Избирательная проницаемость

Биологическое значение мембранного потенциала. В тканях организма, даже внутри одной клетки, имеются мембранные и межфазовые потенциалы, обусловленные морфологической и химической неоднородностью внутреннего содержимого клеток. При работе сердца, сокращениях мышц и т. п. возникают так называемые токи действия. Существует теория, рассматривающая их появление как результат различной проницаемости клеточных мембран для разных ионов. Вследствие этого концентрация ионов по обеим сторонам мембран неодинакова. В момент возбуждения (сокращение мышц и т. п.) избирательность проницаемости мембран утрачивается и сквозь них устремляется поток ионов — возникает электрический ток. [c.52]

Важную роль в регуляции внутриклеточного обмена играет компартментализация, т. е. разграничение метаболизма в разных пространственно разграниченных мембраной участках клетки (компартментах). Избирательная проницаемость мембран определяет судьбу ряда метаболитов. Скорость трансмембранного переноса веществ, их взаимодействие с мембраной служат сигналом для изменения состояния клетки, направленности в ней метаболических путей (табл. 27.1). [c.448]

Рассмотрим химические основы возникновения и поддержания биоэлектрических потенциалов (потенциала покоя и потенциала действия). Большинство исследователей придерживаются мнения, что явления электрической поляризации клетки обусловлены неравномерным распределением ионов К и Ма по обе стороны клеточной мембраны. Мембрана обладает избирательной проницаемостью большей для ионов К и значительно меньшей для ионов Ка. Кроме того, в нервных клетках существует механизм, который поддерживает внутриклеточное содержание натрия на низком уровне вопреки градиенту концентрации. Этот механизм получил название натриевого насоса. [c.636]

Нефтезаводские газы, подлежащие разделению, представляют собой смесь углеводородов с водородом. Основные физические константы водорода и газообразных углеводородов приведены в табл. 12. Водород из этих газов вьщеляют методами глубокого охлаждения, абсорбцией, адсорбцией, диффузией через мембраны с избирательной проницаемостью для водорода. Метод глубокого охлаждения нашел промышленное применение для выделения Нз из водородсодержащих газов. Для получения водорода высокой степени чистоты используют метод короткоцикловой адсорбции на цеолитах. Водород очень высокой степени чистоты в небольших количествах получают диффузией через мембраны из сплавов палладия, проницаемых для водорода, но непроницаемых для других газов и паров. Разрабатываются и полимерные мембраны, обладающие аналогичными свойствами, Метод абсорбции углеводородами с последующей ректификацией, особенно при пониженной температуре, может быть также использован для концентрирования водорода. Этот процесс имеет место в системах гидроочистки (см, стр, 20). [c.42]

Исследования влияния внешних факторов на процесс ЭОФ (давления, гидродинамической обстановки, температуры, концентрации и др.) показали, что величина К-р изменяется в зависимости от этих факторов так же, как и селективность процесса обратного осмоса, проведенного в идентичных условиях. Таким образом, условия, в которых можно осуществить процесс ЭОФ, неразрывно связаны с обратноосмотическим потоком воды через поровое пространство заряженных электрическим полем обратноосмотических полупроницаемых мембран, со строением ДЭС в поровом пространстве и поверхностных над ним слоях. Поэтому процесс избирательной проницаемости ионов и молекул через заряженные электрическим полем обратноосмотические мембраны можно проводить только при давлении, превышающем осмотическое давление раствора. [c.200]

