Диффузия незаряженных частиц через мембрану описывается уравнением

Биофизика. Тест 2 по теме 11 Физич процессы в мембранах без ответов. Физические процессы в биологических мембранах

НазваниеФизические процессы в биологических мембранах
АнкорБиофизика
Дата14.05.2020
Размер58.4 Kb.
Формат файла
Имя файлаТест 2 по теме 11 Физич процессы в мембранах без ответов.docx
ТипДокументы
#122801
Подборка по базе: 4 прак. раб. Гигиена .ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВО, Переходные процессы вариант 14 -1.docx, Термические процессы переработки нефти и газа.pdf, Лекция ГОСТ Р ИСО_МЭК 12207. Основные процессы и взаимосвязь меж, Лекция ГОСТ Р ИСО_МЭК 12207. Основные процессы и взаимосвязь меж, ОСТ 36-28-78 Система стандартов безопасности труда. Процессы про, Базовые информационные процессы.docx, Опасные природные процессы Солодовникова.docx, Общие проблемы малой группы. Динамические процессы в малой групп, Романов. Д.В. Базовые информационные процессы и технологии_ИК.do

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАНАХ
Задание1. Выберите правильный ответ:

1. Основу структуры биологических мембран составляют:

г) аминокислоты; д) двойная спираль ДНК.

2. Диффузию незаряженных частиц через мембраны описывает уравнение:

a) J = -D(dc/dx); б) Q = Δр/Х; в) F = η(dv/dx)S;

3. Для возникновения трансмембранной разности потенциалов необходимо и достаточно:

а) наличие избирательной проницаемости мембраны;

б) различие концентраций ионов по обе стороны от мембраны;

в) наличие избирательной проницаемости и различие концентраций ионов по обе стороны от мембраны;

г) появление автоволновых процессов;

д) повышенная проницаемость для ионов.

4. Активный транспорт ионов осуществляется за счёт…

а) энергии гидролиза макроэргических связей АТФ;

б) процессов диффузии ионов через мембраны;

в) переноса ионов через мембрану с участием молекул — переносчиков;

г) латеральной диффузии молекул в мембране;

д) электродиффузии ионов.

5. Латеральной диффузией молекул в мембранах называется .

а) вращательное движение молекул;

б) перескок молекул поперек мембраны — из одного монослоя в другой;

в) перемещение молекул вдоль плоскости мембраны;

г) активный транспорт молекул через мембрану;

д) пассивный транспорт молекул через мембрану.

6. Вязкость липидного слоя мембран близка к вязкости:

а) воды; б) этанола; в) ацетона; г) растительного масла.

7. Плотность потока вещества J имеет размерность:

а) моль/(м 3 ·с); б) моль/(м 2 ∙с); в) моль/(м∙с); г) моль/с; д) моль/м.

8. Коэффициент проницаемости Р вещества через мембрану имеет размерность:

а) м/с; б) с/м 2 ; в) моль/(м 2 ∙с); г) дм 3 /(моль∙см); д) кДж/м 2 .

9. Уравнение Нернста-Планка показывает, что .

а) потенциал покоя возникает в результате активного транспорта;

б) перенос ионов определяется неравномерностью их распределения (градиентом концентрации) и воздействием электрического поля (градиентом электрического по­тенциала);

в) главная роль в возникновении потенциала покоя принадлежит ионам калия;

г) мембраны обладают избирательной проницаемостью;

д) коэффициент проницаемости веществ через мембрану определяется их подвижностью.

10. Коэффициентом распределения вещества называют…

а) соотношение концентраций катионов внутри клетки и снаружи;

б) равновесное соотношение концентраций исследуемого вещества в мембране и окружающей водной среде;

в) соотношение концентраций исследуемого вещества в окружающей клетку водной среде и в цитоплазме;

г) параметр, характеризующий скорость проникновения вещества через мембрану;

д) соотношение концентраций катионов и анионов внутри биологических мембран.
11. Коэффициент распределения вещества характеризует…

а) напряженность электрического поля в биологических мембранах;

б) способность мембран к активному транспорту;

в) вероятность возникновения каналов проницаемости в мембране;

г) способность исследуемого вещества растворяться в биологических мембранах;

д) соотношение скоростей переноса катионов и анионов через мембраны.

12. Укажите, при каких условиях пассивный перенос катионов через мембрану может происходить из раствора, где его концентрация ниже, в более концентрированный раствор: ?

