http://www.netvibes.com/kanli

Hva vi skal gjennomgå:• Hvorfor transport inn og ut av cellen?

• Hvordan kommer stoffer inn og ut av cellen?

• Ionestrøm fører til elektrisk spenningsforskjell

• Litt om membranpotensialet

• Elektrokjemisk likevekt: Nernst-likning og Gibbs-Donnan-likevekt

• Cellevolumregulering

Hvorfor lære om dette?

• livsviktig for cellen og oss

• nyttestoffer inn/avfallsstofferut

• cellevolumregulering

• kommunikasjon mellom indre

og ytre miljø

• homøostase - balanse

Hva slags nyttestoffer/avfallsstoffer? Eks:

• Glukose, aminosyrer, vitaminer, mineraler

• H+, urea, CO2

Hva slags kommunikasjon? Eks:

• Hormonpåvirkning, nervestimulering

En utfordring for homøostase

-et eksempel:

• Glykogen til glukosemolekyler

• Antall partikler i cellen øker = ubalanse

• Vann vil trenge inn (hvorfor skal vi se snart)

• Cellen vil svelle

• Stoffer i cellen må transporteres ut

• Vann må fjernes fra cellen

Hva er diffusjon?

• Tilfeldige og uordnete termiske bevegelser

til molekyler, ioner, atomer (Brownian

motion)

• Kolliderer og forandrer retning

• Utviske konsentrasjonsforskjeller

stoffet beveger seg fra høy til lav konsentrasjon

= med/ned konsentrasjonsgradienten

Først en gjennomgang av diffusjon:

http://www.somegeekintn.com/bits/images/geekcam/snapshots/Nose.jpg

Diffusjon er…

• Rask over korte distanser

-O2 fra kapillær til vevsvæske til celle

• Langsom over større distanser

Eksempler på diffusjonstider

Avstand t for 50% diff.

100 Å 10-7 sek cellemembran

1 µm 10-3 sek mitokondrion

10 µm 10-1 sek celleradius

100 µm 10 sek muskelfiber

2 mm 1,1 time ½ øyelinse

2 cm 4,6 dager v.myokardium

Diffusjonshastighet:

• Avhengig av:

• konsentrasjonsgradienten

(konsentrasjonsforskjell/avstand)

• temperatur

• størrelse på molekyl

• viskositet (væskens ”seighet”)

Adolf Eugen Fick

(f 1829; d 1901)

Ficks lov om diffusjonshastighet

Ficks lov om diffusjonshastighet:

J = -DA cx

J = diffusjonshastighet (mol/sek)

D = diffusjonskoeffisient (avh. av størrelse, T, osv.,

cm2/sek)

A = areal av membran (cm2)

= konsentrasjonsforskjell over membranen (mol/cm3)

= membranens tykkelse (cm)

c

x

OSMOSE ?

Hva er

salt-

ioner

vannmolekyl

http://www.youtube.com/watch?v=7WX8zz_RlnE

Så osmose defineres som:

• Vannstrøm gjennom en semipermeabel

membran fra den siden hvor

konsentrasjonen av oppløste stoffer er

minst til den siden av membranen der

konsentrasjonen av oppløste stoffer er

høyest (fra høy til lav vannkonsentrasjon)

• Skjer fordi de oppløste stoffene har senket

vannets kjemiske potensial

Osmotisk trykk

• Får væskenivået i røret til å stige

• Avhengig av hvor mange løste partikler det

er i løsningen – ikke hva slags partikler

• Kan motvirkes av et hydrostatisk trykk

Jacobus Henricus van't Hoff 1853-

1911)

van’t Hoffs og osmotisk trykk

• http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1901/hoff-lecture.pdf

van’t Hoffs lov for å beregne

osmotisk trykk:

π =RT(Φic)

π = osmotisk trykk (pi)

R = ideelle gasskonstant

T = absolutte temperatur

Φ = osmotisk koeffisient (phi/fi)

i = antall ioner når molekylet ionisert

c = konsentrasjon (mol/liter)

Osmolaritet (osmol/liter)osmolalitet (osmol/kg)

Eks 0,154 M NaCl i vann

-kan regnes ut (Φic=0,93 x 2 x 0,154 =

0,286 osmol/L = 286 milliosmol/L (mOsm))

-kan estimeres (2 x 0,154 = 308 mOsm)

-kan måles (eks frysepunktdepresjon)

Totalosmolaritet i plasma? 295 mOsm

Osmotisk trykk avhengig av løsningens konsentrasjon av partikler =

http://lsvr12.kanti-frauenfeld.ch/KOJ/Java/Osmosis_fast.html

Osmose: animasjon

Homøostase

Diffusjon

Osmose

Osmotisk trykk

Osmolaritet

Transportveier