导语：

当你因脱水而输液时，医生会为你滴注“等渗”生理盐水。这个关乎生命健康的概念，源自一段近300年的科学探索。然而，最新研究揭示，我们基于传统模型对人体细胞膜的理解，可能存在着长达200年的“美丽误会”。

共同的“美丽误会”

1748年法国物理学家诺莱创造了“Osmosis”（渗透）一词。然而，他使用的膀胱膜是晾干后无活性组织的过滤膜，被简单类比为“半透膜”，完全忽略了细胞膜的主动调控能力；19世纪30年代杜特罗舍发现植物组织在高渗环境中失水、低渗环境中吸水。但他研究的对象主要是有细胞壁的植物细胞；1850年代细胞学说奠基人施万奠定了“等渗”概念的基础。但他的实验是静态观察，且所选的“红细胞”本身就是人体一种特殊细胞——它缺乏细胞器、细胞骨架，膜电位极低，难以用膜片钳等技术检测其膜电位；此外，1855年菲克定律的提出、1870年代普菲弗实验和1886年范特霍夫提出了著名的范特霍夫公式（π=iCRT），均建立在“理想溶液”和“半透膜”的假设之上。造成这一认知偏差的原因，正是因为早期研究过多依赖于特殊细胞及半透膜模型的静态测量。

关键局限

将细胞膜视为被动“筛子”

先驱们的研究多基于无生物活性的半透膜（如膀胱膜、素烧瓷膜）以及植物细胞、红细胞等特殊细胞模型，将细胞膜简化为均匀、被动的过滤器。

忽略细胞的主动调控与“电-力交响”

经典理论是静态的，无法解释活细胞如何动态应对环境变化。

误以为溶质“只论数量，不论身份”

范特霍夫公式认为渗透压只与溶质颗粒总数有关。但理论上等渗的尿素溶液会导致红细胞溶血，而生理盐水则不会，说明“生物学等渗”远比“物理学等渗”复杂。

总结：从简单物理到复杂生命

回顾这段历史，我们并非否定先贤的伟大，而是站在先驱的肩膀上，看清时代的局限。

早期研究因过分依赖特殊细胞模型和简化半透膜，导致了对细胞膜的“被动”误解。如今，以南京中医药大学郭军教授团队为代表的研究者，利用荧光张力探针技术实时观测了活细胞内部的动态力学活动，指出细胞是一个主动的“力场调节器”。它通过膜上的精密“门卫”---离子通道控制的选择性离子通透、内部蛋白纳米颗粒对膜电位的调控以及渗透张力与电活动的协同，在动态对抗中维持细胞“力电协同”的渗透稳定。这一发现提示我们必须重新审视输液安全性和揭示脑水肿等疾病的新渗透机制，继而开辟靶向药物治疗的新路径。

科学的发展，正是在不断回顾、反思与超越中前行。细胞膜长达两百年的认识历程，正是这段壮丽科学诗篇的生动注脚。

参考文献

1、  王映菲, 郭军. 反思“渗透压仪”在人体渗透势能检测的百年应用.生命的化学, 2025, 45(5): 912-916.

2、  Wang YF, Zheng ZH, Guo J. Protein nanoparticles control bio-osmotic pressure via electromechanical collaboration. Biophys Rev. Published 2025 Nov 8 doi: 10.1007/s12551 -025-01380-0.

3、Zheng Z, Wang Y, Li M, et al. Albumins as Extracellular Protein Nanoparticles Collaborate with Plasma Ions to Control Biological Osmotic Pressure. Int J Nanomedicine. 2022; 17:4743-4756. Published 2022 Oct 11. doi:10.2147/IJN.S383530

4、  Zheng Z, Nie A, Wu X, et al. Electromechanical Regulation Underlying Protein Nanoparticle-Induced Osmotic Pressure in Neurotoxic Edema. Int J Nanomedicine. 2025;20:4145-4163. Published 2025 Apr 5. doi:10.2147/IJN.S503181

撰稿人：刘涵月