Перенос нейтральных частиц через мембраны. Уравнение простой диффузии.

Пассивный транспорт( направление в сторону переноса уменьшения концентрации)

1) Простая диффузия- перенос веществ из-за разности концентраций. Осуществляется через липидный слой, липидную пору, через белковую пору, также возможен осмос. Происходит выравнивание концентраций

2) Облегченная диффузия- протекает с подвижным или неподвижным переносчиком

3) Фильтрация – перемещения раствора или растворителя под разностью давлений( перенос воды через стенки капилляров) Явление подчиняется формуле Пуазейля Q= дельта P/ W, де Q –объемная скорость, дельта P- разность давлений, W –гидравлическое сопротивление

Уравнение диффузии:

Говоря о любом виде транспорта веществ используют понятие плотности потока переносимого вещества Ф, определяемого как число перенесенных частиц ко времени и площади, через которую этот перенос осуществляется Ф= N/( дельтаt*S)

Уравнение, описывающее процесс диффузии имеет вид( Уравнение Фика):

Ф=- D* дельта C/ дельта X , отношение дельта C/ дельта X называется градиентом концентрации, D –коэффицент диффузии

Так как диффузия-результат теплового движения молекул, коэффицент диффузии можно выразить через молекулярные характеристики-среднюю скорость молекулы (V) и среднюю длину сводного пробега молекул (л –лямбда) D=(1/3)*V*л

Для биомембран используют упрощенное уравнение Фика Ф=p(c1-c2)

C1 и С2 концентрации веществ внутри и внее клетки, P=D*K/дельта Х-проницаемость мембраны

Диффузия через поры:

Этот вид диффузии для липидо-нерастворимых веществ, водо-растворимых ионов

Облегченная диффузия:

Этим путем переносятся аминокислоты, сахара, ионы калия. Происходит с участием молекулы переносчика. Например, молекула ВАЛИНОМИЦИНА

Для облегченной диффузии характерны 4 особенности:

1) Коэффицент проницаемости для облегченной диффузии больше, чем для простой

2) Процесс обладает свойством насыщения

3) Наличие конкуренции переносимых веществ

4) Наличие веществ-блокираторов

Перенос ионов через мембраны. Уравнение электродиффузии. Уравнение Нернста-Планка.

Перенос ионов через мембраны: электродиффузия, облегченная диффузия и Активный транспорт.

Электродиффузия – перенос не нейтральных молекул, а заряженных частиц(ионов) вследствие как разности концентраций, так и разности потенциалов.На мембране сущ разность потенциалов, следвовательно в мембране имеется эл поле. Оно оказывает влияние на диффузию заряженных частиц.

Активный транспорт –перенос молекул и ионов в сторону большего электрохимического потенциала (мол-лы переносятся в сторону большей их концентрации, ионы – против сил, действующей на них со стороны эл поля)

Уравнение Нернста-Планка: .

Поток, обусловленный разностью концентраций(Ф_ΔС): - D *

Поток, обусловленный разностью потенциалов(Ф_Δ :
Z – валентность электронов.C – молярная концентрация.U – подвижность ионов. U=V_{упор.движ.чатиц}/F.

F – число Фарадея ( F=96500 Кл/Моль)