б) если вязкость мембраны низкая;

в) при наличии в мембране интегральных белков;

г) если мембрана обладает избирательной проницаемостью для катионов.

13. Пассивный перенос ионов описывается уравнением Нернста-Планка. Как модифицируется это уравнение, если ион превратится в незаряженную частицу?

а) Уравнение Норнста-Планка превратится в уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца;

б) Уравнение утратит смысл; в) Уравнение не изменится;

г) Уравнение Нернста-Планка превратится в уравнение Фика.

14. При условии, что мембрана проницаема только для ионов калия, уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца трансформируется в уравнение…

а) Нернста-Планка для ионов калия; б) Нернста для ионов калия;

в) Фика для диффузии ионов калия.

15. Укажите, при каких условиях при решении дифференциального уравнения (уравнения Нернста-Планка) получается уравнение

(уравнение Нернста)?

б) Если мембрана проницаема только для одного вида ионов и для этих ионов J=0;

в) Если мембрана одинаково проницаема для катионов и анионов;

г) Если градиент концентрации и градиент потенциала равны нулю.
Задание 2. Укажите правильные высказывания:

1. 1) Структурной основой биологической мембраны являются белки.

2) Обязательным структурным компонентом биологических мембран являются соеди­нения, состоящие из полярной «головки» и неполярного «хвоста», например, фосфолипиды.

3) Латеральная диффузия липидов и белков в биомембранах осуществляется значительно быстрое, чем диффузия поперёк мембраны — из слоя в слой.

4) Латеральная диффузия липидов и белков в биомембранах осуществляется значи­тельно медленнее, чем диффузия поперек мембраны — из слоя в слой.

2. 1) Вязкость липидного бислоя биомембран близка к вязкости воды.

2) Вязкость липидного бислоя биомембран значительно выше вязкости воды и близка к вязкости растительного масла.

3) Вещество диффундирует через мембрану тем легче, чем выше его коэффициент распределения.

3. 1) Вещество диффундирует через мембрану тем легче, чем меньше его коэффициент распределения.

2) Облегчённая диффузия — это перенос ионов специальными молекулами — переносчиками.

3) Облегчённой называют диффузию веществ, имеющих высокие значения коэффи­циента распределения.

4. 1) Диффузия заряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Фика.

2) Диффузия заряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Нернста-Планка.

3) Диффузия незаряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Нернста-Планка.

5. 1) Коэффициент проницаемости мембраны для ионов калия выше, чем для ионов натрия или хлора, когда на мембране клетки генерируется потенциал покоя.

2) При возникновении потенциала действия коэффициент проницаемости мембраны для ионов натрия имеет самое высокое значение.

3) При возникновении потенциала действия коэффициент проницаемости мембраны для ионов хлора имеет самое высокое значение.

6. 1) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение только потенциала покоя, но не потенциала действия.

2) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение только потенциала действия, но не потенциала покоя.

3) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение трансмембранной разности потенциалов на мембранах как в случае генерации потенциалов покоя, так и потенциалов действия.
Задание 3. Установите соответствия:

1. 1) Плотность потока вещества a) P=Dk/I ;

2) Коэффициент проницаемости , б) dc/dx ;

3) Градиент концентрации в) J= — D.
2. Соотношение между … определяется по формуле:

1) напряженностью поля и градиентом потенциала

2) потоком и плотностью потока вещества

3) плотностью потока и градиентом концентрации
3. 1) Простая диффузия происходит а) при участии интегральных белков;

2) Облегченная диффузия происходит б) через липидный слой;

3) Диффузия через канал происходит в) в комплексе с переносчиком.
4. 1) Пассивный транспорт происходит а) при участии ионофоров;

2) Активный транспорт происходит б) без затраты энергии;

3) Облегченная диффузия ионов происходит в) при участии калий-натриевого насоса.
5. 1) Величина потенциала покоя подчиняется а) уравнению Фика;

2) Диффузия ионов подчиняется б) уравнению Гольдмана-Ходжкина-Катца;

3) Диффузия незаряженных частиц подчиняется в) уравнению Нернста-Планка.
6. Величина: Единица измерения:

1) коэффициент проницаемости а) моль/(м 2 с);

2) плотность потока вещества б) В/м;

3) градиент потенциала в) м/с;

4) коэффициент диффузии г) безразмерная величина;

5) коэффициент распределения д) м 2 /с.
Задание 4. Составьте высказывания из нескольких предложенных фраз :

