Эффект Гиббса — Доннана

Эффект Гиббса — Доннана — дополнительное увеличение осмотического давления в физиологическом растворе за счет диффузии ионов неорганических солей через проницаемые для них мембраны.

История

Американский физик Джозайя Гиббс предсказал [1], а английский химик Фредерик Доннан в 1911 году установил экспериментально [2], что малые и высокомолекулярные ионы распределяются неравномерно по обе стороны мембраны. Это явление получило название эффекта Гиббса — Доннана. Прямым следствием этого эффекта является тот факт, что при соприкосновении клетки с раствором электролита, некоторое его количество всегда перейдет в клетку. Поэтому осмотическое давление (которое определяется суммарной концентрацией ионов электролита и белка) в клетке всегда будет выше, чем в окружающем растворе.

Интересно, что в гипертонических растворах происходит не только потеря клеткой воды, но и переход определенного числа ионов соли внутрь клетки, что приводит к дегидратации — внутриклеточная вода выходит наружу, клетка высыхает и сморщивается.

• В клетке благодаря анионным каналам эффект Гиббса-Доннана реализуется следующим образом: отрицательно заряженный гемоглобин выталкивает анионы из клетки, отчего их концентрация в эритроцитах значительно ниже, чем в плазме, а pH содержимого эритроцита меньше pH плазмы [3].

Доннана равновесие

Мембранным равновесием (Доннана равновесие) называют равновесие, устанавливающееся в системе растворов, разделенных мембраной, непроницаемой хотя бы для одного вида присутствующих в системе ионов. Мембранное равновесие необходимо учитывать при рассмотрении проницаемости мембран, при измерении осмотического давления растворов высокомолекулярных веществ.

См. также

• Тканевая жидкость
• Диффузия
• Ионные каналы
• Осморегуляция
• Тоничность (мера градиента осмотического давления)

Примечания

1. Gibbs J. W. Eq́uilibre des systèmes chimiques.. – G. Carré & C. Naud, 1899.
2. F.G. Donnan (1911) "Theorie der Membrangleichgewichte und Membranpotentiale bei Vorhandensein von nicht dialysierenden Elektrolyten. Ein Beitrag zur physikalisch-chemischen Physiologie", Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte physikalische Chemie, 17 (10) : 572-581.
3. Трошкина H. А., Циркин В. И., Дворянский С. А. Эритроцит: строение и функции его мембраны // Вятский медицинский вестник. – 2007. – №. 2-3. – С. 32-40.