Перенос ионов через мембраны

Все эти примеры служат иллюстрацией пассивного, но стереоселективного переноса, когда органические модельные системы осуществляют асимметричное узнавание. Однако можно провести аналогию между этими результатами и процессом опосредованного переноса через биологические мембраны. Все липидные мембраны практически непроницаемы для внутриклеточных белков и высокозаряженных органических и неорганических ионов, находящихся с обеих сторон мембраны. Диффузия Na+ через клеточную мембрану из клетки и К+ в клетку происходит в направлении отрицательного градиента химического потенциала и называется пассивным переносом. Пассивный перенос ионов через мембраны может быть вызван ионофорами [см. разд. 5.1.3]. К счастью, концентрации катионов по обе стороны мембраны различные, и такое состояние поддерживается активным переносом, который зависит от метаболической энергии. Механизм этого процесса известен под названием натриевый насос, функция которого сводится к поддержанию высокой внутриклеточной концентрации К+ и низкой концентрации Na+. Кальций, по-внднмому, также активно выводится из клеток. В этих случаях энергия для переноса обеспечивается за счет гидролиза АТР. Однако диффузия сахаров и аминокислот к важнейшим клеточным объектам — пример простого опосредованного пассивного переноса. [c.282]

Для измерения чисел переноса ионов через мембраны существуют два основных метода. Первый — метод непосредственного аналитического определения концентрационных изменений в растворе, вносимых мембраной, второй — методика диффузионного потенциала. [c.206]

Рис 89. Прибор для определения чисел переноса ионов через мембраны по аналитической методике. [c.209]

Переходим к рассмотрению вопроса о влиянии природы жидкой фазы на электрокинетический потенциал и числа переноса ионов в капиллярных системах. Следует отметить, что имеющийся по этому вопросу материал в литературе относится преимущественно к воде и водным растворам, и очень мало исследований, посвященных исследованию неводных систем. В работах с водными растворами исследовалось влияние состава и концентрации растворов различных электролитов на величину -потенциала и числа переноса ионов через мембраны. Вопрос [c.156]

Введение процесса трехкамерного электродиализа было направлено на существенное увеличение скорости переноса ионов через мембраны и обеспечение независимости переноса от разницы концентраций солей, которая является движущей силой в обычном процессе диализа. [c.9]

Числа переноса ионов через мембраны наиболее удобно определять с помощью метода [65], который позволяет использовать в электрохимической ячейке одну из камер с ионитом в качестве идеально селективной мембраны. [c.15]

Живой организм подчиняется законам сохранения материи и энергии. Он не может создавать из ничего белки, жиры, углеводы, энергию. Все необходимые для клеток вещества организм получает из пищи химическая энергия, заключенная в пищевых продуктах, используется клетками. Эта энергия расходуется на перенос ионов через мембраны против градиента концентрации, на сокращение сердечной мышцы, всасывание веществ через кишечные стенки, выделение гормонов, а также на работу всех мышц. [c.356]

Как видно, в формулу для ЭДС входит — число переноса иона Н через мембрану. Это позволяет сравнивать результаты изучения переноса ионов через мембраны с мембранными потенциалами. Ниже приводятся ЭДС ячеек, включающих мембраны из катионитов КУ-2 и КМД, а также величины 2 теор — значения ЭДС, рассчитанные по формуле (1) для случая = 1 (100%). [c.82]

Примечание. I — числа переноса ионов через мембраны и — подвижность ионов концентрации ионов С выражены в г-з/се/г смолы. [c.185]

Мембрана не является однородной фазой для движения ионов, поскольку перенос ионов через мембраны осуществляется через специализированные участки — ионные каналы, представляющие собой липопротеиновые комплексы сложной структуры. [c.114]

Развитие клеток оплодотворение клеточное деление морфогенез Перенос ионов через мембраны Биолюминесценция Секреция гормонов [c.172]

КОНКУРИРУЮЩИЙ ПЕРЕНОС ИОНОВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНЫ С МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ [c.309]

Разнообразие функций Na+, K+, Mg2+ и Са2+ в биологических системах - системах, самораспределяюшихся в организме, - и координационные состояния, в которых они находятся в различных центрах, было предметом рассмотрения в обзоре Уильямса [833а]. Одно из наиболее существенных явлений - селективный перенос ионов через мембраны очень интересен с химической точки зрения. Перенос М+ через гидрофобную фазу мембраны достигается за счет координации металла с полидентатными органическими лигандами. Клетки предпочтительно накапливают К+, а не Na +. Как следует из разд. 4.Ж, существуют макроциклические лиганДы, которые селективно сольватируют каждый из ионов щелочных металлов. Селективный перенос К+ по сравнению с Na+ и Li + через модельные мембраны можно вызвать путем введения в мембрану валиномицина (табл. 2.26) и наложения э.д.с. поперек мембраны [840]. Было продемонстрировано таким образом соответствие радиуса К+ размеру полости в структуре молекулы валиномицина. Другая модельная система связывает перенос Na + в виде его комплекса с биоорганическим соединением с градиентом рН, который приводит к градиенту концентрации Na + поперек мембраны [198]. [c.423]

