Многие молекулы, транспортируемые
Многие молекулы, транспортируемые
Механика кровообращения - Каро К.
150 
Многие молекулы, транспортируемые
через биологические мембраны, сравнимы по размеру с заполненными водой порами,
через которые они проходят. Так, поры радиусом 4 нм ограничивают диффузию
глюкозы (радиус молекулы 0,37 нм) по сравнению с ее свободной диффузией
примерно на 35%, они ограничивают даже диффузионный перенос воды (радиус 0,15
нм) примерно на 15%. Чтобы количественно описать данный процесс, преобразуем
сначала уравнение (9.Ж к rhttv
Левая часть этого уравнения — площадь пор, приходящаяся на единичную длину диффузионного пути, — задается через легко измеряемые величины только при условии, что поры имеют гораздо больший диаметр, чем диффундирующие молекулы. Когда же размер пор уменьшается, проникновение в них молекул становится стерически затруднено и, кроме того, увеличивается сопротивление диффузии в порах. Поэтому коэффициент диффузии должен быть заменен на £>огр— коэффициент ограниченной диффузии, а истинная площадь пор Ап — на эффективную площадь Аэфф. Тогда уравнение (9.9) будет иметь вид
Из этого уравнения можно получить выражение для DorP через Эффективную площадь пор, а также рассчитать поток молекул через мембрану с маленькими порами, когда известны ЛЭфф и Ап. Подробно этот вопрос рассмотрен в гл. 13.
Многие биологические и искусственные мембраны обладают свойством полупроницаемости. Это означает, что они избирательно пропускают одни молекулы и ионы и задерживают другие.
Первоначально явление полупроницаемости объясняли тем, что мембрана действует просто как сито или пористый фильтр, задерживая крупные молекулы и пропуская более мелкие. Хотя этот механизм в самом деле лежит в основе разделения молекул при фильтрации и пассивной диффузии через поры мембран, в настоящее время установлено, что он не является единственной причиной полупроницаемости. Известны, например, случаи, когда молекулы растворителя проходят через мембрану, а молекулы растворенного вещества сделать этого не могут, хотя диаметр их иногда меньше, чем у молекул растворителя.