В биологических мембранах

Физические процессы

Уравнение Фика

где J — плотность потока диффундирующего вещества,

D — коэффициент диффузии,

- производная от концентрации диффундирующего вещества по направлению х (проекция гра­диента концентраций на направление х).

Уравнение Теорелла

Здесь -электрохимический потенциал;

— подвижность, где R — молярная газовая постоянная.

Средняя величина смещения молекулы вещества в растворе

x = 2Dt,

где D — коэффициент диффузии, t — время.

Характерное время установления равновесной концент­рации

Здесь V — объем клетки; S — площадь поверхности клеточной мембраны:

где Р — коэффициент проницаемости мембраны для данного вещества,

l - толщина мембраны,

К — коэффициент распре­деления вещества.

Формула Нернста

Здесь — равновесный мембранный потенциал,

С_оиС₁— концентрации данного иона снаружи и внутри клетки,

F — по­стоянная Фарадея,

Z — валентность иона.

Уравнение Голъдмана—Ходжкина—Катца

где — мембранный потенциал,

Р_K, P_Na, P_Cl— проница­емости мембраны для оответствующих ионов,

[К⁺]_о, [Na⁺]₀, [Сl ^-] концентрации ионов снаружи клетки,

[K⁺]j, [Na⁺]_i [Cl^-]_I — концентрации этих же ионов внутри нее.

Потенциал поля заряда q в электролите

где r — расстояние, — дебаевский радиус экранирования.

В общем случае, когда в растворе присутствует несколь­ко ионов,

где Z_t — валентность иона, c_i— концентрация соответствую­щего иона, — диэлектрическая проницаемость растворителя.