a*****x
发帖数: 901 | 1 zt:
1952年的时候，人们对ion channel的理解只是停留在一个非常肤浅的基础上：有离子
通过，类似与电容放电；
remark: 离子通道不是电容放电！电容是细胞膜，和ion channel是并联关系。离子通
道是电导，符合欧姆定律，只是由于gating和膜内外离子浓度的区别，它的
conductance会变，所以I-V curve不是直线。
但是电压与电流之间并非直线关系。所以Hodgkin 和Huxley
意识到 ion channel 应该是动态的和稳态并存。如何描绘这种复杂的动力过程呢？
Hodgkin 和Huxley 的天才之处就是借鉴了热力学的原理：（1） 他们首先假设一个离
子通道的电导率(conductance)取决于细胞膜内外的浓度差；
remark：这不是假设，是Goldman等人通过扩散定律解出来的。其次也不是取决于浓度
差，而是取决于膜内外浓度，见GHK flux equantion和the principle of
independence。假设的是扩散，以及各种离子自由通过（也就是不适用于transporter)。
（2）既然电导率和离子浓
度有关，那么离子的分布就应该遵循热力学当中的玻尔兹曼原理（Boltzmann's
principle）。根据Boltzmann's principle，任何一个离子在细胞内/外的概率之比：
P1/P2=exp（函数）； 既然是同一个离子的概率，那么P1+P2 =1， 从而得出P1=1/（1+
exp(函数)）。 这个P1的表达式就是离子通道的稳态模型。
remark: 这段相当的confusing。如果指得是1952年原文的文章的话，这里的描述也完
全是错误的。P1/P2不是“离子在细胞膜内/外”的概率比，而是假设的贴在膜内外的带
电分子在膜内外的比例。按现在的看法就是voltage sensor。他们并且由于没有观察到
钠离子电流激活前的电流（其实有一个小的gating current），推断出了gating。 |
a*****x
发帖数: 901 | |
k*****1
发帖数: 454 | 3 1) 你在前面的几乎所有帖子里面都一直咬定说我把Pi，Po 理解成“浓度”，并由此断
定我对物理或生物完全不了解，我好心提醒你看我的原文，你还是照旧咬定。你说这不
是歪曲是什么？哈哈，我发现你也挺可爱的 ：-）
2）关于 Boltzmann's principle， 这恰好是我本科时的老本行，我就多说两句。
“Boltzmann's principle”是一个统计物理/热力学当中的概念，主要是用来描述在某
个热力平衡状态下的微观粒子的“运动”。因为微观粒子的运动只能用概率来表示，一
个“微观”粒子的处于某种能量状态的概率分布可以用“宏观”的参数，比如说 K（绝
对温度），E（总能量）等等来描述。所以Boltzmann's principle 绝对不是用来假设
“贴在膜内外表面的带电荷粒子”，正确的说法是描述“带电荷粒子处于某种位置/状
态的概率”。通俗一点，就是在某个特定的状态下，该粒子在细胞膜内部的概率有多大
。我当时看到这个推导非常的震动，因为我本科就是做流体力学/热力学，做过一点类
似于“膜过滤”的实验。所以当我读到 H-H 把复杂的离子通道简化为常见的类似于“
分子通过过滤膜”的问题时，不由感叹这真是天才的设想！可惜有这个论坛上的很多人
体会不到这其中的精妙之处。
3）把离子通道理解为电容。
我还是那句老话，你不仔细看HH1952年的那篇原文，即使是我说了N遍。在那篇论文的
PART I 部分的第一段第三句话开始（主要是用来解释fig1的电路） ：“...（离子）
电流通过电容充放电（charging）_或者_是电流从与电容并列的电阻上通过“。这是
1952年之前人们对细胞膜和离子通道的认识。请注意，是1952年之前。你说我理解错了
，我什么时候说这个离子通道是电容放电是我理解的概念了，我说的是当时（1952年的
时候！）人们理解的概念。
最后，我知道你看到关于HH方程的topic很激动，但是你要搞清楚我在说什么啊；请让
我像唐僧一样的再重复一遍：我不是在介绍 发展到现在的 H-H model该怎么理解，我
的重点是，在1952年的时候，人们是怎么理解离子通道，以及H-H 如何在当时实验条件
简陋的情况下推导出来的。 |
w***x
发帖数: 265 | 4 3）把离子通道理解为电容。
我还是那句老话，你不仔细看HH1952年的那篇原文，即使是我说了N遍。在那篇论文的
PART I 部分的第一段第三句话开始（主要是用来解释fig1的电路） ：“...（离子）
电流通过电容充放电（charging）_或者_是电流从与电容并列的电阻上通过“。这是
1952年之前人们对细胞膜和离子通道的认识。请注意，是1952年之前。你说我理解错了
，我什么时候说这个离子通道是电容放电是我理解的概念了，我说的是当时（1952年的
时候！）人们理解的概念。
当时的人确实也不是这么想的。那个capacitance指的是细胞膜双分子层形成的薄膜电
容。。。指的不是channel
H-H能分离出通道电流，正是因为他们使用电压钳使得dC/dt=0..... |
a*****x
发帖数: 901 | 5 多谢你的支持。我指出多次了，他就是没有意识的自己的错误。
其次，关于浓度，是他自己说电导由浓度差决定，说这是个假说。这既不是假说，也不
是正确的描述，我也指出了多次，他不去研究一下flux equation。
最后，关于Boltzman，原文明明说得不是离子，其实是现在所理解的voltage sensor,
也就是氨基酸残基，他说是离子，而且意思明显指得是钠离子。最后总结说“分子通过
过滤膜”的模型。这个即使不能说完全错，也是比较misleading，让人感觉voltage
sensor是想通透的离子一样“通过”了膜。我强调原文的“on the inside of
membrane"就是要强调voltage sensor 没有脱离膜，其电荷是附在膜上的。而其分布符
合Boltzmann principle。这是H-H当时的理解，并不完全准确，不过也很接近事实了。
我说我没有仔细看paper是谦虚一下，我看过整个系列的文章，而非只这一片。如果他
看得比我仔细，而又还有这么多错误认识，我只能建议他学好生物再来探究生物模型的
问题。
【在 w***x 的大作中提到】
: 3）把离子通道理解为电容。
: 我还是那句老话，你不仔细看HH1952年的那篇原文，即使是我说了N遍。在那篇论文的
: PART I 部分的第一段第三句话开始（主要是用来解释fig1的电路） ：“...（离子）
: 电流通过电容充放电（charging）_或者_是电流从与电容并列的电阻上通过“。这是
: 1952年之前人们对细胞膜和离子通道的认识。请注意，是1952年之前。你说我理解错了
: ，我什么时候说这个离子通道是电容放电是我理解的概念了，我说的是当时（1952年的
: 时候！）人们理解的概念。
: 当时的人确实也不是这么想的。那个capacitance指的是细胞膜双分子层形成的薄膜电
: 容。。。指的不是channel
: H-H能分离出通道电流，正是因为他们使用电压钳使得dC/dt=0.....
|
w***x
发帖数: 265 | 6 嗯，跑去看了一眼原文，说的是与离子有affinity的“膜附近的带电分子”
最近从一个课上刚重温了H-H，不过根本就没提这段啊。。。
【在 a*****x 的大作中提到】
: 多谢你的支持。我指出多次了，他就是没有意识的自己的错误。
: 其次，关于浓度，是他自己说电导由浓度差决定，说这是个假说。这既不是假说，也不
: 是正确的描述，我也指出了多次，他不去研究一下flux equation。
: 最后，关于Boltzman，原文明明说得不是离子，其实是现在所理解的voltage sensor,
: 也就是氨基酸残基，他说是离子，而且意思明显指得是钠离子。最后总结说“分子通过
: 过滤膜”的模型。这个即使不能说完全错，也是比较misleading，让人感觉voltage
: sensor是想通透的离子一样“通过”了膜。我强调原文的“on the inside of
: membrane"就是要强调voltage sensor 没有脱离膜，其电荷是附在膜上的。而其分布符
: 合Boltzmann principle。这是H-H当时的理解，并不完全准确，不过也很接近事实了。
: 我说我没有仔细看paper是谦虚一下，我看过整个系列的文章，而非只这一片。如果他
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k*****1
发帖数: 454 | 7 你对Boltzman's principle的理解完全错误的。Boltzman's principle 只能用来描述
类似于 气体分子/离子 这样的微观分子，而voltage sensor简直是不知所云。
（1）在原文当中，已经很明确的写了，“From Boltzmann's principle the
proportion Pi of the molecules on the inside of the membrane is related to
the proportion on the outside, PO, by Pi/PO==exp[(w + zeE)/kT]," 这是非常经
典的热力学上描述分子在某个能量状态下的概率。比如说 “Pi” 就是 某（带电）分
子位于细胞膜内部的概率（看原文！！） 对了，很好奇的问一下你的本科背景是什么
？你学过统计物理或是热力学吗？
(2)你一直强调的那个voltage sensor 和 6个电荷是怎么来的呢？ 原文当中也解释的
很清楚：
由上面的方程组可以得出： Pi =constant x exp[zeE/kT]. 记住，在这里 Pi是分子位
于细胞膜内部的“概率”（the proportion Pi of the molecules on the inside of
the membrane）！
在这个关于Pi的函数当中，参数 k（玻尔兹曼常数），T（绝对温度），e（绝对电荷数
），E（膜内外的电压差）都是常数或是可以测量得出的数值，唯一需要做出假设的就
是参数“z”，valency of the molecule。 为了解释实验结果，H-H推导出来 “z”必
须等于-6。这就是6个电荷的来源，是推导Boltzmann's 公式里面的一个参数z而得来的
。你不会傻到把某个参数就说成是Boltzmann's principle 吧，哈哈 ：-）
既然z=-6 是推导来的的，关于如何解释这个数值，H-H作出了好几个“假设”（看清楚
了，假设不止一个！！）：
第一个假设，“This suggests that the particle whose distribution changes
must bear six negative electronic charges,”
第二个假设，“or, if a similar theory is developed in terms of the
orientation of a long molecule with a dipole moment, it must have at least
three negative charges on one end and three positive charges on the other.“
第三个假设，“A different but related approach is to suppose that sodium
movement depends on the presence of six singly charged molecules at a
particular site near the inside of the membrane.“这个假设就是你念念不忘的
voltage sensor，哈哈
还是那句老话，多看原文，不要只会背结论，你才能知道来龙去脉。
【在 a*****x 的大作中提到】
: 多谢你的支持。我指出多次了，他就是没有意识的自己的错误。
: 其次，关于浓度，是他自己说电导由浓度差决定，说这是个假说。这既不是假说，也不
: 是正确的描述，我也指出了多次，他不去研究一下flux equation。
: 最后，关于Boltzman，原文明明说得不是离子，其实是现在所理解的voltage sensor,
: 也就是氨基酸残基，他说是离子，而且意思明显指得是钠离子。最后总结说“分子通过
: 过滤膜”的模型。这个即使不能说完全错，也是比较misleading，让人感觉voltage
: sensor是想通透的离子一样“通过”了膜。我强调原文的“on the inside of
: membrane"就是要强调voltage sensor 没有脱离膜，其电荷是附在膜上的。而其分布符
: 合Boltzmann principle。这是H-H当时的理解，并不完全准确，不过也很接近事实了。
: 我说我没有仔细看paper是谦虚一下，我看过整个系列的文章，而非只这一片。如果他
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k*****1
发帖数: 454 | 8 我没有说 H-H 当时是这么想的，而是指 H-H “之前”的工作。
（1） 在H-H工作之前，有人是这么认为的：比如说在40年代的时候，很长一段时间内
，根本没有特定的离子通道这个概念，以为整个细胞膜就是一个大的通道，而所有离子
都是混合在一起流入/流出细胞膜的。当然，这种观点只是其中的一种（就是原文所说
的Current can be carried through the membrane either by charging the
membrane capacity ）。
（2） H-H 和其他的一些科学家在40年代后期才慢慢建立一种概念，就是特定的离子通
过特定的通道,从而建立起一个电阻-电容的并联电路模型（也就是原文中的另外一句
or by movement of ion-s through the resistances in parallel with the
capacity. ）
和你们这种即喜欢较真，又不愿意看清别人观点的人辩论真累。
【在 w***x 的大作中提到】
: 3）把离子通道理解为电容。
: 我还是那句老话，你不仔细看HH1952年的那篇原文，即使是我说了N遍。在那篇论文的
: PART I 部分的第一段第三句话开始（主要是用来解释fig1的电路） ：“...（离子）
: 电流通过电容充放电（charging）_或者_是电流从与电容并列的电阻上通过“。这是
: 1952年之前人们对细胞膜和离子通道的认识。请注意，是1952年之前。你说我理解错了
: ，我什么时候说这个离子通道是电容放电是我理解的概念了，我说的是当时（1952年的
: 时候！）人们理解的概念。
: 当时的人确实也不是这么想的。那个capacitance指的是细胞膜双分子层形成的薄膜电
: 容。。。指的不是channel
: H-H能分离出通道电流，正是因为他们使用电压钳使得dC/dt=0.....
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a*****x
发帖数: 901 | 9 哎，到现在我真的觉得你是根本不懂H-H model了,如果你认定Boltzmann's principle
描述的是通过的钠离子的话。原文描述的明显是附在膜上的一种带电荷分子。他们当时
不知道是voltage sensor，直到后来才被发现。所以说他们的这个描述是有问题的。请
你弄清楚什么是voltage sensor。voltage sensor在电场中近乎自由运动，规律当然和
微观粒子一样。
原文我已经又看过了，你的理解有问题本来和我无关，但是发帖出来误导人就要允许人
纠正。你可以把你的观点跟Clay Amstrong或者Bertil Hille谈一谈，就知道自己的错
误多么严重了。
你追问我的背景。。。我没有义务告诉你暴露自己。可以告诉你的是，我数理竞赛水平
，本科的数理背景和后面的publication摆出来都至少可以算1%的。而且我们的讨论和
我的背景无关。你自己去读懂原文，并且真正学习一些ion channel知识的话，都会知
道自己的错误。真心建议你读一读一些经典的教科书学一些生物知识。甚至我以前的帖
子，弄清一些基本概念，就不会犯前人认为离子通道是电容的错误：
http://www.mitbbs.com/article_t/Biology/31651615.html
述
【在 k*****1 的大作中提到】
: 你对Boltzman's principle的理解完全错误的。Boltzman's principle 只能用来描述
: 类似于 气体分子/离子 这样的微观分子，而voltage sensor简直是不知所云。
: （1）在原文当中，已经很明确的写了，“From Boltzmann's principle the
: proportion Pi of the molecules on the inside of the membrane is related to
: the proportion on the outside, PO, by Pi/PO==exp[(w + zeE)/kT]," 这是非常经
: 典的热力学上描述分子在某个能量状态下的概率。比如说 “Pi” 就是 某（带电）分
: 子位于细胞膜内部的概率（看原文！！） 对了，很好奇的问一下你的本科背景是什么
: ？你学过统计物理或是热力学吗？
: (2)你一直强调的那个voltage sensor 和 6个电荷是怎么来的呢？ 原文当中也解释的
: 很清楚：
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k*****1
发帖数: 454 | 10 （1）
我原文的意思是__并不是__为了说明什么是H-H 模型（我重点强调了“并不是”）. 而
~~~~~~~~~
是为了说明当初H-H 是怎么推出来 H-H 模型的。他们的推理过程当然中间有很多假设
现在看起来是不够严谨的，比如说他们当初就是假设钠离子通过然后运用Boltzmann's
principle推出来
的，也比如他们假设离子电流和胞外离子数量没关系，等等，等等，等等。但这正是我
写原文的初衷： 就是如何在对一个新现象了解不多的情况下，凭着物理上的直觉，做
出天才般的假设，抽象出一个完美的数学模型出来。
这种思维方式才是对现在的生物学家有借鉴意义：就是如何简化一种系统；如何抽像出
一个模型；最后如何用数学去描述。
（2）你有个很不好的习惯，就是对自己过于自信，以至于没看清我原文的含义（这话
我说了多少遍了？你到现在看清楚我原文是写什么吗？）就匆匆忙忙跳出来，大概在现
实生活中你也属于那种比较爱抢话的人？
（3）既然你这么自信，学术上的建议我就不多说，唯一的建议就是你有时候稍微加强
一下物理/热力学方面的基础知识，或者指责别人之前复习一下，起码也得搞清楚
Boltzmann's principle是怎么回事吧？ H-H是用Boltzmann's principle来模拟钠离子
的运动你还得和我较劲，这不是你智商的问题，是情商的问题吧？
（4）别动不动就说我和XX聊了这个，聊了那个。你和他们聊的和我原文相关吗？我说
的是当初H-H是怎么推出H-H 模型，和他们怎么理解H-H模型有个神马什么逻辑关系？
principle
【在 a*****x 的大作中提到】
: 哎，到现在我真的觉得你是根本不懂H-H model了,如果你认定Boltzmann's principle
: 描述的是通过的钠离子的话。原文描述的明显是附在膜上的一种带电荷分子。他们当时
: 不知道是voltage sensor，直到后来才被发现。所以说他们的这个描述是有问题的。请
: 你弄清楚什么是voltage sensor。voltage sensor在电场中近乎自由运动，规律当然和
: 微观粒子一样。
: 原文我已经又看过了，你的理解有问题本来和我无关，但是发帖出来误导人就要允许人
: 纠正。你可以把你的观点跟Clay Amstrong或者Bertil Hille谈一谈，就知道自己的错
: 误多么严重了。
: 你追问我的背景。。。我没有义务告诉你暴露自己。可以告诉你的是，我数理竞赛水平
: ，本科的数理背景和后面的publication摆出来都至少可以算1%的。而且我们的讨论和
|
a*****x
发帖数: 901 | 11 原文摘抄：
"In order to illustrate the possible meaning of this result we shall suppose
that a charged molecule which has some special affinity for sodium may rest
either on the inside or the outside of the membrane but is present in
negligible concentrations elsewhere"..."From Boltzmann's principle, the
proportion of Pi of the molecules on the inside of the membrane..."
你认为里面的“a charged molecule”是什么？你是否坚持认为是钠离子? 其他的不做
评论了。 |
a*****x
发帖数: 901 | 12 这是因为这段恰好是H-H model中描述不大准确的部分，也不是H-H model主要的精华部
分。
其实我不想跟他这种人争的。我只是觉得版上本来做电生理的就不多，弄一个不对的东
西宣传电生理和数学反而有负面作用。
其实他每个回帖都犯了很多科学错误，我读帖也都很仔细，但是懒得一一都指出了。到
现在为止，我不过说他理解有错误。而他什么传销，智商，情商问题等人身攻击都出来
了。我想撇开科学水平不谈，做人的高下也是很明显的吧。
【在 w***x 的大作中提到】
: 嗯，跑去看了一眼原文，说的是与离子有affinity的“膜附近的带电分子”
: 最近从一个课上刚重温了H-H，不过根本就没提这段啊。。。
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k*****1
发帖数: 454 | 13 我知道"the molecule"是带电荷的载体。
我反过来问你一个问题，如果假设是钠离子绑定在带电荷载体上进行跨膜运动的，那么
钠通道产生的离子电流究竟是指钠离子还是带电荷的载体？
suppose
rest
【在 a*****x 的大作中提到】
: 原文摘抄：
: "In order to illustrate the possible meaning of this result we shall suppose
: that a charged molecule which has some special affinity for sodium may rest
: either on the inside or the outside of the membrane but is present in
: negligible concentrations elsewhere"..."From Boltzmann's principle, the
: proportion of Pi of the molecules on the inside of the membrane..."
: 你认为里面的“a charged molecule”是什么？你是否坚持认为是钠离子? 其他的不做
: 评论了。
|
a*****x
发帖数: 901 | 14 看我新发的帖子，你就明白了。你要弄明白带电荷载体的分布空间和数目都和钠离子是
不同的，你就不会得出波尔兹曼分布描述的钠离子这样错误的结论了。
【在 k*****1 的大作中提到】
: 我知道"the molecule"是带电荷的载体。
: 我反过来问你一个问题，如果假设是钠离子绑定在带电荷载体上进行跨膜运动的，那么
: 钠通道产生的离子电流究竟是指钠离子还是带电荷的载体？
:
: suppose
: rest
|
