ酸などが挙げられる。赤血球膜におけるD-グルコースの取り込みはよく知られている。これらの分子は水溶性であり、生体膜の細孔を透過するには大きすぎるため促進拡散が最も適した経路ということになる。また、促進拡散は輸送体を介するため、高濃度になると飽和現象が認められる。輸送速度はミカエリス・メンテン式に依存する。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%97%E5%8B%95%E8%BC%B8%E9%80%81

水溶性物質の中には、輸送体と複合体を形成することで脂溶性を上げ、細胞の脂質膜に溶け込めるようになります。そして、膜中を濃度勾配に従った拡散により輸送されるものがあります。これが促進拡散です。単純拡散と同じように薬物が濃度勾配に従って輸送されますが、異なる点として、促進拡散の場合は輸送担体を用います。担体を用いていますが、濃度勾配に従うためエネルギーは必要としません。

これらの物質の拡散速度は、単純拡散と同じくFickの第一法則に従います。

しかし、担体を用いた輸送系であるため、物質濃度が高くなると担体が足りなくなってきてしまい、透過速度に飽和現象が認められます。

そのため、物質の膜透過速度はMichaelis-Menten式で表されます。

V = Vmax ・ C / （Km + C）

Vmax：最大輸送速度

C：吸収部位の薬物初濃度
Km：Michaelis定数（Vmaxの半分の速度を与える薬物濃度で、薬物と担体との親和性の指標となり、値が小さいほど親和性が大きいことを示す）

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