FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ VELIKOST DIFUZEHana Kucharčíková, 2.ročník, 7.kruh, 2.LF
16. 10 2009
Funkce buněčné membrány:
http://www.ks.uiuc.edu/images/ofmonth/2005-08/aqpz-highlight-big.jpg
Difuze:
Druh pasivního transportu.
Transport látky na základě náhodného termického pohybu jejích molekul nebo iontů.
Směrovaný pohyb pouze v přítomnosti koncentračního spádu.
Bez koncentračního spádu je netto difuze = 0.
http://www.youtube.com/watch?v=6VdMp46ZIL8&feature=related
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Color Atlas of Physiology, 5th edition, Thieme, 2003, pg. 21, upraveno
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Gradienty:
Gradient koncentrační Gradient Elektrický
Koncentrační gr. + Elektrický gr. = Elektrochemický gradient
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Difuze v homogenním prostředí
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Difuze v homogenním prostředí:
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Color Atlas of Physiology, 5th edition, Thieme, 2003, pg. 21, upraveno
Difuze je v organismu vhodná pro transport na krátké vzdálenosti.
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Difuzní rychlost 1. Fickův zákon
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Difuzní rychlost (Jdiff)Difuzní koeficient (D)Jdiff = množství látky, které za časovou jednotku
difunduje
Přímo úměrná: absolutní teplotě (T)
Nepřímo úměrná: viskozitě (ƞ), poloměru částic (r)
určeno Stokesovou a Einsteinovou rovnicí pomocí difuzního koeficientu (D) :
)6( rNTR
AD 12 sm
R …obecná plynová konstanta (8,3144 J.K-1.mol-1))( dX
dCdiff DSJ
NA … Avogadrova oknstantaFaktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková,
2.LF, 2.roč
1.Fickův zákon:
)( dXdC
diff DSJ 1smol
Difuzní rychlost je závislá:Přímo úměrně na : Ploše, kt. je difuzi k dispozici (S), Difuznímu koeficientu
( ),
a Koncentračním gradientu
)6( rNTR
AD
dxdC
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Color Atlas of Physiology, 5th edition, Thieme, 2003, pg. 21, upraveno
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Shrnutí 1.Fickova zákona:
Difuzní rychlost je tím větší, čím větší je : Plocha, na které difuze může probíhat, Difuzní koeficient, Absolutní teplota, Koncentrační gradient (Rozdíl koncentrací mezi výchozím a cílovým prostorem)
Difuzní rychlost je tím menší, čím větší je: Poloměr procházejících částic, viskozita látky, a velikost difuzní dráhy (potažmo čas)
- platí zcela pouze pro případ difuze v homogenním prostředí, nebo pro difuzi přes obyčejnou porézní membránu, v případě lipidové membrány platí pro malé a nepolární molekuly, pro ostatní molekuly přibývají další faktory
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Difuze lipidovou membránou
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Faktory ovlivňující difuzi lipidovou membránou:Složení lipidové membrány procházejí jen malé a nepolární látky
rozpustné v tucích (O2, N2, CO2, ethanol, vyšší MK, steroidní hormony) …látky s vysokým rozdělovacím koeficientem olej-voda (k)
Faktory ovlivňující difuzi:
1)Fickův zákon a spol.2)Složení lipidové membrány3)Velikost procházejících molekul4)Chemická povaha molekul5)Náboj molekul i náboj membrány6)pH
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Color Atlas of Physiology, 5th edition, Thieme, 2003, pg. 21, upraveno
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Rozdělovací koeficient olej-voda „k“
Látky s malým k (většina biologicky důležitých látek, proteiny, polární látky, glycerol, …) jsou látky lipofobní, neboli hydrofilní, nerozpustné v tucích, membránou procházejí pomocí facilitované difuze
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Color Atlas of Physiology, 5th edition, Thieme, 2003, pg. 21, upraveno
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Facilitovaná difuze:
Přenos pomocí nosičů navázání transportované molekuly konformační změna nosiče uvolnění molekuly
- opět je zde třeba koncentrační spád (pasivní transport)
Saturovatelnost! Nasycení nosičů – umožňuje kompetitivní inhibici.
http://www.williamsclass.com/SeventhScienceWork/ImagesCellBricks/facilitatedDiffusion.jpg
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Color Atlas of Physiology, 5th edition, Thieme, 2003, pg. 21, upraveno
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_facilitated_diffusion_works.html
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Neiontová difuze, vliv pH, nábojBude snáze difundovat NH3 nebo NH4
+ ? NH3 !!
-slabé kyseliny nebo báze procházejí membránou snáze, pokud nemají náboj = neiontová difuze
-o tom, jestli tyto látky mají nebo nemají náboj rozhoduje pH ……vliv na difuzi
Ale!Náboj může molekulám i pomoci:
V případě rozdílného elektrického potenciálu na membráně je náboj hnací silou difuze (elektrodifuze). Ionty s pozitivním nábojem pak mohou přecházet na negativně nabitou stranu membrány a naopak.
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Shrnutí:
Velikost difuze závisí na: prostředí, ve kterém difuze probíhá veličinách obsažených v 1.Fickově zákoně složení lipidové membrány pH náboji membrány charakteru procházejících částic:
velikosti chemické povaze náboji
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
Děkuji za pozornost!
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč
http://maddgraphix.com/sci1-5l/plasma-Membrane.jpg
Použité zdroje:
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Atlas fyziologie člověka, 3.české vydání, Grada Publishing a.s., 2004, str. 20-23
Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Color Atlas of Physiology, 5th edition, Thieme, 2003, pg. 20-23
Leoš Navrátil, Josef Rosina a kol.: Medicínská biofyzika, Grada Publishing a.s., 2005, str.46
Otomar Kittnar: Fyziologické regulace ve schématech, str. 31-33 www.youtube.com http://highered.mcgraw-hill.com
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč