VẬN CHUYỂN QUA MÀNG
MỞ ĐẦU
Vận chuyển các chất qua các màng sinh học có thể được thực hiện
nhờ 3 cơ chếkhác nhau vềmặt nguyên lí sau, phụthuộc vào kích
thước phân tử, mức độ kị nước các đặc điểm cấu trúc của chúng:
1. Khuyến tán đơn giản qua lớp lipid và ởmột mức độ nào đó–
qua vùng phân cực của màng.
2. Vận chuyển đặc hiệu với sựtham gia của các chất vận chuyển,
loại vận chuyển này bao gồm cảcác hệthống trong đónhững chất
được vận chuyển phải trải qua một sốbiến đổi hóa học nhất định
trong quá trình vận chuyển.
3. các cơ chếvận chuyển đồng hành với những biến đổi đáng kể
trong kiến trúc của màng (dù là những biến đổi nhất thời), như sự
ẩm bào và vận chuyển các biopolymer.
Các định luật khuyếch tán
Định luật 1 Fic
Số lượng hạt của một chất (n) khuyếch tán dọc theo trục x qua 1 đơn
vịdiện tích (1/A) vuông góc với trục này trong 1 đơn vịthời gian
bằng:
(1/A).(dn/dt) = - D.(∂c/∂x)
Trong đóA làdiện tích bềmặt, D là hệsốkhuyếch tán, c là nồng độ
của chất khuyếch tán
Khi nghiên cứu quá trình vận chuyển thì vếtrái của phương trình
trên được gọi là dòng (của chất khuyếch tán) và được kí hiệu bằng kí
tự J. Như vậy, theo định luật 1 Fic thì dòng của một chất tỉlệthuận
với hệsốkhuyếch tán và gradient nồng độ của chất đó(∂c/∂x) tại
một điểm đã cho trên trục x vào một thời điểm nhất định, dấu “−”
trong công thức này vì dòng di chuyển các chất ngược chiều với
hướng của gradient nồng độ các chất đó.
định luật 2 Fic
Tuy nhiên trong trường hợp đơn giản nhất định luật 1 Fic cũng chỉ
đúng khi khuyếch tán qus một lớp mỏng chất lỏng phân cách 2
khoang chứa với các dung dịch không bịpha trộn. Khi mô tảquá
trình khuyếch tán trên một khoảng cách lớn hơn, trong trường hợp
đơn giản nhất cũng không áp dụng được định luật 1, vì quá trình
có ít nhất 4 thông số, Trong trường hợp này phải chuyển phương
trình mô tả định luật 1 sang dạng phương trình vi phân trong các
đạo hàm riêng, sẽ được phương trình vi phân mô tảsựkhuyếch tán
trên một khoảng cách lớn hơn:
(∂c/∂t) = D .(∂2c/∂x2)
Đây chính là định luật 2 Fic. Theo định luật này, tốc độ biến đổi
nồng độ tỉlệthuận với đạo hàm bậc 2 của nồng độ theo trục x.