В обзоре Блатта перечислены следующие основные требования, которые предъявляются к мембранам они должны обладать определенными размерами пор, пропускать раствор с достаточно высокой скоростью и иметь минимальную адсорбирующую способность. В настоящее время ряд фирм выпускает мембраны для фильтрации, в большей или меньшей степени удовлетворяющие этим требованиям (табл. 4). Наибольшее распространение получили анизотропные мембраны, состоящие из плотной, очень тонкой пленки-мембраны с избирательной проницаемостью, которая прикреплена к пористой подложке. В табл. 4 указана величина молекулярного веса веществ, задерживаемых мембраной, но в действительности мембраны задерживают не 100% соответствующих макромолекул, а несколько меньше. Отсюда следует, что для более полной задержки следует брать мембрану с меньшими, чем указано в таблице, величинами пор. Например, для альбумина (мол. вес 67 ООО) лучше использовать РМ-30, чем ХМ-50. Следует также помнить, что способность проходить через мембрану зависит не только от молекулярного веса, но и от формы молекулы и ее гибкости. Кроме приведенных вдабл. 4, следует упомянуть и о выпускаемых фирмой Sartorius (ФРГ) изотропных ультрафильтрах, изготовленных из регенерированной целлюлозы (серия SM 115, величина пор у разных фильтров серии 150—5 нм), ацетата целлюлозы (серия SM 117, величина пор 35—5 нм) и нитрата целлюлозы (серия SM 121, величина пор 15—5 нм). [c.27]

Полупроницаемые мембраны и, следовательно, мембранные явления чрезвычайно распространены в живой природе. Так, клеточные или плазменные мембраны отделяют внутреннюю часть любой живой клетки от окружающей среды. Составы растворов внутри и снаружи клеток различны, а сами мембраны обладают избирательной проницаемостью. В основе транспорта веществ через мембраны лежат электрохимические закономерности. Этот пример указывает на важность электрохимического подхода к исследованию биологических объектов. Изучение электрохимических закономерностей функционирования живых систем и их моделей составляет предмет биоэлектрохимии. Это направление электрохимии интенсивно развивается в настоящее время. Один из разделов биоэлектрохимии связан с изучением мембран и их роли в биологических системах. [c.138]

Если фазовая граница между двумя электролитами проницаема не для всех ионов, то на такой границе устанавливается некоторая разность потенциалов, получившая название потенциала Доннана (по имени ученого, который исследовал закономерности возникновения таких потенциалов). Избирательная проницаемость межфазной границы возникает в случае, когда некоторые ионы настолько прочно связаны с одной из фаз, что покинуть ее не могут. То же происходит на пористых полупроницаемых мембранах, когда какие-либо ионы превышают определенный размер и не могут проникнуть через малые поры диафрагмы. [c.186]

Нервное волокно представляет собой сильно вытянутую трубку из студневидного вещества, заполненную солевым раствором одного состава и омываемую солевым раствором другого состава. Эти растворы содержат электрически заряженные ионы, по отношению к которым напоминающая мембрану оболочка нерва обладает избирательной проницаемостью. Из-за различия в скоростях диффузии отрицательно и положительно заряженных ионов между внутренней и наружной поверхностью нервного волокна имеется некоторая разность потенциалов. Если ее мгновенно снизить, то есть вызвать местную деполяризацию, эта деполяризация распространится на соседние участки мембраны, в результате чего по волокну побежит ее волна. Это и есть так называемый спайк-потенциал, или нервный импульс. Мембрана не может быть разряжена частично она деполяризуется полностью на всем пути или не деполяризуется совсем. Кроме того, после прохождения импульса требуется некоторое время для восстановления первоначального потенциала мембраны, причем, до тех пор пока потенциал мембраны не восстановится, нервное волокно не сможет пропустить следующего импульса. Природу возникновения нервного импульса (по закону все или ничего ) и следующего за прохождением импульса рефрактерного периода (или периода возвращения волокна в первоначальное состояние) мы рассмотрим подробнее в последней главе книги. Если возбуждение получено где-то посредине волокна, импульс должен был бы распространяться в обе стороны. Но этого обычно не происходит, так как нервная ткань сконструирована таким образом, чтобы сигнал в любой данный момент шел в каком-то определенном направлении. Для этого нервные волокна соединены между собой в нерве специальными образованиями, синапсами, пропускающими сигналы только в одном направлении. [c.117]

Большинство других биологических мембран имеет более высокое содерукаиие белка (50—60 % ) ив их состав входят углеводы (О—10 % ) Вследствие более высокого содержания белка такие мембраны, сохраняя разделяющую способность, обладают большей проницаемостью для различных метаболитов. Мембраны обладают избирательной проницаемостью по отношению к отдельным метаболитам некоторые мембраны способны осуществлять перенос против градиента концентрации (его называют активным в противоположность обычному — пассивному ). Для обеспечения специфической проницаемости мембран необходимо наличие широкого спектра белков. [c.107]

Известную аналогию с мембранными имеют гак называемые межфазовые потенциалы. Если мембранные возникают прн неравномерном распределении ионов, зависящем от избирательной проницаемости мембран, то межфазовые обусловлены неравномерным распределением ионов между фазами (например, между двумя соприкасающимися несмешивающимися жидкостями), которое зависит от неодинаковой растворимости ионов в разных фазах. [c.52]

Липопротеины составляют большую группу сложных белков. Эти макромолекулы в значительных количествах находятся в митохондриях, из них в основном состоит эндоплазматический ретикулум, их обнаруживают и в плазме крови, и в молоке. Как правило, липопротеины — это большие молекулы. Их молекулярная масса достигает миллиона дальтон. Гидрофильность белковой и гидрофобность простетической группы липопротеинов определяют ту роль, которую они играют в процессах избирательной проницаемости. Липиды, входящие в состав липопротеинов, отличаются по строению и биологическим свойствам. В частности, в составе липопротеинов открыты нейтральные липиды, фосфолипиды, холестерин и др. Липидный компонент соединяется с белком при помощи нековалентных связей различной природы. Так, нейтральные липиды соединяются с белком посредством гидрофобных связей. Если же в образовании липопротеина участвует фосфолипид, то он взаимодействует с белком при помощи ионных связей. [c.48]

Так, броуновское движение — зримо, и помогает пониманию термического движения вообще, мембранная избирательная проницаемость более свойственна коллоидному уровню, нежели молекулярному светорассеяние более очевидно и легче измеримо для коллоидов и т. д. [c.356]

Стеклянный электрод относится к классу мембранных ионоселек-тивньк электродов, где он занимает промежуточное положение между электродами с жидкими мембранами и твердыми мембранами. Выше, нри рассмотрении равновесных процессов на границе раздела двух фаз, отмечалось, что если мембрана избирательно проницаема для одного тина ионов, присутствующих в растворе, то через некоторое время устанавливается равновесие но этому иону, характеризующееся значением мембранного потенциала. [c.53]

При погружении в растворы электролитов полимеры (полистирол, поливинилхлорид, ацетат целлюлозы, алкидные смолы и др.) приобретают заряд, который обычно бывает отрицательным и способствует избирательной проницаемости ионов. Этот заряд не может служить причиной снижения коррозионного тока, так как последний может переноситься только положительными частицами (ионами металла на аноде, ионами водорода, натрия и др. - на катоде). Однако наведенный электрический заряд влияет на распределение первичных продуктов коррозии (под плёнкой или снаружи плёнки) [c.59]

Три главных процесса повышения качества водорода на НПЗ - это адсорбция со сбросом давления при десорбции, избирательная проницаемость с использованием полимерных мембран и низкотемпературное разделение. Каждый из этих процессов основан на отличающихся принципах разделения, и поэтому характеристики процессов в значительной мере различаются. Все эти процессы помогают получать водород качества, необходимого для конкретного случая применения и требуемых продуктов. [c.483]

Избыток растворенных веществ с низким молекулярным весом, часто ионного характера,— обычное явление при получении коллоидных растворов. Их 1<онцентрация иногда бывает настолько велика, что вызывает полную флокуляцпю образующегося золя. Поэтому во многих случаях желательно свести до минимума количество загрязняющих веществ. Важнейшие методы очистки основаны на огромных размерах коллоидных частичек (от 5 т 1. до 0,5 х) по сравнению с молекулярными или ионными компонентами раствора (около 0,1 т х) и иа избирательной проницаемости мембран. Тремя наиболее обычными методами очистки являются диализ, электродиализ и ультрафилъ-трацня. [c.145]

Мембраны с избирательной проницаемостью [c.266]

