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