Изотопное взаимодействие в неоднородной мембране

Хотя рассмотренные здесь модели привлекательны тем, что позволяют просто объяснить противоречия между коэффициентами проницаемости для суммарного потока и для потока метки, мы еще. раз подчеркиваем, что в основе этих противоречий могут быть и другие механизмы, отличные от однорядной диффузии и образования комплексов с переносчиками. Для двухрядной решетки, показанной на рис. 10.3, при наличии возможности обмена между молекулами, находящимися в соседних занятых центрах, отрицательное изотопное взаимодействие может смениться положительным [5]. В более общем случае для решеточных моделей имеется возможность того, что связывающие центры будут изменять свою конформацию после того, как они становятся занятыми, и что между различными центрами существует взаимодействие. Такая аллостерическая ко-оперативность может индуцировать положительное или отрицательное изотопное взаимодействие [10]. В разд. 10.4 мы рассмотрим, как циркуляция потока может приводить к положительному или отрицательному изотопному взаимодействию. В гл. 11 обсуждается экспериментальный пример еще одного механизма изотопного взаимодействия, связанного с неоднородностью мембраны. [c.226]

Мы рассмотрим здесь влияние такой циркуляции на феноменологическое изотопное взаимодействие [12]. Чтобы выявить эффекты циркуляции в чистом виде, предположим, что ни в каком отдельном канале нет никакого прямого взаимодействия между потоками растворенных веществ. Пусть <л. и ю. — соответственно коэффициенты проницаемости для метки и для суммарного потока рассматриваемого вещества в г-м канале, <т,- — соответствующий коэффициент отражения, а р,-—гидравлическая проводимость. Параметры различных каналов могут быть разными вследствие неоднородной пористости или других факторов. Простоты ради нормируем все потоки на единицу полной площади мембраны. Тогда всех потоков. [c.232]

Пример, как блокирование канала или нагружение переносчика). Важно, однако помнить, что изотопное взаимодействие, как и другие типы сопряжения потоков, определяется феноменологическими членами, поэтому в принципе нет необходимости в прямом физическом взаимодействии между основным веществом и его изотопно-меченной формой. Действительно, можно показать, что в отсутствие такого взаимодействия и кажущаяся однорядная диффузия, и обменная диффузия могут возникать просто в результате неоднородности мембран. Кроме того, в этом случае результаты измерений коэффициентов проницаемости могут существенно зависеть от условий эксперимента, например от того, проводятся ли измерения в отсутствие градиента гидростатического давления, как это обычно имеет место в исследованиях эпителия в камерах Уссинга, или в отсутствие объемного потока, как это чаще всего бывает при изучении симметричных клеток (эритроцитов, мышц, нервных тканей). К этому выводу нетрудно прийти, рассматривая некоторые примеры экспериментального изучения сопряженных потоков электролитов. Например, в коже лягушки и жабы обнаружено положительное взаимодействие между потоками мочевины и маннита [1,6]. Точно так же Уссинг и Йохансен [20] обнаружили, что суммарный поток внутрь мочевины усиливает поглощение сахарозы и задерживает ее выброс из кожи лягушки. Лиф и Эссиг [13] нашли такое же взаимодействие между потоками мочевины и ее меченого аналога в мочевом пузыре жабы. Во всех этих случаях для системы растворенное вещество—мембрана с положительными коэффициентами отражения осмотический поток воды должен быть направлен в сторону, противоположную потоку растворенного вещества внутрь. Это мешало бы выявлению основного эффекта, поскольку подавляло бы поток метки внутрь и усиливало бы выброс по всем каналам. Поэтому отмеченные выше данные [c.231]

При интерпретации описанных выше наблюдений следует постоянно помнить, что доказательство наличия сопряжения представляет собой феноменологический способ описания системы без всяких конкретных требований к механизму. Это взаимодействие не обязано отражать взаимодействие между частицами на молекулярном уровне. В биологических исследованиях сплошь и рядом отрицательное сопряжение приписывается транспорту противоионов ( обменная диффузия ) при участии переносчика, совершающего челночные движения через мембрану. Неприменимость модели подвижных переносчиков в случае мембран с хлористым поливинилбензилтриметиламмо-нием показывает, что эта общепринятая интерпретация часто неверна. Такая возможность подтверждается также наблюдениями параметров транспорта гетерогенной системы, включающей параллельные каналы различного сопротивления [12]. Хотя для каждого элемента Я —Я, составная область дает отрицательное изотопное взаимодействие. Как и в исследованиях, результаты которых представлены в табл. 11.1, отношение потоков хорошо согласуется с величинами, рассчитанными по уравнению (11.7). Не зная ни геометрических, пи электрических свойств мембраны, нельзя точно прогнозировать ее транспортные параметры. Однако влияние неоднородности мембраны на Я, Я и отнешение потоков можно объяснить по крайней мере качественно. При определении Я из обменной диффузии в отсутствие электрических сил разные каналы будут давать вклад в поток метки, обратно пропорциональный их собственному сопротивлению, так что будут преобладать каналы с низким сопротивлением. Между тем при определении Я в условиях [c.250]