На активность ферментов углеводного обмена влияют концентрации субстратов и продуктов реакции, кислородный режим, избирательная проницаемость биомембран, концентрация коферментов и др. (гл. 18 и 19). [c.282]

Проявление избирательной проницаемости пористых мембран для ионов одного знака заряда при электроосмо-тическом переносе воды положено в основу методик электроосмотического концентрирования анионных и катионных форм элементов из крайне разбавленных растворов. Возможности метода объективно ограничены суммарным содержанием в растворе ионных примесей на уровне 1 10 моль л , так как объемная скорость электроосмотического потока резко падает с увеличением общего солесодержания. Поэтому достоинства метода в наибольшей степени проявляются при анализе воды высокой чистоты. Здесь, среди безреагентных методов суммарного концентрирования ионных форм, электроосмос оказывается наиболее привлекательной альтернативой упариванию, существенно превосходя его по экспрессности и полноте выделения. [c.219]

Избирательная проницаемость мембран. Это свойство обеспечивает регуляцию транспорта в клетку необходимых молекул, а также удаления из клетки продуктов метаболизма, т. е. активный обмен клетки и ее органелл с окружающей средой. Избирательный транспорт необходим также для поддержания трансмембранного градиента ионов, служит основой всех биоэнергетических механизмов, определяет эффективность процессов рецепции, передачи нервного возбуждения и т. п. [c.308]

Существуют и другие. теории возиикновеиия биопотенциалов и биотоков, согласно которым потенциалы покоя, наблюдающиеся не только в живой, по н в убитой нагреванием или формалином клетке, обусловлены неравномерным распределением ионов калия, натрия и хлора между внешней и внутренней средой клеток (т. е. являются мембранными потенциалами) или между разными участками в одной клетке (иапример, между поверхностным и прилежащим к ядру слоями протоплазмы). Этот потенциал относится к межфазовым и возникает как следствие неодинаковой адсорбируе-мости протоплазмой клетки различных нонов или в связи с наличием в клетках мембран, обладающих избирательной проницаемостью для определенных ионов, и как результат особенностей обмена веществ внутри клеток. Величина потенциала покоя для нервных волокон у амфибий составляет 70 мв] для мышечных волокон сердца теплокровных животных 95 мв и т. д. Различные причины, изменяющие свойства микроструктур клетки, приводят к освобождению и диффузии ионов, т. е. к появлению в одних случаях биопотенциалов действия, в других — биопотенциалов повреждения. [c.72]

Избирательная проницаемость межфазной границы возникает в том случае, если какие-то лоны настолько прочно связаны ь одной из фаз, что покинуть ее вообще не могут. Именно так ведут себя в ионообменных смолах ионогенные, или ионообменные группы, зафиксированные гомеополярными связями в молекулярной решетке, или матрице. Раствор, находящийся внутри такой матрицы, образует вместе с ней одну фазу раствор, находящийся вне ее, — вторую. Ионогенные группы неспособны покинуть матрицу. Растворенные же ионы со временем распределяются между фазами равновесно. При этом через границу продолжает идти непрерывный обмен ионами, что является характерным свойством ионообменников, или ионитов. Матрицы образуются обычно высокополимерными органическими веществами, несущими карбоксильные, сульфо- или амино-группы. Однако такие же свойства проявляют и многие силикаты с высокополимерной решеткой. На рис. 16 показана матрица катионообменника, или катионита. Линии символизируют образованную посредством гомеополярных связей молекулярную решетку, которая несет ионообменные группы 1), в данном случае отрицательные. Противоионы (2), несущие в данном случае положительный заряд, могут свободно [c.77]

Запатентован [ 251 процесс приготовления мембраны для сверхтонкой фильтрации и обратного осмоса на основе полиамида или полиимида, получаемого путем поликонденсации диаминодибензо-18-краун-б с пиромелдитовым или три-меллитовым ангидридом. Свойства избирательно проницаемых для ионов мембран описаны в обзоре Уэно с сотр. [ 261. [c.324]

