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gaojs铁杆木虫 (正式写手)
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[求助]
什么是“多南平衡”呀
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| 在看一本书，上面提到“多南平衡”，好像是跟半透膜有关的，百度也没有查到，谁能给我解释下，多谢！！！ |
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zznjut(金币+5): 不给你EPI，多给你BB 2012-02-28 09:01:51
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看在60个金币的份上我还是帮忙复制粘帖一下吧 百度百科 [box=yellow]中文名称：唐南平衡 英文名称：Donnan equilibrium 定义：由于半透膜两侧有蛋白质的不均匀分布，致使可扩散的小分子物质在膜两侧达到平衡时亦出现不等分布的一种平衡。 应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；生物膜（二级学科） 定义：在大分子电解质溶液中，因大离子不能透过半透膜，而小粒子受大离子电荷影响，能够透过半透膜，当渗透达到平衡时，膜两边小离子浓度不相等，这种现象叫唐南(Donnan)平衡或膜平衡.由英国物理化学家唐南提出。 唐南平衡的性质：对于渗析平衡体系，若半透膜一侧的不能透过膜的大分子或胶体粒子带电，则体系中本来能自由透过膜的小离子在膜的两边的浓度不再相等，产生了附加的渗透压，此即唐南效应或称唐南平衡。 具体地说：若一侧为NaCl溶液(下称溶液1)，其离子能自由透过膜；另一侧为NaR溶液(下称溶液2)，其中R-离子不能透过膜。在两溶液均为稀溶液时，可以其离子活度视作离子浓度。于是在平衡时，[Na+]1[Cl-]1=[Na+]2[C1-]2。因[Na+]1=[C1-]1，[Na+]2=[R-]2+[Cl-]2，于是[Na+]1[C1-]1=[Cl-]12，[Na+]2[C1-]2=([R-]2+[Cl-]2=[Cl-]2=[R-]2[C1-]2+[C1-]2。比较上述关系后可见：在平衡时，[C1-]1>[C1-]2；[Na+]1<[Na+]2。也就是说，在平衡时，上述系统中的Na+，C1-和R-都是不均匀的。此理论可用于解释离子交换树脂对溶液中的离子进行交换时的平衡关系。 图1.唐南平衡产生静息膜电位，同样胶体悬浮如果有个浓度梯度，宏观电场将在顶部和底部产生电荷不平衡。 唐南势 能斯特关系给出了可渗透离子处于平衡态时的跨膜势，即维持平衡浓度差所需要的电压。而唐南平衡产生静息膜电位，这个电压将造成离子浓度差。活细胞往往有多种渗透离子，为简化我们只考虑Na+、K+、Cl－三种离子。 在细胞内存在蛋白质、核酸和呈负电性的大分子，这些大分子是不渗透的，由此产生膜电位，而此时的离子浓度不再由初始浓度和电中性条件决定。输入Na+的同时可以排出K+或拉入Cl－，平衡时各种渗透离子分别以相同的ΔV 值达到能斯特平衡。 以钠离子为例，有ΔV=－(kBT/q) ln[(c1,Na+)/(c2,Na+)]，钾和氯类似。即有：(c1,Na+)/(c2,Na+)= (c1,K+)/(c2,K+)=(c2,Cl－)/( c1,Cl－)吉布斯-唐纳关系，ΔV 为系统的唐南势。维持唐南势并不需要消耗能量，这是平衡态，是自由能最小态的特征。 渗透压与唐南平衡 由于大分子数量并不多，它对渗透压的贡献我们暂时忽略，而小离子数目远超过大分子其形成的渗透压就会大得多，即使不带电的分子（如糖）产生的渗透压能够抵消一部分，但最终的渗透压仍足够使细胞破裂。唐南平衡给出了满足电渗平衡、电中性的唯一解，但此解并不一定满足最小渗透压的要求。事实上植物、海藻、真菌的细胞都有一层细胞壁他们能偶阻挡很高的渗透压，植物也正是利用了源自渗透压的刚性作为结构支持。 活细胞不处于唐南平衡 动物细胞没有细胞壁，但为什么没有被渗透压挤破呢？按照唐南平衡，细胞内阴性高分子离子的存在将导致(c1,Na+)<(c2,Na+)，(c1,K+)<(c2,K+)，(c2,Cl－)<( c1,Cl－)；但实际情况Na+并不满足这个关系，K+也不是定量吻合的，并且在所有动物细胞都有着类似现象。Na+能斯特势不但与实际膜电位ΔV 相反，其值也相差很多，钠离子浓度胞外是胞内8.8倍。产生这样效应的根本原因是，活细胞总是动态的而远离平衡态。细胞必须总是不断的燃烧食物来抵御趋于平衡的趋势，也正是因为这样能量才能够与离子跨膜泵相偶联，所以活细胞是远离唐南平衡的。观察神经细胞放入冰箱后的反应，可以给我们以启示。冷到冰点使神经细胞代谢停止，细胞会突然失去维持非平衡例子浓度差的能力，同时也失去控制内部体积和渗透调节的能力。 渗透压调节与疾病 某些遗传缺陷也能够影响渗透调节，例如患有遗传性球形红细胞增多症的患者，其红细胞的质膜比正常红细胞质膜更容易被钠离子渗透。受损的细胞必须比正常的细胞更努力的工作才能将更多的钠泵出，这就需要产生更多的ATP。所以球形细胞的糖酵解率往往较正常红细胞增加20%～30%，以补偿大量ATP 的消耗。ATP 的相对缺乏使膜上钙-活性ATP 酶受到抑制，钙容易沉积在膜上。胞膜中肌动凝蛋白（actomyosin）由溶胶变为凝胶，因而红细胞膜变僵硬，丧失柔韧性。由于细胞膜变形性和柔韧性减退而被阻留在脾索内，大量红细胞在脾索内滞留过程中，ATP 及葡萄糖进一步消耗，代谢缺陷变形加剧，终至破坏而溶解。[/box] |
3楼2012-02-27 22:17:56
2楼2012-02-27 20:35:26
zznjut(金币+5): 欢迎交流 2012-02-28 09:01:33
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不好意思，好久没弄discuz代码，相当不熟悉了，上面没有编辑好，有不能更改，重新复制粘帖一个英文的吧 from wikipedia Donnan equilibrium across a cell membrane (schematic)The Gibbs–Donnan effect (also known as the Donnan effect, Donnan law, Donnan equilibrium, or Gibbs–Donnan equilibrium) is a name for the behavior of charged particles near a semi-permeable membrane to sometimes fail to distribute evenly across the two sides of the membrane.[1] The usual cause is the presence of a different charged substance that is unable to pass through the membrane and thus creates an uneven electrical charge.[2] For example, the large anionic proteins in blood plasma are not permeable to capillary walls. Because small cations are attracted, but are not bound to the proteins, small anions will cross capillary walls away from the anionic proteins more readily than small cations Some ionic species can pass through the barrier while others cannot. The solutions may be gels or colloids as well as solutions of electrolytes, and as such the phase boundary between gels, or a gel and a liquid, can also act as a selective barrier. The electric potential arising between two such solutions is called the Donnan potential. The effect is named after the physicist Josiah Willard Gibbs and the chemist Frederick G. Donnan. The Donnan equilibrium is prominent in the triphasic model for articular cartilage proposed by Mow and Lai, as well as in electrochemical fuel cells and dialysis. The Donnan effect is extra osmotic pressure attributable to cations (Na+ and K+) attached to dissolved plasma proteins[/box] |
4楼2012-02-27 22:24:42
5楼2012-02-27 22:26:15
