D I F U Z I A [PDF]

Zitiervorschau

Difuzia Difuzia este un proces de amestecare spontan inițiat (datorită principiului "Mișcării lui Brown") a particulelor a două substanțe, acționând treptat până la completa și ireversibila omogenitate a acestora. Cele două substanțe pot să fie substanțe gazoase, lichide sau solide. Pentru diferite substanțe există, conform legii lui Fick, diferiți coeficienți de difuzie D cu valori de la 1 cm²/s la gaze până la valori mult mai mici (de peste un miliard de ori) în cazul substanțelor solide. Difuzia moleculara reprezinta pătrunderea moleculelor unui corp, printre moleculele altuia, fără să existe curgere. Difuzia explică fluxul net al moleculelor dintr-o regiune de concentrație mai mare la una cu concentrație mai mică, dar este important de remarcat faptul că difuzia, de asemenea, apare atunci când nu există nici un gradient al concentrației. Rezultatul este o amestecare treptată a particulelor. Într-o fază, cu temperatură uniformă, fiind absente forțe externe nete care acționează asupra particulelor, procesul de difuzie va duce în cele din urmă în amestecarea completă. Exemplu: cerneala și apa. Se auto-amestecă, deci nu există curgere. La o temperatură mai ridicată, viteza de difuzie este mai ridicată datorită agitației termice care este mai intensă. Agitația termică este mișcarea dezordonată a moleculelor unui corp. În interiorul unui gaz sau lichid, există o presiune care provine din ciocnirea moleculelor între ele și pereții vasului. Difuzia apare la corpurile aflate in toate stările de agregare. Difuzia moleculară este de obicei descrisă matematic utilizând legea lui Fick.

Miscarea Brownia na În anul 1828 botanistul Rober-Brown a observat ca particulele de polen aflate în apa prezinta o miscare dezordonata vizibila la microscop. Particulele de dimensiuni de 1 m, asa cum sunt cele de polen sunt enorme fata de dimensiunile moleculelor. Vom numi generic aceste obiecte ca particule coloidale. Experimental s-a constat ca: -miscarea particulelor de polen nu se opreste niciodata -miscarea este mai intensa la temperaturi mai mari

În jurul anului 1860 s-a presupus ca miscarea browniana este determinata de ciocnirile suferite de particulele de polen din partea moleculelor mediului care se afla într-o continua agitatie termica.Totusi aceasta explicatie nu rezolva problema deoarece moleculele de apa sunt mult mai mici decât cele de polen, chiar daca rata ciocnirilor este de ciocniri/secunda.Practic cele mai multe deplasari ale particulelor de polen datorate acestor ciocniri sunt extrem de mici si deci nu vor fi vizibile. Totusi este posibil ca particulele de polen sa sufere o deplasare mult mai mare, atunci când dintr-o parte sunt ciocnite de mult mai multe molecule decât din cealalta parte. Astfel, Einstein a considerat ca ceea ce se observa la microscop sunt aceste deplasari aleatorii, mari si rare. Studiind aceste deplasari mari si rare nu se confirma numai daca presupunerea este corecta, ci se poate ajunge si la o caracterizare a miscarii moleculare invizibile. Pentru simplifcare vom considera o miscare aleatorie într-o dimensiune. Consideram ca într-un interval de timp t o particula se poate deplasa pe distanta L. Probabilitatile ca ea sa se deplaseze la dreapta si la stânga le presupunem egale cu .

L L L L -L -L -L -L

2L 3L 2L L 0 L 0 -L 0 L 0 -L -2L -L -2L -3L

Figura 1.1 : Posibilitatile unei miscari formata din trei pasi(unidimensionale). În fig. 1.1 este prezentata situatia unei miscari aleatorii din trei pasi. Exista sase posibilitati: Astfel la finalul miscarii particula este posibil sa ajunga la coordonatele 3L, L, -L ¸si -3L. Daca se calculeaza media coordonatei la care ajunge particula rezulta: ( )= =0 (1.1) La aproximativ acelasi rezultat se ajunge daca se considera un numar foarte mare de particule care se deplaseaza aleatoriu de-a lungul axei Ox. Totusi

probabilitatea ca miscarea sa se termine în origine este mica (în acest caz este chiar nula). Din acest motiv mai degraba este bine sa se calculeze media patratelor deplasarilor . În acest caz:

(

)=

=3

Astfel putem defini o „deplasare medie” ca

=√

(1.2) =√ L

Ecuatiile Difuziei. Prima Lege a Difuziei(Legea lui Fick)

Consideram o distributie uniforma a particulelor in directia Oy si Oz si o distibutie neuniforma în directia Ox (Fig. 1.2). Simplicam problema considerând ca în fecare interval de timp Δt, fecare particula se deplaseaza spre stânga sau spre dreapta cu distanta L. Consideram spatiul împartit într-o serie de paralelipipede cu aria bazelor egala cu S, având dimensiunea pe directia axei Ox egala cu L.

y

z

x-l

S x

x

S

S

●

L

L

L

Fig. 1.2

Considerând suprafata S notata cu a. În timpul Δt jumatate din particulele aflate în paralelipipedul din stânga suprafetei a, trec prin aceasta suprafata din stânga spre dreapta. Considerând concentratia reala a particulelor din acest paralelipiped ca find n(x-L) (aici trebuie înteles ca n este considerat la coordonata x - L, adica concentatia din centrul acestui paralelipiped). Rezulta ca numarul de particule ce trece prin suprafata a din stânga spre dreapta este:

= n(x-L)LS

(2.1)

În acelasi interval de timp jumatate din particulele din paralelipipedul din dreapta care trec spre stânga prin suprafeta a. Numarul acestora este:

= n(x)LS

(2.2)

unde n(x) este concentratia medie de particule în acest paralelipiped. Numarul net de particule ce trec din stânga spre dreapta este: [n(x-L) – n(x)]LS (2.3) Daca dezvoltam n(x-L) in jurul lui x

n( x – L) = n(x) -

L

(2.4)

Consideram derivata partiala a lui n,deoarece n este functie de coordonata x si timpul t.Atunci ΔN =-

S

(2.5)

Definim densitatea fluxului de particule ca fiind numarul de particule care trec in unitatea de timp prin unitatea de suprafata. In cazul considerat J=

(2.6)

j=-

(2.7)

D=

(2.8)

j = -D

(2.9)

Rezulta:

Deoarece:

Obtinem:

Relatia de mai sus este adevarata pentru difuzia de-a lungul axei Ox.Ea poate fi generalizata in cazul difuziei pe o directie oarecare. j=

+

+

(2.10)

j = -D [

+

+

]

(2.11)

sau: j = -Dgradn =-D n

Legea a II-a a difuziei Consideram ca difuzia particulelor are loc pe directia Ox. Problema care se pune este aceea de a lega variatia concentratiei numarului de particule de densitatea fuxului de particule. Pentru aceasta vom calcula dintr-un paralelipiped de suprafata S perpendiculara pe axa Ox, concentrat pe coordonata x = 0 si cu dimensiunea laturii paralele cu Ox egala cu L (Fig. 1.3).

y

z

x

j(x-L/2)

j(x+L/2) x-L/2

x

x

Fig. 1.3 Legea a doua a difuziei

Variatia numarului de particule din paralelipipedul considerat este egal cu diferenta dintre numarul de particule care intra ¸si care ies în unitatea de timp.

A doua lege a lui Fick - viteza de variatie a concentratiei in orice punct al sistemului este proportionala cu variatia in spatiu a gradientului de concentratie(derivat a doua concentratie pe directia x).

dC d  dC  d 2C  D    D 2 dt dx  dx  dx

Legile lui Fick indica aspectul cantitativ a fenomenului de difuziune.

Importanta difuziei gazelor in biologie si medicina

În procesele de respiraţie a plantelor, dar şi în fotosinteză se întâlneşte difuzia gazelor (îndeosebi CO2, O2 şi N2). Fluxul de difuziune (viteza de difuziune:

m sau t

v ) este direct t

proporţional cu aria, S, a suprafeţei prin care se face difuzia, dupa cum arată legea lui Fick, iar organismele aerobe au nevoie de o suprafaţă de contact cu mediul extern gazos, cât mai mare posibilă. Prin difuziune se pot face schimburile gazoase , necesare proceselor vitale la microorganisme şi organismele macroscopice (dar de talie mică) deoarece aria suprafeţei lor raportată la volumul corporal este mare. Schimburile gazoase între organism şi mediu se face prin frunze la plantele superioare, iar frunzele oferă o suprafată de contact cu atmosfera foarte întinsă (cazul plantelor terestre) sau cu apa (cazul unor plante acvatice). La nivelul alveolelor pulmonare a căror arie totală este foarte mare (60 – 120 m2) şi la nivelul ţesuturilor ale multor specii de animale superioare se realizează schimburile de gaze (O2 şi CO2). Schimbul de gaze dintre aerul alveolelor şi sânge (alveolele sunt bine irigate cu sânge) se face prin membranele alveolare umectate. Gazele din atmosferă sunt solvatate în lichidul de umectare. În urma ventilaţiei pulmonare, în alveole, gazele componente sunt solvite în filmul de lichid ce le umectează, apoi difuzează prin membranele alveolare spre vasele de sânge. Gazele acestea rămân solvite în sânge sau parţial pot realiza combinaţii chimice labile (oxihemoglobina şi carbohemoglobina) sau stabile (carboxihemoglobina). Combinaţiile labile ale hemoglobinei, O2 şi CO2 se stabilesc şi se distrug în funcţie de presiunile parţiale ale acestor gaze.

Presiunea parţială a oxigenului, la nivelul alveolelor este relativ mare (100 Torr) ceea ce face ca oxigenul alveolar să treacă în sângele venos (prin dizolvare urmată de difuzie). Oxihamoglobina se formează aici cu hemoglobina din eritrocite. Presiunea parţială a oxigenului este mult mai mică (20 ÷ 40 Torr) la nivelul nivelul ţesuturilor ceea ce implică eliberarea sa din complexul oxihemoglobinei, dar presiunea parţială a CO2 este mare (53 ÷ 76 Torr) favorabilă formării carbohemoglobinei. La nivelul pulmonului, presiunea parţială a CO2 este mai scăzută (40 Torr) ceea ce conduce la eliberarea CO2 din complexul carbohemoglobinic. CO2 este mult mai difuzabil decât O2, raportul coeficienţilor de difuziune fiind foarte mare.

Aplicatii in biologie a ecuatiei difuziei.Permeabilitatea unei menbrane Consideram un model de membrana biologica în care membrana este strabatuta de pori, numarul acesta find de k pe unitatea de suprafata,iar sectiunea acestora find S.Vom considera un singur por de lungime L, ca în Fig. 1.4: În stânga concentratia de particule în apa este n0, iar in dreapta concentratia acestora este nula. Dupa un anumit timp datorita trecerii particulelor dintr-o parte si de alta a porului concentratiile de particule ar trebui sa devina egale. Totusi vom considera ca trecerea dintr-o parte în alta a particulelor este un proces extrem de lent, fapt ce face ca difuzia considerata sa fie una stationara.

S

0 L Figura 1.4 Reprezentarea unui por

x

Bariera selectivă care separă două compartimente şi permite recerea prefernţială a unei specii în raport cu altele, sub influenţa unei forţe de transfer reprezintă membrana. Puterea de separare este rezultatul diferenţei în viteza de transfer a componenţillor, determinată de forţa de trnsfer şi de interacţiunile cu membrana. Pelicula de grosime neglijabilă faţă de aria suprafeţei având caracteristici fizico – chimice reprezintă membrana. Pentru a înţelege mai bine fenomenele de transport prin membrana celulară vom discuta cele două fenomene de transport pasiv, difuzia şi osmoza, pentru diferite tipuri de membrane cu diferită permeabilitate pentru solvent şi solvit. Clasificarea membranelor:  membrana permeabilă – atât pentru solvent cât şi pentru solvit  membrana selectiv permeabilă – diferă pentru diverşi solviti în cazul membranelor biologice

 membrana ireciproc permeabilă – diferă pentru acelaşi solvit  membrana semipermeabilă – doar pentru solvent.

= -DA

=-

(

-

)=-

AΔc = -PAΔc

P=

P – coeficientul de permeabilitate a membranei pentru solvit - coeficient de partitie

Difuzie nestationara în gaze Daca procesul de difuzie este caracterizat de variatia în timp a gradientului concentratiei, fuxul de difuzie variaza în timp iar difuzia se numeste nestationara.

d p

T

S

p

T

Difuziune nestationara

Difuziune stationara in gaze

Daca procesul de difuziune este caracterizat de constanta in timp a gradientului concentratiei, difuzia se numeste stationara.

A

O

x

l Difuziune stationara

l

Difuzia in lichide si solide Mecanismul de difuzie în lichide este diferit decât cel din cazul gazelor. Procesele de difuzie în gaze sunt determinate de drumul liber al moleculelor. În lichide, ca si în gazele de densitate foarte mare, conceptul de drum liber mediu îsi pierde întelesul. În lichide distanta medie dintre molecule este de acelasi ordin de marime ca si dimensiunea moleculelor, deci moleculele nu au un "drum liber" mediu. Moleculele lichidului pot numai sa oscileze pe distate egale cu distantele intermoleculare. Din când în când o molecula ce oscileaza, ca rezultat al fluctuatiilor, poate sa primeasca de la moleculele vecine un surplus de energie suficient pentru ca molecula sa execute un salt de lungime b: Molecula va oscila un timp în noua pozitie de echilibru pâna ce va primi din nou sufcienta energie pentru a realiza un nou salt. Oscilatiile moleculelor de lichid împreuna cu salturile pe care acestea le realizeaza reprezinta miscarea termica a lichidelor.

DIFUZIA PARTICULELOR NEÎNCĂRCATE Se consideră ca două compartimente despărţite de o membrana permeabilă în care solvitul se află în concentraţie diferită iar concentraţia fiind constantă în interiorul membranei, variind liniar. Gradientul de concentraţie în membrana va fi :

gradC 

C dx

În acest caz dx rprezintă grosimea membranei adică r iar gradientul devine gradC 

C r

Prima lege de difuzie a lui Fick devine: J d  D 

C C D  D     C   P  C dx r R

P – reprezintă coeficientul de permeabilitate membranară În acest caz vorbim de difuzia pe o direcţie x normală la suprafaţa membranei.

Coeficientul de permeabilitate e uşor de măsurat spre deosebire de coeficientul de difuziune şi de grosime a membranei. Mobilitatea solvitului respectiv în membrană este proporţional cu coeficientul de permeabilitate. Permeabilitatea este determinată în cazul în care membrana desparte două medii apoase, de coeficientul de partiţie solvent, definit ca raport între solubilitatea substanţei în solvent şi cea în apă. În grafic se observă variaţia coeficientului de permeabilitate membranară (în acest caz s –a folosit membrană permeabilă)in funcţie de masa molară a soluţiei. Cum trecerea prin membrană este proporţională cu coeficientul de permeabilitate, această curbă reprezintă de asemenea difuzia in funcţie de cantitatea de soluţie. DIFUZIA IONILOR

