Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кеплен С.Р. -> "Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов" -> 54

Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов - Кеплен С.Р.

Кеплен С.Р., Эссиг Э. Биоэнергетика и линейная термодинамика необратимых процессов — М.: Мир, 1986. — 384 c.
Скачать (прямая ссылка): bioenergetika1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 155 >> Следующая

в поддержании разности электрохимических потенциалов. В этом случае полезно рассмотреть силу, развивающуюся при данной скорости расходования метаболической энергии, т. е. эффективность силы
ех+ = - X+JJrA (7.42)
Эффективность силы — монотонно возрастающая функция — Х+, достигающая своего максимума (—R+r/A) в состоянии с фиксированной силой. Интересно, что е 0 не зависит от значений
^ +
двух прямых коэффициентов изучаемой системы. Так же как и Х+, evo уменьшается при увеличении утечки (рис. 7.5).
х+
Необходимо отметить, что, хотя анализ транспорта ионов часто проводится на примере электрохимической ячейки без побочных реакций, где не требуется расхода энергии для поддержания состояния с фиксированной силой, эта аналогия недействительна для неполностью сопряженных систем, поскольку метаболическая энергия расходуется даже при отсутствии транспорта, как это следует из уравнений (7.15) и (7.16), если подставить (/г)/+-о = A/Rr.
R+ /Я?
Усиление утечки—
Рис. 7.5. Пример влияния утечки на величину и эффективность силы в стационарном состоянии с фиксированной силой для произвольно выбранных значений параметров: qa — 0,9, Z“= 1,0, = 1,0 ккал • см2 - с/моль2, А =
= 1,0_ккал/моль, Rp+jRp_ = 1,
Эпителиальные ткани часто функционируют вблизи состояния с фиксированным потоком, где, по-видимому, функцией системы является транспорт большого количества вещества. В этом случае параметром, представляющим интерес, служит скорость транспорта при данной скорости расходования метаболической энергии:
Так же как и г), при данной величине сил е/+ возрастает при изменении коэффициентов сопротивления, соответствующем увеличению скорости транспорта. В отличие от г) (при фиксированном А) е/+ является монотонно возрастающей функцией Х+ (если только q2=?\), достигающей величины qZ/A в состоянии с фиксированным потоком.
Выше было показано, что, если Х+ в эксперименте не поддерживается постоянным, изотоническая реадсорбция соли непосредственно связана с величиной утечки при условии неизменности ее селективной проницаемости и постоянства Xw. В этих условиях то же самое справедливо для эффективности
ZX ^ qA
\jx+ + (1/Z) А] А
(7.43)
2,5
Эпителиальная ткань
0,0
О 5 10 15 20
Рис. 7.8. Пример влияния утечки на изотоническую реадсорбцию соли и эффективность потока при разомкнутом контуре. Величины параметров те же, что и на рис. 7.5. Объяснение см. в тексте.
потока (рис. 7.6):
(е, ) =-с----;---------------------i— (Дс = 0) (7.44)
V +'i=o [/?« (1 + z\ _) + Rl ] А
Аналогичный результат получается и тогда, когда потоки иона и растворителя сопряжены.
С помощью этих двух функций эффективности можно оценить эффективность превращения энергии даже в том случае, если система не совершает электроосмотической работы. Однако в отличие от г) величины е* и е/ не нормированы и не являются безразмерными. Тем не менее они могут быть полезны при сравнении эффективности использования энергии в различных системах и особенно при сравнении функций данной системы в различных состояниях. Подобно Х\, функции ъх и е/— фун-даментальные параметры, которые могут быть полезны независимо от механизма линейности или чувствительности свободной энергии метаболизма к изменению условий функционирования системы.
7.6. Модель эквивалентного контура
Многие исследователи считают логичным и плодотворным анализ активного трансэпителиального транспорта натрия на основе аналогии с эквивалентной линейной электрической схемой (рис. 7.7). Важно рассмотреть, как параметры этой модели связаны с параметрами неравновесного термодинамического описания, и сравнить их возможности в интерпретации энергетики. Для этого необходимо, чтобы оба набора параметров оценивались в стационарных состояниях.
В модели эквивалентного контура путь активного транспорта представлен элементом проводимости (которому в ста-
ха ^Nl
------ЛДЛА--------
Рис. 7.7. Простая модель эквивалентного контура для активного транспорта
натрия.
В соответствии с моделью на рис. 7.2 предполагается, что вход натрия через апикальный барьер является пассивным и что электродвижущая сила транспорта иатрия i?Na связана с работой натриевого иасоса в базолатеральиой мембране. Любая разность электрохимических потенциалов, которая может возникать на апикальной мембране, ие дает независимого вкл-ада в i?Na* так как i?Na появляется в результате работы
насоса.
ционарном состоянии может быть приписана величина и^а)> включенным последовательно с «электродвижущей силой натриевого транспорта» ЕNa. Транспорт соли требует наличия параллельного пассивного элемента проводимости хр. В этом случае электрический ток равен
1 = *Na?Na ~ Х ^ = XNa (ЕNa ~ “ %Р ^ (7‘45)
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 155 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed