,Hoofdstuk 3 – membraantransport
Eenvoudige diffusie & thermodynamica van transmembranair transport
Diffusie
Diffusie = random beweging van partikels in vloeistof
= brownse beweging (naar Robert Brown)
Door botsing met andere deeltjes verandert het deeltje v richting
1D: per tijdsdeel Δt legt het deeltje een afstand ∂ af, naar links of rechts
- Distributie steeds breder
- Gemiddelde positie: x = 0
Gemiddelde verplaatsing = 0
Gemiddelde kwadratische verplaatsing = root-mean-squared (RMS) displacement = √𝑥𝑖2 (𝑡) = √2𝐷𝑡
𝜕2
met D = diffusie-coefficient = 2𝛥𝑡 en 𝑡 = 𝑛 × ∆𝑡
2−𝐷
In 2D: 𝑑𝑟𝑚𝑠 = √4𝐷𝑡
3−𝐷
In 3D: 𝑑𝑟𝑚𝑠 = √6𝐷𝑡
Diffusie van gassen: O2 & CO2
In haarvaten (capillairen) in weefsels:
- O2 naar haarvat van weefsel
- CO2 van weefsel naar haarvat
In longen
- O2 van lucht naar haarvat
- CO2 van haarvat naar lucht
Als cellen te ver van haarvaten liggen ; sterven af want
niet snel genoeg stofwisseling = max enkele 10tallen
µmeters
Meeste cellen in hersenen & hart : 10/20µm v capillair
De wetten van Fick
= macroscopische diffusie door Adolf Gaston Eugen Fick
1e wet van Fick
= hoeveel stof gaat er door een bepaalde opp per tijdseenheid
Netto : 100 naar rechts
J : flux (mol m-2 s-1) (mol cm-2 s-1)
𝑑𝐶 D : diffusiecoefficient (m2 s-1) (cm2 s-1)
𝐽 = −𝐷 × 𝑑𝑥
met
C : concentratie (mol m-3) (mol cm-3)
x : lengte (m) (cm)
Cimem =Ci
𝐷𝛽
Flux : 𝐽 = −𝑃 × (𝐶𝑖 − 𝐶𝑜 ) met P = permeabiliteitsconstante =
𝛥𝑥
ALS β = 0 => J = 0
Toepassing : gas transport in long
Bij longontsteking : meer vocht
dus diffusieafstand = groter
Als 1 long weg = opp daalt → hoe meer opp hoe
meer diffusie (transport)
Vgas ~= 220ml per min
Afname van concentratie-gradiënt over het plasmamembraan
Als extracellulair volume (C0) >>> intracellulair volume Vi → C0 constant maar wel invloed op Ci
𝐴𝐶𝑒𝑙𝑙
Surface – to – volume ratio (niet hetzelfde voor elke cel) : => bol
𝑉𝐶𝑒𝑙𝑙
meest ongunstig / traagste
𝑑𝐶𝑖 𝑑𝛥𝐶 𝐴
Aantal mol per tijdseenheid door PM: 𝑑𝑡
= 𝑑𝑡
= 𝐽 × 𝑉𝐶𝑒𝑙𝑙
𝐶𝑒𝑙𝑙
𝑡
Verandering v concentratie in de tijd: 𝛥𝐶(𝑡) = 𝛥𝐶(0)𝑒 −𝜏
𝑉𝐶𝑒𝑙𝑙
Met tau = 𝜏 = tijdsconstante = 𝐴
𝐶𝑒𝑙𝑙 ×𝑃
4
Inhoud bol: 3 𝜋𝑟 3
Inhoud kubus : l * b * h
Kracht van een elektrisch veld op een lading
De wet van Fick houdt geen rekening
met invloed v elektrisch veld op
geladen deeltjes : in cel → veel
geladen deeltjes
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