Acasă | Despre noi | feedback-ul
Un element important în funcționarea membranelor este capacitatea lor de a trece sau nu să treacă molecule (atomi) și ioni. Este semnificativ faptul că probabilitatea unei astfel de penetrări a particulelor depinde atât de direcția migrării lor, de exemplu, de o celulă sau de o celulă, cât și de o varietate de molecule și ioni.
Aceste întrebări sunt examinate în secțiunea fizică referitoare la fenomenele de transfer. Astfel, termenul numit ireversibil F, procese care au ca rezultat o mișcare sistem fizic-proish dit spațială (transferul) al masei, energia, puterea, sau orice altă cantitate fizică.
Fenomenele de transfer includ difuzia (transferul de masă al materiei), vâscozitatea (transferul momentului), conductivitatea termică (transferul de energie), conductivitatea electrică (transferul încărcăturii electrice). Aici și în paragrafele următoare sunt considerate cele mai importante fenomene pentru membranele biologice: transferul materiei și transferul încărcării. Ca sinonim pentru transportul de particule în biofizică, termenul de transport al particulelor a devenit, de asemenea, larg răspândit.
Rezultă ecuația de difuzie de bază (ecuația lui Fick), având în vedere procesul de transport în lichide.
Lăsați o moleculă de fluid să se deplaseze în toate direcțiile printr-o anumită zonă S (Figura 11.10). Având în vedere teoria. structura moleculară a lichidului (vezi § 7.6), putem spune că moleculele traversează situl, sarind de la o poziție de echilibru la alta.
Paralelipipedele izolate conțin molecule de sin. Să presupunem că concentrația de molecule schimbări în pro-spațiu, la stânga (1) pas dedicat paralelipipedica concentrație egală cu n1 și la dreapta (2) - n2. În consecință, într-un paralelipiped există molecule SZnx, iar în celelalte - moleculele Sln2.
Toate moleculele, din cauza mișcării lor haotice, pot fi de fapt reprezentate de șase grupuri, fiecare dintre ele mutându-se de-a lungul sau opus direcției uneia dintre axele de coordonate. Rezultă că, într-o direcție perpendiculară pe sol S, de-a lungul primei axe de vânătoare paralelipipedului sare 1/6 molecule Sln1 și oppositely din a doua OX axa paralelipiped sare 1 / 6Sln2 molecule.
timp "T" "span" de aceste molecule ale site-ului S pot fi găsite după cum urmează. Să presupunem că toate moleculele din volumele alocate se mișcă cu aceleași viteze medii
Înlocuind expresia vitezei medii în (11.1) # 973; din (7.20), obținem
unde m este timpul mediu al "vieții stabilite" a moleculei, aceasta poate fi considerată ca fiind timpul mediu al hameiului. "Balanța" transportului de molecule prin situl S pe o perioadă de timp # T16 este egal cu
În formula (11.12) și mai departe, um este mobilitatea moleculelor (particulelor) difuzate, exprimate pentru un mol. În general, mobilitatea unicitatii difuzând particulelor (moleculă, atom, ion, electron) și se numește coeficientul de proporționalitate între viteza v a particulei și forța f, particulele se deplasează, în cazul în care particula este nici alte forțe (de exemplu, frecare sau coliziune cu alte particule) și se mișcă uniform:
Așa cum se poate observa din (11.14), unitatea de mobilitate este de 1 m / (s • H). Mărimile um și u sunt conectate prin constanta lui Avogadro:
Transformăm ecuația (11.9) în raport cu membrana biologică. Vom presupune că concentrația particulelor care difuzează prin membrană variază liniar în membrană (Figura 11.11). Concentrațiile moleculare ale particulelor în interiorul și în exteriorul celulei sunt, respectiv, ci și c0. Concentrația molară a acelorași particule în membrană variază de la partea interioară la cea exterioară, respectiv de la cmi la cm0. Luând în considerare schimbarea liniară a concentrației de molecule, scriem
unde I este grosimea membranei, apoi în loc de (11.11) avem
Practic accesibilă determinarea concentrațiilor molare ale h-particule nu este în interiorul membranei (cmi și sm0), cât și în exteriorul membranei: în celula (c i) și în afara celulei (c0). Se crede că raportul dintre limita de znacheniykontsentratsy membranei încă concentrațiile otno-sheniyu adiacente straturilor de membrane: sm0 / Smi = co / CI, unde
unde k este coeficientul de distribuție al substanței (substanțelor) dintre membrană și mediu (de obicei faza apoasă). Rezultă din (11.18) că
Înlocuind (11.19) în (11.17), avem
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: