Moleküle im Gänsemarsch

Die Vorstellung, daß sich Teilchen in realen Systemen wie im Gänsemarsch bewegen, wurde vor einem halben Jahrhundert von Physiologen als Idee zur Erklärung der Besonderheiten des Stofftransportes durch Zellmembranen entwickelt [1]. Mit der Annahme, daß der mit der Reizübertragung einhergehende Ionentransport durch die Zellmembranen über so enge Kanäle erfolgt, daß sich die einzelnen Ionen nicht “überholen” können, war ein einfaches Modell gefunden worden, das die experimentell gemessenen Durchgangsraten von Ionen durch die Membran erklärte. Der eindimensionale Teilchentransport unter der Nebenbedingung des Verbots des wechselseitigen Überholens, die sog. Single‐file‐Diffusion 1 ), ist seitdem zu einem attraktiven Untersuchungsgegenstand der Mathematik und der theoretischen Physik geworden [2]. Jüngste Erkenntnisse über die Struktur und Wirkungsweise von Ionenkanälen, die auf Grund einer zuvor ungeahnt stürmischen Entwicklung in der Miniaturisierung der experimentellen Technik möglich geworden sind [3], liefern inzwischen eine glänzende Bestätigung für die Richtigkeit des Konzepts der Single‐file‐Diffusion.