Перенос электронов в цепи цитохро-мов. Перенос ионов через мембра-1НЫ. Перенос ионов в нервном волокне и распространение нервного импульса [c.107]

Селективная проницаемость ионообменных мембран по сравнению с удельной электропроводностью гораздо больше зависит от пористости полимерной матрицы и Меньше — от содержания функциональных групп. Поэтому в процессах уменьшения обменной емкости ионообменных мембран типа МКРП и Анкалит К-2 при нагревании в воде (при минимальных изменениях в полимерной матрице) числа переноса ионов через мембраны практически не изменялись [244]. В то же время разбухание полимерной матрицы мембраны (МПФС-26) или [c.211]

Фосфаты играют две ключевые роли в биологии. Во-первых, они служат структурными элементами ряда биологических компонентов например, сахарофосфатный остов нуклеиновых кислот или отложения фосфата кальция костей и зубов. Вторая, более интересная роль связана спереносом энергии. По-видимому, фосфат представляет собой универсальную энергетическую разменную монету в живых организмах. Сокращение мышц, перенос ионов через мембраны против градиента концентрации и очень большое число реакций биосинтеза — эти потребляющие энергию процессы осуществляются благодаря переносу фосфорильных групп (РОз) от высокоэнергетических акцепторов к изкоэнерге-тическим. [c.624]

Супцествуют два основных метода определения чисел переноса ионов через мембраны 1) непосредственное аналитическое определение изменений концентраций в растворах, окружающих мембрану, и 2) определение мембранных потенциалов. [c.77]

Числа переноса ионов через мембраны в растворах Na l [c.78]

Перенос ионов через мембраны из смешанных растворов изучался с помощью той же методики, что и перенос из чистого раствора HG1. Отличие состояло только в том, что анодную камеру заполняли смешан-ным проточным раствором общей концентрации 1 п. В катодной камере в начале опыта по-прежнему находился 0,1 и. раствор HG1, в процессе опыта состав его менялся часть ионов водорода замещалась ионами кальция ИЛИ натрия. Использование катодного и анодного растворов, различающихся по общей кояцентрации, с нашей точки зрения целесообразно. Поскольку задача заключается в изучении относительных подвижностей двух катионов в ионите, то перенос аниона через мембрану следует по возможности предотвратить. Это и достигается применением более разбавленного раствора в катодном пространстве (откуда анионы поступают в мембрану). В то н е время высокая концентрация электролита в анодной камере делает, с одной стороны, раствор более буферным (т. е. изменением его состава в процессе опыта можно пренебречь), а t другой стороны, и это важнее, в концентрированных растворах меньше сказываются явления концентрационной поляризации на границе мембрана — раствор при прохождении постоянного тока. В условиях наших опытов эта поляризация, по-видимому, незначительна, так как изменение плотности тока в пределах от 2 до 20 ма/см не вызывает изменения чисел переноса (в пределах точности нашего опыта). Наличие или отсут- [c.84]

Конкурирующий перенос ионов через мембраны с модифицированной по-верхностью1............................................................................................................................................................................................309 [c.5]

Известно несколько подходов к теоретическому описанию конкурентного переноса ионов через мембраны с модифицированной поверхностью [144, 145, 195-200]. В работах [144, 145, 195-197] такая мембрана рассматривается как двухслойная "полубиполярная" мембрана, состоящая из толстой катионообменной и тонкой анионообменной мембран. В работах [144, 195, 196] предложена феноменологическая теория для случая, когда числа переноса и электропроводности слоев, составляющих мембрану, не зависят от концентрации электролита во внешнем растворе. Свойства двухслойной мембраны выражены при этом через характеристики составляющих слоев. В.И. Ковальчук и Э.К. Жолковский [197] построили теорию на основе уравнений переноса Нернста-Планка, записанных для двух конкурирующих противоионов и ионов и ОН" - продуктов диссоциации воды на биполярной границе. Ими получено условие, связывающее сопротивления анионитового и катионитового слоев и позволяющее оценить, какой из двух слоев оказывает влияние на соотношение потоков конкурирующих ионов чем выше электрическое сопротивление слоя в отношении данного иона, тем существеннее роль этого слоя в формировании потоков данного иона. Авторы [197] не учитывают влияния внешних диффузионных слоев раствора на перенос ионов, полагая, что предельный ток, возникающий вследствие истощения раствора электролита на биполярной границе мембраны всегда меньше, чем предельный ток, вызванный внешней концентрационной поляризацией поскольку концентрационная поляризация диффузионных слоев не успевает развиться, то ее не стоит и рассматривать. Последнее утверждение представляется не всегда верным толщина модифицированного слоя может быть на несколько порядков меньше толщины диффузионного слоя, и в этом случае концентрационная поляризация будет развиваться одновременно в обоих обессоливаемых слоях (диффузионный слой раствора и модифицированный слой мембраны). [c.311]