Electroliţii sunt substanţe formate din ioni pozitivi şi ioni negativi. În stare solidă în nodurile reţeli cristaline se găsesc ioni iar în momentul dizolvării se produce disocierea electrolitică şi în soluţie se vor afla sarcini electrice libere realizând soluţii de electrolit. Difuzia ionilor se analizează:  membrană permeabilă  membrană permeabilă; se aplică şi se menţine o diferenţă de potenţial electric între cele două compartimente  membrană selectiv permeabilă Membrana permeabilă este pentru toţi ionii din soluţie şi nu se impune o diferenţă de potenţial, difuzia ionilor nu diferă prin nimic de cea a particulelor neîncărcate, realizându-se în sensul gradientului de concentraţie.

Membrană permeabilă; se aplică şi se menţine o diferenţa de potenţial

Se consideră două compartimente despărţite de o membrană permeabilă în care se află o soluţie de electolit (KCl), în aceeaşi concentraţie. Între cele două compartimente se aplică o diferenţă de potenţial (V2 >V1) iar permeabilitatea membranei pentru cei doi ioni (Na+ şi Cl-) este aceeaşi. Electrolitul se află în stare disociată (Na+ şi Cl-), ionii vor fi atraşi spre potenţial mai mare (pozitiv) şi spre potenţial mai mic (negativ). Echilibrul va fi stabilit pentru situaţia în care fluxurile conjugate a gradientului de concentraţie respectiv gradientului electric se vor egala. Datorită deplasării sarcinilor negative spre electrodul pozitiv şi a celor pozitive spre cel negativ apare o diferenţă de concentraţie pentru fiecare ion în parte cu concentraţie mai mare de Na+ compartimentul 1 şi o concentraţie mai mare de Cl- în compartimentul 2 (vezi figura). Deci, concentraţii inegale ale celor doi ioni în fiecare compartiment.

Difuzia prin canale ionice(pentru particule incarcate)

În cazul substanţelor ionizate care nu sunt liposolubile, trecerea lor prin membrană se realizează prin structuri proteice specializate care străbat membrana pe toată grosimea ei şi creează astfel căi de trecere pentru ioni şi formând canale. De regulă, canalele permit trecerea ionilor în ambele sensuri, direcţia fiind impusă de gradientul electro – chimic. De asemenea canalele prezintă de obicei selectivitate. Acest canal nu trebuie privit ca un simplu tub ci ca un organ cu structură şi funcţii complexe. Canalele selective ionice sunt structuri specializate în transportul diferitelor specii ionice: Na+,K+,Ca++,Mg++,H+,etc. Prin faptul că distribuţiile ionice în citoplasmă sunt extrem de importante pentru structuralizarea şi funcţionarea acesteia, canalele ionice sunt prevăzute cu subunităţi care acţionează ca senzori, filtre şi porţi în aşa fel incât probabilitatea trecerii altor hidroelectroliţi decât cei care trebuie, să fie cât mai mică.

Pentru diferite specii ionice, selectivitatea canalului depinde de bariera energetică de legare a ionului de canal. În momentul transportului se formează un complex între enzima transportatoare şi ionul transportat ( canalul ionic). Funcţionalitatea este descrisă de cinetica Michaelis– Menten: Formula din carte

Unde: S1 şi S2 reprezintă concentraţia ionului în cele două compartimente - constanta de viteză k+ ce exprimă bariera energetică de legare a ionului de canal - bariera energetică de translocare a ionului pe cealaltă faţă exprimată prin k - S reprezintă substratul Eficacitatea transportului prin canale este deosebit de mare.Printr-un singur canal pot trece 106-108 ioni/s. Se poate bloca orice tip de canal prin diferite toxine: exemplu tetrodotoxină sau saxotoxină pentru canalele de sodiu şi tetraetil – amoniu pentru canalele controlate electric şi cele de potasiu. Prin modificarea conformaţională a proteinei canal se realizează deschiderea sau închiderea canalului. Deschiderea sau închiderea canalului poate fi realizată: - chimic prin molecule care se leagă specific la proteina canal - electric, prin modificarea potenţialului membranar - prin alte mecanisme ( canale sensibile la presiune) Grupările polare sensibile la modificări de potenţial membranar pot controla electric canalele. Are loc un transfer de sarcini, în acest caz, ce implică apariţia unui curent de poartă care este de 1000 de ori mai mic decât curentul ionic prin canal.

Am specificat că există o selectivitate deci o difuzie diferenţiată a speciilor de ioni. În cazul cationilor, canalele, mult mai frecvente decât pentru anioni, au la intrare sarcini negative ce resping anionii. În cazul ionilor de acelaşi semn, selectivitatea se realizează prin dimensiune şi prin alte mecanisme. Pentru ionii sodiu, modul în care se realizează selectivitatea nu este complet elucidat, pare a fi legat de o asociere specifică între pereţii canalului şi o moleculă de apă de hidratare. Deoarece are loc transportul de specii ionice ( sarcină electrică) se defineşte conductanţa canalului ( inversul rezistenţei electrice g 

1 ; ca unitate de măsură în S.I. 1S =Ω-1). Conductanţa canalului R

deschis, are valoare constantă iar pentru o porţiune de membrană valoarea este dată de produsul dintre conductanţa unui canal izolat şi densitatea canalelor deschise. Conductanţa unui canal reprezintă de fapt echivalentul electric al permeabilităţii ei pentru o anumită specie ionică. Astfel, prin procesul de difuzie prin canale are loc transportul particulelor încărcate.

Difuzia simpla

Difuzia simplă se datorează agitaţiei termice a moleculelor, în sensul gradienţilor de concentraţie, descrisă de legile lui Fick şi adaptate transportului prin membrană. În acest caz mecanismele de difuzie, datorită structurii de strat bilipidic al membranei celulare, vor fi diferite pentru următoarele particule: - hidrofile – ioni şi molecule polare - hidrofobe – nepolare Pemeabilitatea membranei este determinată de proprietăţile stratului bilipidic şi de caracteristicile particulei.

Astfel, zona internă fiind hidrofobă , o anumită particulă trebuie să străbată zona hidrofilă , să pătrundă în zona hidrofobă, pentru a trece de pe o faţă pe alta a membranei şi astfel mecanismele de difuzie sunt diferite pentru particulele hidrofile ( ioni şi molecule polare) şi paticulele hidrofobe (nepolare) – particule hidrosolubil şi liposolubile. În cazul unei substanţe solubilitatea este diferită în mediul apos şi membrană. Coeficientul de partiţie solvent – apă -β reprezintă raportul dintre solubilitatea unui solvent şi solubilitatea în apă. Dacă în soluţie avem o concentraţie C, pe interfaţa soluţie – membrană (δ – grosimea membranei) ea are valoarea: C m    C În acest caz prima lege a lui Fick devie: J  D m

C ; C m    C1    C 2 unde C1>C2 astfel 

J  D m 

C1  C 2  D  ; J   m C1  C 2  iar raportul  

Dm    P - acest reprezintă coeficientul de permeabilitate membranară 

pentru substanţa respectivă În cazul transportului unui ion din mediul apos trebuie efectuat un lucru mecanic care este cu atât mai mare cu cât raza particulei e mai mică şi sarcina mai mare. Membrana este o barieră în calea difuziei ionilor deci transportul lor prin membrana celulară nu poate avea loc prin difuzie simplă ci prin mecanisme specializate care înlătură bariera energetică. Macroionii nu pot difuza prin membrană datorită sarcinii electrice şi dimensiunii mari. Pentru moleculele hidrofob( hidrofobe), permeabilitatea membranei este cu atât mai mare cu cât dimensiunea particulei este mai mică ( stratul dublu lipidic are o structură relativ compactă).

Astfel, prin difuzie simplă,pot traversa membrana doar moleculele mici nepolare.