1. Коэффициент проницаемости мембран определяется выражением P=Dk/l, где D- ко­эффициент диффузии paccматриваемых частиц в…

А. 1) омывающем мембрану растворе; 2) веществе самой мембраны;

Б. k -… 1) коэффициент, характеризующий избирательную проницаемость мембраны;

2) Коэффициент распределения, характеризующий соотношение равновесных концент­раций диффундирующего вещества в мембране и в окружающем растворе; 3) постоянная Больцмана;

В. l -. 1) толщина мембраны; 2) размер диффундирующей через мембрану молекулы;

3) размер канала в мембране, по которому осуществляется диффузия.
2. Диффузия незаряженных частиц описывается уравнением . . .

А. 1) Фика; 2) Нернста-Планка; 3) Эйнштейна; 4) Ньютона;

Б. Диффузия вещества через мембрану осуществляется тем легче, чем . . . У) больше значение коэффициента проницаемости;

2) больше толщина мембраны; 3) меньше значение коэффициента распределения; Д. и тем трудное, чем . . .

Трменьшс значение коэффициента распределения; 2) больше толщина мембраны;

3) больше значение коэффициента проницаемости. ГУ. . . транспорт вещества через мембрану

т? Пассивный; 2) Активный;

1) в результате латеральной диффузии; 2) благодаря её емкостным свойствам;

3) без затраты энергии.

3. А. Для возникновения трансмембранной разности потенциалов необходимо и достаточ­но выполнения следующих двух условий.

1) мембрана должна содержать интегральные белки;

2) мембрана должна содержать поверхностные белки;

|>)должна существовать избирательная проницаемость ионов через мембрану; ?) концентрации ионов по обе стороны от мембраны должны различаться; Б. При возникновении стационарного трансмембранного потенциала . . . Шшотность потока каждого иона равна нулю;

^^Х^уммарная плотность потока ионов равна нулю, но плотности потоков отдельных ионов не равны нулю;

3) плотность потока анионов равна нулю.

В. Возникновение потенциала покоя обусловлено, главным образом, высокой избира-юпьной проницаемостью мембран для ионов . . . J/калия; 2) натрия; 3) хлора.

Г. Возникновение потенциала действия обусловлено, главным образом, высокой изби­рательной проницаемостью для ионов . . . 1) калия; /йГЬатрия; 3) хлора.

4. А. Если мембрана ^дбладает . . . проницаемостью 1) одинаковой; \ 2) избирательной; 3)низкой;

1)воды; 2))эдного вида ионов; 3) незаряженных молекул;

В. и их концонтра*1Д1Я по обе стороны мембраны 1) высокая; 2)7/разная; 3) одинаковая;

Г. то на мембране 4 /. . .

-1J,будет происходить латеральная диффузия белков; (^’возникнет разность электрических потенциалов; 3) прекратится латеральная диффузия фосфолипидов.

5 А. . . . транспорт ионов через мембраны >г$У\ктивный; ^рЧассивный;

Тэ. осуществляется за счет . . . 1) латеральной диффузии белков;

2) градиента их концентрации и градиента потенциала электрического поля; 3) явления «флип-флопа»|Г»у>химичоской энергии. В. Такие процессы описываются уравнением . . .

6. А. Трансмембранная разность .

1) осмотического давления; 2ЬЬлектрических потенциалов;

3) концентраций ионов;

Нернста-Планка; 2) Фика; 3) Гольдмана-Ходжкина-Катца;

и возникает в результате . . . переноса ионов. I) пассивною; 2) латерального; 3) активного.

Г. Для её возникновения необходимо, чтобы мембрана обладала . . . проницаемостью для разных ионов

неодинаковой; 2) одинаковой; 3) высокой; 4) низкой;

Д. и чтобы концентрации ионов . по разные стороны мембраны. 1) не различались; 2) равнялись нулю; 3) различались.

Задание 5. Решите задачу и укажите правильный ответ:

1. Пусть трансмембранная разность потенциалов составляет 58 мВ при 20°С. Чему она станет равна, если температуру увеличить до 35°С?

1) не изменится; 2) 61 мВ; 3) 116 мВ; 4) 29 мВ.

2. Пусть отношение концентраций ионов калия по разные стороны от мембраны равно 10 и мембрана избирательно проницаема для калия. Возникающая при этом трансмемб­ранная разность потенциалов равна 60 мВ. Чему будет равна разность потенциалов, если заменить ионы калия ионами кальция в тех же концентрациях и сделать мембрану избирательно проницаемой для кальция?

1)120мВ; 2)60мВ; 3) 30 мВ; 4)0.

3. Потенциал покоя нерва конечности краба равен 89 мВ. Чему равна концентрация ионов калия внутри нерва, если снаружи она составляет 12 мМ? Принять температуру равной 20°С.

ПАССИВНЫЙ ПЕРЕНОС. ПРОСТАЯ И ОБЛЕГЧЁННАЯ ДИФФУЗИЯ

В зависимости от того, что является движущей силой перемещения, все виды переноса можно разделить на пассивные и активные. Пассивный транспорт веществ осуществляется за счет энергии, сконцентрированной в каком-либо градиенте и не связан с затратой химической энергии гидролиза АТФ. Наиболее значимыми для биологических систем являются градиенты концентрации – dc/dx, электрического потенциала – dφ/dx и гидростатического давления – dр/dx.

Выделяют следующие виды пассивного переноса через биологические мембраны: простая диффузия, диффузия через поры, облегченная диффузия, осмос и фильтрация:

а) Простая диффузия – это самопроизвольное перемещение вещества из мест с большей концентрацией в места с меньшей концентрацией вследствие хаотического теплового движения частиц. Рассмотрим в качестве примера диффузию из клетки незаряженных частиц определённого вида через биологическую мембрану толщиной l. Запишем уравнение Фика через концентрацию вещества данного вида в растворе. Не трудно видеть, что для раствора масса растворённого вещества в единице объёма и есть его массовая концентрация (кг/м 3 ). Теперь плотность потока вещества через поверхность мембраны в направлении нормали к ней, в соответствии с (10), запишется:

, (1)

где D – коэффициент диффузии, Δc/Δx – градиент массовой концентрации

вдоль направления переноса. Будем считать, что концентрация частиц, диффундирующих через мембрану, изменяется в мембране по линейному закону от значения сi,м до значения со,м (рис.1). Тогда градиент концентрации можно выразить соотношением:

. (2)

Измерить концентрации со,м и сi в приграничных слоях мембраны практически невозможно. Поэтому воспользуемся соотношением:

, (3)

где со и сi концентрации данного вещества в межклеточной жидкости и цитоплазме, соответственно. С учётом того, что сi = k сi , a со,м = k со , получим:

. (4)

С учётом (4) уравнение диффузии частиц через мембрану примет вид:

– уравнение Коллендера. (5)

Величина Р = Dk / l называетсякоэффициентом проницаемости.

Проницаемость характеризует способность биологических мембран пропускать или не пропускать молекулы, атомы и ионы. Изучение проницаемости играет важную роль для медицины и, особенно, для фармакологии и токсикологии. Для лечения необходимо знать проникающую способность фармакологических средств и ядов через мембрану в норме и при патологии.

В живой клетке такая диффузия обеспечивает прохождение кислорода и углекислого газа, а также ряда лекарственных веществ и ядов.

б) Диффузия через липидные и белковые поры или каналы (рис.6). Такой механизм проникновения сквозь мембрану характерен для молекул нерастворимых в липидах веществ и водорастворимых гидратированных ионов. Этот вид переноса допускает проникновение через мембрану не только малых молекул, например, молекул воды, но и более крупных частиц. Значение проницаемости при этом определяется размерами молекул: с ростом размеров молекул их проницаемость уменьшается. Каналы могут проявлять селективность или избирательность по отношению к разным ионам, это проявляется в разной величине проницаемости для разных ионов.

Диффузия через поры также описывается уравнением Фика. Наличие пор увеличивает значение коэффициента проницаемости Р.

в) Облегченная диффузияпроисходит при участии молекул-переносчиков. Было обнаружено, что скорость проникновения в клетку глюкозы, глицерина, аминокислот не имеет линейной зависимости от разности концентраций. Для определенных концентраций скорость проникновения вещества через мембрану намного больше, чем следует ожидать для простой диффузии. При увеличении разности концентраций скорость диффузии возрастает в меньшей степени, чем это следует из уравнения Коллендера (5). В данном случае наблюдается облегченная диффузия. Её механизм состоит в том, что вещество A, которое самостоятельно плохо проникает через мембрану, способно образовать комплекс с молекулами X вспомогательного вещества (рис.7), которое хорошо растворяется в липидах. Молекулы вещества Х, оказавшись у поверхности мембраны, образуют с молекулами А комплекс AX, который способен растворяться в липидах. Оказавшись в результате диффузии по другую сторону мембраны, некоторые из комплексов отщеплют молекулы A. Молекула X возвращается к наружной поверхности мембраны и может образовать новой комплекс с молекулой А. Разумеется транспорт вещества А таким способом происходит в одну и другую сторону. Поэтому результирующий перенос возникнет только при условии, что концентрация А по одну и другую стороны мембраны разная. Таким способом, например, антибиотик валиномицин переносить через мембраны ионы калия.