Рис. 6. Избирательная проницаемость нового цеолита для углеводородов промежуточных размере (от до

Ионитовые диафрагмы обладают избирательной проницаемостью и широко прнме[[я[0тся в электрохимических производствах и Для опреснения воды, содержащей много солей, например Морской воды [c.520]

При введении в пленку небольшого количества макроцикли-ческого антибиотика валиномицина она приобретает избирательную проницаемость для ионов калия [88—90]. Более детальные исследования показали, что в случае модифицированной валино-мицином черной пленки относительные проницаемости Р) для одновалентных катионов образуют следующий ряд [88] Pн- [c.167]

Как осуществляется такое напряжение, в принципе верно объяснил еще в 1912 г. Бернштейн, ученик основоположника электрофизиологии Дюбуа-Реймона. По мнению Бернштейна, клеточная мембрана электрических пластинок, филогенетически происшедших от мышечного волокна, как и клеточные мембраны мышечной ткани, должна обладать избирательной проницаемостью для ионов К+, но не для ионов Ыа+. Между более высокой концентрацией с внутренней стороны и более низкой концентрацией Ыа+ с внешней стороны пластинки возникает потенциал покоя, причем, согласно ряду напряжения, внутренняя сторона становится электроотрицательной. При раздражении, происходящем вследствие нервного нмпульса, изменяется проницаемость мембран и они начинают пропускать ионы, а следовательно, и ток. Как недавно показали измерения Ходчкина с сотрудниками, поляризация при разрядке не только доходит до точки компенсации исходной [c.463]

Каждая клетка в организме млекопитающих содержит холестерин. Находясь в составе мембран клеток, неэтерифицированный холестерин вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную проницаемость клеточной мембраны и оказывает регулирующее влияние на состояние мембраны и на активность связанных с ней ферментов. В цитоплазме холестерин находится преимущественно в виде эфиров с жирными кислотами, образующих мелкие капли—так называемые вакуоли. В плазме крови как неэтерифицированный, так и этерифицированный холестерин транспортируется в составе липопротеинов. [c.202]

На практике было показано, что горизонтальный участок на кривой появляется тогда, когда высокие токи проходят через катионитовые мембраны, обладающие высокой избирательной проницаемостью дальнейшее увеличение приложенного напряжения вызывает довольно резкое увеличение тока. Многими исследователями доказано, что этот ток не зависит от концентрации ионов водорода. Это было подтверждено в экспериментах [15] даже при плотности тока 125 мА/см . Было подтверждено также усиленное проникание КОНОНОВ. Кедем и Рубинштейн показали, что носителем тока выше критического является катион Na или К. Это объясняется тем, что около поверхности мембраны в условиях сильной поляризации не подтверждается допущение нейтральности, введенное в уравнение Нернста — Планка вместо него применимо уравнение Пуассона [18]. [c.31]

В сушествующих мемфанах с избирательной селективностью специфическая селективность по отношению к ионам магния по сравнению с ионами натрия составляет 0,2 - 0,3, Р -0,3. 0.4,. 0,02 - 0,08. Числа переноса двухвалентных катионов через катионообменные мембраны с избирательной проницаемостью для одновалентных ионов повышаются (фиг. 4) при увеличении плотности тока /18/. Изменения чисел переноса влияют на специфическую селективность мембран Р в соответствии с определением этой величины. Найдено также, что на величину Рд слабо влияют концентрация ионов в разбавленном растворе и линейное перемещение разбавленного раствора. Поэтому плотность тока, концентрация ионов и скорость разбавленного раствора необходимо учитывать при выборе условий электродиализного концентрирования с применением одновалентно-селективных мембран. [c.97]

Наряду с прочностью оболочка должна быть рыхлой и обладать дифференцированной избирательной проницаемостью, чтобы питательные вещества могли проникнуть в клетку. У кислотоустойчивых бактерий, например у туберкулезной палочки, в оболочках очень много липоидов, жироподобных веществ, а также содержатся специфические жирные кислоты—туберкулостеариновая и фтионовая. Большое влияние на свойства оболочек [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология