Diffusione attraverso doppi strati fosfolipidici.

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

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3 Diffusione attraverso doppi strati fosfolipidici

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

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/6πr (almeno volte più grande nei gas che nei liquidi) k = R/N N = 6.02●1023 R = 8.3 J●mol-1K-1

6 Vescicola presinaptica
Sinapsi chimica Vescicola presinaptica Membrana presinaptica Spazio sinaptico Membrana postsinaptica

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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=3x102 cm2, 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 10-5 cm s-1. [R: 1.63x1021]. - 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 un’energia 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 dell’O2 in H2O (η20°( H2O) =1
Il coefficiente di diffusione dell’O2 in H2O (η20°( H2O) =1.005 x10-3 Pa s) è 1x10-9 m2 s-1 a 20°C. Calcolare il valore del coefficiente di diffusione dell’O2 nel sangue sapendo che la viscosità di questo mezzo è η37° = 2.084x10-3 Pa s. [R: 5.1x10-10 m2 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 (CO2, O2, N2), 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 l’entrata e l’uscita 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 l’identificazione 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 Equilibrio diffusivo C1 C2 Time (s) J = PΔC ΔC

19 ΔC = costante J tempo