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Diffusione attraverso doppi strati fosfolipidici.

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Presentazione sul tema: "Diffusione attraverso doppi strati fosfolipidici."— Transcript della presentazione:

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3 Diffusione attraverso doppi strati fosfolipidici

4 J S = P C con P = -D m R/ x = permeabilità della membrana R = coefficiente di ripartizione olio/acqua R = [S] olio /[S] acqua Diffusione attraverso doppi strati fosfolipidici

5 Coefficiente di diffusione Il coefficiente di diffusione libera D dipende da: - temperatura assoluta T - caratteristiche fisico-chimiche di soluto e solvente dimensioni molecola: raggio r attrito viscosità liquido D = kT/6 π r (almeno volte più grande nei gas che nei liquidi) k = R/N N = R = 8.3 J mol -1 K -1

6 Sinapsi chimica Membrana presinaptica Spazio sinaptico Membrana postsinaptica Vescicola presinaptica

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10 BIOFISICA Anno Accademico Test di ingresso -Dalla relazione D = kT/6r si dimostri che D ha le dimensioni di un quadrato di una lunghezza diviso per il tempo. -Calcolare il numero di molecole di N-acetiltriptofanammide che attraversano in 25 s una membrana di area S=3x10 2 cm 2, sapendo che la differenza di concentrazione ai due lati della membrana è ΔC = 3x10 -2 M. Il coefficiente di permeabilità dell' N- acetiltriptofanammide nella membrana è 1.2 x cm s -1. [R: 1.63x10 21 ]. - Una cellula sferica ha raggio r = 0.25 m. Supponendo che, attraverso la sua superficie, entri un flusso d'acqua costante pari a 2.0 x10 -8 cm s -1, calcolare la variazione percentuale di volume dopo 30 s. [R: 7.2 %] - Considerando la relazione: mv2/2 = 3kT/2 con k = R/N, dimostrare che R ha le dimensioni di unenergia divisa per la temperatura assoluta e per mole. Calcolare, inoltre, il valore numerico di R in J/°K mol, sapendo che R = atm L/ °K mol.

11 -Il coefficiente di diffusione dellO 2 in H 2 O (η20°( H 2 O) =1.005 x10 -3 Pa s) è 1x10 -9 m2 s-1 a 20°C. Calcolare il valore del coefficiente di diffusione dellO2 nel sangue sapendo che la viscosità di questo mezzo è η37° = 2.084x10 -3 Pa s. [R: 5.1x m 2 s -1 ] -L'emoglobina ha un coefficiente di diffusione 10 volte minore rispetto a quello del glucosio. Quanto tempo impiegherà mediamente una molecola d'emoglobina per diffondere attraverso un sottilissimo strato d'acqua, sapendo che una molecola di glucosio l'attraversa in 50 ns? [R: 500 ns] -Indicare in che modo i seguenti parametri possono influenzare il coefficiente di diffusione d'una sostanza: a) peso molecolare della sostanza diffondente; b) viscosità del mezzo disperdente; c) composizione atomica della sostanza diffondente; d)struttura spaziale della sostanza diffondente; e) temperatura del sistema.

12 Le membrane biologiche sono selettivamente permeabili: permeabili a molecole idrofobe e di piccole dimensioni, impermeabili a quelle polari Permeano le molecole di acqua (polari ma piccole), i gas (CO 2, O 2, N 2 ), altre molecole piccole polari (glicerolo), molecole grandi apolari (ormoni steroidei, idrocarburi). Ioni, zuccheri, AA, etc. permeano grazie a proteine di trasporto (carriers e proteine canale)

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14 PROTEINE DI MEMBRANA 1) CANALI: proteine integrali (generalmente glicoproteine), che funzionano come pori per consentire lentrata e luscita di determinate sostanze in cellula. 2) TRASPORTATORI (o carriers): proteine che, mediante cambiamenti conformazionali, consentono il passaggio selettivo di determinate molecole o ioni. 3) RECETTORI: proteine integrali che riconoscono specificatamente determinate molecole (ormoni, neurotrasmettitori, nutrienti ecc.). 4) ENZIMI: proteine integrali o periferiche che catalizzano reazioni enzimatiche sulla superficie della membrana. 5) ANCORAGGI DEL CITOSCHELETRO: proteine periferiche, affacciate dal lato citoplasmatico della membrana, che servono per ancorare i filamenti del citoscheletro. 6) MARCATORI DI IDENTITA CELLULARE: glicoproteine o glicolipidi caratteristici di ciascun individuo, che permettono lidentificazione delle cellule provenienti da altri organismi (es. marcatori ABO).

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17 Meccanismi di trasporto Passaggio di sostanze tramite: processi biochimici trasporto facilitato trasporto attivo

18 C1C1 C2C2 Time (s) ΔCΔC J = PΔC Equilibrio diffusivo

19 tempo J ΔC = costante


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