Faktory ovlivňující velikost difuze

Prezentace na téma: "Faktory ovlivňující velikost difuze"— Transkript prezentace:

1 Faktory ovlivňující velikost difuze
Funkce buněčné membrány: Faktory ovlivňující velikost difuze Hana Kucharčíková, 2.ročník, 7.kruh, 2.LF

2 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. 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

3 Gradienty: Gradient koncentrační Gradient Elektrický
Koncentrační gr. + Elektrický gr. = Elektrochemický gradient Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč

4 Difuze v homogenním prostředí
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč

5 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

6 Difuzní rychlost 1. Fickův zákon
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč

7 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) : R …obecná plynová konstanta (8,3144 J.K-1.mol-1) NA … Avogadrova oknstanta Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč

8 ( ), 1.Fickův zákon: Difuzní rychlost je závislá:
Přímo úměrně na : Ploše, kt. je difuzi k dispozici (S), Difuznímu koeficientu ( ), a Koncentračním gradientu 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

9 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

10 Difuze lipidovou membránou
Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč

11 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 membrány 3)Velikost procházejících molekul 4)Chemická povaha molekul 5)Náboj molekul i náboj membrány 6)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

12 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

13 Facilitovaná difuze: Saturovatelnost! Nasycení nosičů – umožňuje kompetitivní inhibici. Přenos pomocí nosičů navázání transportované molekuly konformační změna nosiče uvolnění molekuly - opět je zde třeba koncentrační spád (pasivní transport) 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

14 Neiontová difuze, vliv pH, náboj
Bude 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

15 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

16 Děkuji za pozornost! Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč

17 Použité zdroje: Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Atlas fyziologie člověka, 3.české vydání, Grada Publishing a.s., 2004, str Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopulos: Color Atlas of Physiology, 5th edition, Thieme, 2003, pg Leoš Navrátil, Josef Rosina a kol.: Medicínská biofyzika, Grada Publishing a.s., 2005, str.46 Otomar Kittnar: Fyziologické regulace ve schématech, str Faktory ovlivňující velikost difuze, Hana Kucharčíková, 2.LF, 2.roč