COMPARTIMENTI IDRICI AMBIENTE ESTERNO AMBIENTE INTERNO

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Margherita Corradini
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1 COMPARTIMENTI IDRICI AMBIENTE ESTERNO AMBIENTE INTERNO

2 OMEOSTASI Stato di stabilità locale che tende a mantenersi lontano dallo stato di equilibrio EQUILIBRIO Stato di stabilità energetica, massima entropia e totale indisponibilità di energia ENTROPIA Misura della riduzione dell energia disponibile

3 Dimensione molecole Solubilità lipidi Composizion e strato lipidico Spessore membran a Gradiente di Concentrazion e PROPRIETÀ DELLA DIFFUSIONE LA DIFFUSIONE È UN PROCESSO PASSIVO DOVUTO AI MOVIMENTI SPONTANEI DELLE MOLECOLE (moto browniano) LE MOLECOLE SI SPOSTANO DA ZONE AD ALTA CONCENTRAZIONE A ZONE A BASSA CONCENTRAZIONE (gradiente di concentrazione) IL MOVIMENTO NETTO DELLE MOLECOLE CESSA QUANDO LA CONCENTRAZIONE È UGUA OVUNQUE (equilibrio dinamico) LA VELOCITÀ DI DIFFUSIONE È INVERSAMENTE CORRELATA ALLA DISTANZA (il tempo di diffusione aumenta con il quadrato della distanza) LA VELOCITÀ DI DIFFUSIONE È DIRETTAMENTE CORRELATA ALLA TEMPERATURA LA VELOCITÀ DI DIFFUSIONE È INVERSAMENTE CORRELATA ALLE DIMENSIONI DELLE MOLECOLE

Liquido extracellulare Solubilità lipidi Dimensione molecole Composizione strato lipidico Spessore membrana Gradiente di Concentrazion Liquido

4 Liquido extracellulare Solubilità lipidi Dimensione molecole Composizione strato lipidico Spessore membrana Gradiente di Concentrazion Liquido intracellulare Coefficiente di Diffusione (D) T = Temperatura assoluta r = raggio della particella η = viscosità del mezzo R = costante universale dei gas D = R T 6 π η r

5 Liquido extracellulare Solubilità lipidi Dimensione molecole Composizione strato lipidico Spessore membrana Gradiente di Concentrazione Liquido intracellulare Flusso di Diffusione (J) Legge di Fick per la Diffusione Passiva A = Area della membrana S = Spessore della membrana C 1 -C 2 = Gradiente di concentrazione D = Coefficiente di diffusione r = raggio della particella η = viscosità del mezzo J = D A S = D ( C 1 C2) 6 R π T η r

6 Diffusione Passiva Regolata

7 Diffusione Passiva Regolata

Diffusione Semplice Diffusione Passiva Diffusione Regolata Diffusione Facilitata

molecole (ioni) simili COMPETIZIONE Differenza di affinità tra le molecole (ioni)

trasporto di una specifica molecola (ione) Velocità trasporto fruttosio Velocità

8 Diffusione Semplice Diffusione Passiva Diffusione Regolata Diffusione Facilitata SPECIFICITA Capacità di trasportare una specifica molecola (ione) o un gruppo di molecole (ioni) simili COMPETIZIONE Differenza di affinità tra le molecole (ioni) trasportate dalla stessa proteina di trasporto SATURAZIONE Massima velocità di trasporto di una specifica molecola (ione) Velocità trasporto fruttosio Velocità trasporto aggiunta di Glucosio Tempo Trasporto massimo Concentrazione extracellulare

usata per spostare Na e K contro gradiente creando uno squilibrio energetico tra i due lati della membrana TRASPORTO

9 L energia potenziale dei nutrienti viene messa a disposizione della cellula METABOLISMO L energia dei nutrienti viene trasferita nei legami chimici ad alta energia dell ATP TRASPORTO ATTIVO PRIMARIO L energia dell ATP viene usata per spostare Na e K contro gradiente creando uno squilibrio energetico tra i due lati della membrana TRASPORTO ATTIVO SECONDARIO L energia accumulata nel gradiente di concentrazione viene usata per spostare molecole attraverso la membrana

11 ISOSMOTICA IPOSMOTICA IPEROSMOTICA OSMOLARITÀ Numero di particelle per litro di soluzione Osmoli per Litro osmol/l OsM Milliosmoli per Litro - mosm

Proprietà della diffusione osmotica L acqua si muove da un compartimento meno concentrato (ipoosmotica) verso un compartimento più concentrato (ipersmotico) Il movimento dell acqua dipende dal numero

12 Proprietà della diffusione osmotica L acqua si muove da un compartimento meno concentrato (ipoosmotica) verso un compartimento più concentrato (ipersmotico) Il movimento dell acqua dipende dal numero di particelle totali (osmolarità) e non dal numero di molecole (molarità) Il movimento dell acqua si arresta quando i due compartimenti raggiungono la stessa concentrazione (isoosmotica) La pressione esercitata dal movimento osmotico dell acqua è detta pressione osmotica

13 Legge di van t Hoff sulla Pressione Osmotica (P OSM ) T temperatura R costante universale dei gas n n numero di particelle di soluti V volume della soluzione P OSM = R T V n/v osmolarità della soluzione

Il prodotto delle concentrazioni di soluti permeanti deve essere uguale nei

14 ISOSMOTICA Equilibrio di GIBBS-DONNAN L equilibrio si raggiunge se vengono soddisfatte due condizioni: 1. Il prodotto delle concentrazioni di soluti permeanti deve essere uguale nei due compartimenti; = 10 = 8 = 12 = 12 = Nel compartimento dei soluti non permeanti i cationi devono essere uguali agli anioni

15 GRADIENTE DI CONCENTRAZIONE O CHIMICO GRADIENTE ELETTRICO OSMOSI

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