Difuzia facilitata

În cazul moleculelor mari hidrofile, cum sunt de altfel mulţi factori nutritivi necesari celulei, acestea nu pot traversa membrana nici prin difuzie simplă şi nici prin difuzie prin canale. Intervine un transport mediat de o moleculă transportatoare, mecanism numit difuzie facilitată. Se întâlneşte uneori şi transport ionic prin difuzie facilitată. În acest caz, fluxul creşte mai lent la început, apoi mai rapid decât în cazul difuziei simple, pentru ca la diferenţe mari de activitate să prezinte saturaţie. Fenomenul de difuzie facilitată creşte viteza de transfer datorită liposolubilităţii. Fenomenul implică o moleculă relativ mare ce fixează oarecum specific solvitul şi îl recunoaşte. Există situaţii în care fluxul nu mai este proporţional cu diferenţa de activitate chimică. Acest tip de transport poate fi tratat analog cineticii Michaelis – Menten potrivit căreia procesul decurge în două etape: în prima se formează complexul enzimă –substrat iar în a doua se scindează produşii de reacţie cu eliberarea catalizatorului. Analogia poate fi făcută deoarece proteina transportatoare are situsuri specifice de legare a substratului. Viteza de transfer este maximă atunci dând toate siturile de legare au fost ocupate. Fiind un proces de transport pasiv deplasarea are loc de la concentraţie mare la concentraţie mică fără aport de energie din partea celulei. Prin difuzie facilitată se transportă molecule ce nu pot trece nici prin canale ionice, nici prin matricea lipidică, nefiind liposolubile, aşa cum este cazul unor zaharuri foarte importante pentru metabolismul celular.

Molecula transportatoare recunoaşte molecula ( ionul) pentru care este specific şi o introduce în celulă în sensul gradientului electrochimic. Eficienţa acestui tip de transport este mai mică decât a celui prin canale dar este cu un ordin de mărime mai eficient decât difuzia simplă. Difuzia facilitată se poate realiza prin intermediul unor molecule cunoscute sub numele de ionofori şi care sunt de două categorii: transportori difuzibili ( cărăuşi) şi molecule formatoare de pori ( canale) prin care se poate realiza difuzia. Cărăuşul este un peptid ciclic cu mare afinitate pentru un anumit ion în partea sa internă şi mare afinitate pentru lipide la exterior. Din acest motiv el ia ionul din compartimentul unde se află în concentraţie mai mare şi îl transportă pe cealaltă faţă unde concentraţia este mai mică. O substanţă care inclusă în membrana celulară permite translocarea ionilor de pe o faţă pe alta a membranei ( canal sau transportor) poartă numele de ionofor. Ionoforii produşi de microorganisme sunt antibioticele şi constituie arme de apărare împotriva altora, anihilându-le potenţialul transmembranar. Ionofori de tipul canal sunt şi filipina, nistatina şi amfotericina B, care se inserează formând pori numai în membranele care conţin steroli. Acţiunea lor antibiotică se bazează pe marea afinitate c o au pentru colesterol. Antibioticul se autoinseră în membranele ce conţin mai mult colesterol realizând un por larg şi neselectiv. Porii suplimentari cresc foarte mult transportul ionic pasiv care nu mai poate fi compensat de cel activ. De aceea aceste substanţe sunt utilizate în practica medicală ca antifungice. În cazul transportului de apă, respectiv a protonilor, acest se realizează atât prin difuzie simplă cât şi prin canale, permeabilitatea membranei pentru apă fiind mult mai mare. Astfel, prin fenomenul de difuzie facilitată se transportă moleculele mari hidrofile.

„Elemente de Biofizica”

Emil Petrescu, Cârtoaje Crisitina 31 decembrie 2007

PROIECT REALIZAT DE: Puiu Dragos , Cuzac Ioana, Jalba Mihai Dima Ramona , Cretu Emilian