Соединения, обладающие способностью избирательно увеличивать скорость переноса ионов через мембрану получили название ионофоров.

Если концентрация молекул А в среде такова, что все молекулы вещества-переносчика задействованы, то дальнейшее повышении концентрации вещества А не будет больше вызывать рост скорости диффузии. Это означает, что облегчённая диффузия обладает свойством насыщения.

При облегчённой диффузии наблюдается конкуренция переносимых веществ в тех случаях, когда переносчиком выступает одно и тоже соединение. Например, глюкоза переносится лучше, чем фруктоза; фруктоза лучше, чем ксилоза; ксилоза, лучше, чем арабиноза и т.д.

Известны также соединения, способные избирательно блокировать облегчённую диффузию ионов через мембрану. Они образуют прочные комплексы с молекулами переносчиками. Например яд рыбы фугу тетродотоксин блокирует транспорт натрия, флоридзин подавляет транспорт сахаров и т.д.

Разновидностью облегчённой диффузии является транспорт с помощью неподвижных переносчиков. Молекулы X образуют фиксированные цепочки поперек мембраны, например, выстилать изнутри пору (рис.8). Молекулы переносимого вещества А передаются от одной молекулы переносчика к другой, как по эстафете. При этом предполагается, что пространство в поре недостаточно велико для прохождения через нее частиц А, если только они не способны к специфическому взаимодействию с переносчиком Х.

Диффузия является основным видом пассивного транспорта веществ через мембрану клетки. Все остальные виды пассивного переноса связаны в основном с транспортом воды.

г) Осмос – диффузия растворителя через полупроницаемую мембрану, разделяющую два раствора с разной концентрацией.Сила, которая вызывает это движение растворителя, называется осмотическим давлением. Рассмотрим это явление на примере водных растворов. Осмос возникает вследствие теплового движения молекул воды и растворённого вещества. Некоторые молекулы воды, векторы скорости которых параллельны каналам мембраны, проникают через неё. В то же время для растворённого вещества А мембрана непроницаема. По этой причине поток воды из раствора, где концентрация А ниже будет больше (в этом растворе выше концентрация воды). Процесс приводит к возрастанию гидростатического (водяного) давления в растворе с большей концентрацией А. Это избыточное давление вызывает фильтрацию воды в обратном направлении. В некоторый момент наступает состояние динамического равновесия. Давление соответствующее этому состоянию называется осмотическим давлением. Величина осмотического давления определяется уравнением Ван-Гоффа:

где с – концентрация растворённого вещества; Т – термодинамическая температура; R – газовая постоянная; i – изотонический коэффициент, показывает во сколько раз из-за диссоциации молекул возросло число частиц в растворе. Скорость осмотического переноса воды через мембрану определяется соотношением:

, (7)

где Ро – коэффициент проницаемости, S – площадь мембраны, (р1 – р2) – разность осмотических давлений по одну и другую стороны мембраны.

д) Фильтрацией называется движение жидкости через поры в мембране под действием градиента гидростатического давления. Объёмная скорость переноса жидкости при этом подчиняется закону Пуазейля:

, (8)

где r – радиус поры; l – длина канальца поры; (р12) – разность давлений на концах канальца поры; η – коэффициент вязкости переносимой жидкости; – модуль градиента давления вдоль поры; – гидравлическое сопротивление. Это явление наблюдается при переносе воды через стенки кровеносных сосудов (капилляров). Явление фильтрации играет важную роль во многих физиологических процессах. Так, например, образование первичной мочи в почечных нефронах происходит в результате фильтрации плазмы крови под действием давления крови. При некоторых патологиях фильтрация усиливается, что приводит к отёкам.

Связь проницаемости мембран с растворимостью проникающих веществ в липидах.

Законы Фика.

Прохождение многих незаряженных веществ через мембраны подчиняется законам диффузии.

Процесс диффузии был впервые количественно описан Фиком.

Первый закон Фика поток вещества J в направлении оси х пропорционален движущей силе (градиенту концентрации dc/dx)

где D — коэффициент диффузии, см^ 2 с^-1; размерность потока — моль • см^2с^-1

F — число Фарадея,
Z — валентность иона,
T — абсолютная температура,
R — газовая постоянная,
— электрический потенциал на мембране.

Из сопоставления и видно, что D = RTu, где R— газовая постоянная, Т — абсолютная тем­пература, U — подвижность вещества в рассматриваемой среде. В случае стацио­нарной диффузии через тонкие мембраны dc/dx = const. Если на краях мембраны толщиной h поддерживаются постоянные концентрации (с’1 и c’2), связанные с кон­центрациями в омывающих растворах (с1 и с2) соотношениями с’1 = гаммаc1 и с’2 = гамма с 2, где гамма — коэффициент распределения, то поток равен

Здесь p = Dгамма/h = uRTгамма/h— проницаемость мембраны для данного вещества, см * с^-1; коэффициент у отражает липофильность вещества; и — подвижность вещества в мембране.

В общем случае нестационарной диффузии концентрация вещества в любой точке по оси х изменяется во времени.

элементарный объем с площадью 5 = 1 см 2 и толщиной dx

в точке х поток J, a в точке (х + dx) поток J + (dJ/dx)dx,

dJ/dx — градиент потока в напра­влении оси х.

Количество вещества, накапливающегося в рассматриваемом объеме за единицу времени, равно Количество вещества, накапливающегося в элементарном объеме, можно выразить как результат изменения концентрации во времени dc/dt, умноженной на объем V = S dx. Приравнивая эти два разных выражения, описывающие накопление вещества в объеме, получаем так называемое уравнение непрерывности

Подставляя (1) в (2), получаем выражение для второго закона Фика:

дc/дt = Dд 2 c/дx 2 .

описывает изменение концентрации растворенного вещества в зависимости от координаты х и времени.

решение имеет вид C=c0/2(ПиDt)^0.5 exp(-x^2/4Dt) (3)

c0 — общее количество вещества, нанесенного в начальный мо­мент времени

t = 0 в точке х = 0


с — концентрация в точке х в любой момент t

Профили концентрации вещества по координате х для двух различных моментов времени, описываемые уравнением (3), приведены на рис1

Для выпуклых участков кривой д 2 с/дх 2 2 c/дx 2 ., dc/dt 2 c/dx 2 > 0. Следовательно, dc/dt > 0, т. е. концентрация вещества в этих участках во времени повышается. Полученный результат отражает извест­ный факт, что диффузия всегда направлена на выравнивание концентрационных градиентов.

.Профиль C, достигаемый к моменту времени t, хар пар-тром х с черточкой. C вещества на расстоянии х с черточкой умень­шается в е раз по сравнению с концентрацией в начальной точке, если показатель экспоненты в уравнении (3) равен единице: х с черточкой^2 /4Dt = 1.

Формула выше характеризует время, необходимое для диффузии, увеличивается пропорционально квадрату расстояния.

Связь проницаемости мембран с растворимостью проникающих веществ в липидах.

Коэффициент диффузии определяется размером и формой молекул. Для малых молекул в воде D

10 ^-5 см^2 • с^-1. Для сферических частиц уравнение Стокса—Эйнштейна, связывающее коэффициент диффузии с радиусом частиц г и вязкостью среды ню:

Малые гидрофильные молекулы могут проникать через поры в мембране

Для проникновения неэлектролитов из воды в гидрофобную часть мембраны или узкую мембранную пору необходима частичная или полная дегидратация мо­лекул, затраты энергии на преодоление взаимодействий полярных групп моле­кулы (—СООН, —ОН, —NH2) с диполями воды. Например, значения энергии акти­вации, полученные для проникновения этиленгликоля, глицерина и эритрита через искусственные фосфолипидные мембраны, а также через мембраны изолированных клеток, близки к значениям энергии дегидратации этих соединений. Необходимость дегидратации молекул является причиной сильной температурной зависимости ко­эффициента проницаемости мембран для ряда неэлектролитов. Хотя через биоло­гические мембраны диффундируют самые разные соединения, в то же время даже сравнительно небольшие молекулы аминокислот и моносахаридов практически не проникают через мембраны большинства клеток за счет простой диффузии.

Дата добавления: 2016-04-11 ; просмотров: 1493 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


источники:

http://poisk-ru.ru/s11482t3.html

http://helpiks.org/7-75138.html