2,504 matches
-
Canalele ionice sunt bariere de selectivitate (datorită unei grupări electronegative F.S) și bariere de permeabilitate. Deschiderea și închiderea porului, proprietate care se numește “gating”, se manifestă prin tranzițiile aleatoare între conformații conductoare și neconductoare ale canalelor ionice. Evolutiv canalele ionice au apărut drept rezultat al necesității celulelor de a fi capabile să recepționeze informații din mediul exterior și de a le transmite ulterior. Din acest punct de vedere există două tipuri de canale ionice: ♦ Canale ionice specializate în codarea informației
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
neconductoare ale canalelor ionice. Evolutiv canalele ionice au apărut drept rezultat al necesității celulelor de a fi capabile să recepționeze informații din mediul exterior și de a le transmite ulterior. Din acest punct de vedere există două tipuri de canale ionice: ♦ Canale ionice specializate în codarea informației în potențiale de acțiune și medierea acestora ♦ Canale ionice specializate în detecția diferiților stimuli cum ar fi lumina, temperatura, stimuli chimici Canalele implicate în generarea potențialelor de acțiune sunt la rândul lor: 1. Canale
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
canalelor ionice. Evolutiv canalele ionice au apărut drept rezultat al necesității celulelor de a fi capabile să recepționeze informații din mediul exterior și de a le transmite ulterior. Din acest punct de vedere există două tipuri de canale ionice: ♦ Canale ionice specializate în codarea informației în potențiale de acțiune și medierea acestora ♦ Canale ionice specializate în detecția diferiților stimuli cum ar fi lumina, temperatura, stimuli chimici Canalele implicate în generarea potențialelor de acțiune sunt la rândul lor: 1. Canale al căror
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
a fi capabile să recepționeze informații din mediul exterior și de a le transmite ulterior. Din acest punct de vedere există două tipuri de canale ionice: ♦ Canale ionice specializate în codarea informației în potențiale de acțiune și medierea acestora ♦ Canale ionice specializate în detecția diferiților stimuli cum ar fi lumina, temperatura, stimuli chimici Canalele implicate în generarea potențialelor de acțiune sunt la rândul lor: 1. Canale al căror gating este determinat de interacțiunea lor cu molecule specifice (acetilcolina, histamine, etc.) și
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
o grupare de particule încărcate, capabile să se deplaseze în câmp electric. Această afirmație a fost verificată experimental în anul 1973, prin măsurarea curentului de poartă. Cu ajutorul tehnicii “patch-clamp” s-a reușit efectuarea unor măsurători la nivelul unui singur canal ionic. II.2.3.5. Tehnica “patch-clamp” de studiu a curenților transmembranari Tehnica “patch-clamp” sau “single channel recording” permite măsurarea curentului electric transmembranar printr-un singur canal ionic. Această metodă de măsură a fost dezvoltată de Erwin Neher și Bert Sackman
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
tehnicii “patch-clamp” s-a reușit efectuarea unor măsurători la nivelul unui singur canal ionic. II.2.3.5. Tehnica “patch-clamp” de studiu a curenților transmembranari Tehnica “patch-clamp” sau “single channel recording” permite măsurarea curentului electric transmembranar printr-un singur canal ionic. Această metodă de măsură a fost dezvoltată de Erwin Neher și Bert Sackman la mijlocul anilor 1970. Pentru metoda de cercetare “patch-clamp” acești cercetători au primit premiul Nobel pentru medicină în anul 1991. Prin această metodă se poate izola electric o
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
de aproximativ 1µm (pentru a avea o imagine a scalei trebuie să ne gândim că însăși celula are un diametru de 2050µm). Se lucrează la microscop cu un micromanipulator. Regiunea membranei de această dimensiune conține doar unul sau câteva canale ionice. Prin aplicarea unei depresiuni la gura pipetei se poate trage o bucățică din membrană și se poate detașa această bucată din membrana însăși. Se pot măsura variații de curent corespunzătoare deschiderii unui canal ionic, mai mici de 0,2 picoamperi
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
conține doar unul sau câteva canale ionice. Prin aplicarea unei depresiuni la gura pipetei se poate trage o bucățică din membrană și se poate detașa această bucată din membrana însăși. Se pot măsura variații de curent corespunzătoare deschiderii unui canal ionic, mai mici de 0,2 picoamperi. Prezentăm în continuare foarte succint pricipalele rezultate ale metodei de cercetare, “patch clamp”: Tehnica “patch-clamp” dă informații despre structura canalelor ionice, funcțiile lor și interacțiunea acestora cu alte proteine. Acest tip de experimente dau
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
din membrana însăși. Se pot măsura variații de curent corespunzătoare deschiderii unui canal ionic, mai mici de 0,2 picoamperi. Prezentăm în continuare foarte succint pricipalele rezultate ale metodei de cercetare, “patch clamp”: Tehnica “patch-clamp” dă informații despre structura canalelor ionice, funcțiile lor și interacțiunea acestora cu alte proteine. Acest tip de experimente dau informații asupra procesului de transport prin canalele ionice în scopul elaborării unui model fizic adecvat pentru difuzia ionilor prin porul proteinei. Tehnica “patch-clamp” dă informații importante legate
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
în continuare foarte succint pricipalele rezultate ale metodei de cercetare, “patch clamp”: Tehnica “patch-clamp” dă informații despre structura canalelor ionice, funcțiile lor și interacțiunea acestora cu alte proteine. Acest tip de experimente dau informații asupra procesului de transport prin canalele ionice în scopul elaborării unui model fizic adecvat pentru difuzia ionilor prin porul proteinei. Tehnica “patch-clamp” dă informații importante legate de probabilitatea de deschidere a unui canal în anumite condiții. Pe baza unor programe de calcul se poate evalua timpul cât
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
elaborării unui model fizic adecvat pentru difuzia ionilor prin porul proteinei. Tehnica “patch-clamp” dă informații importante legate de probabilitatea de deschidere a unui canal în anumite condiții. Pe baza unor programe de calcul se poate evalua timpul cât un canal ionic este deschis pentru trecerea ionilor. Raportul între probabilitățile ca proteina să fie în starea deschisă, Pd , și în stare închisă, Pi respectă o lege de distribuție Boltzmann: In această relație G este variația entalpiei libere, k este constanta lui Boltzmann
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Pd , și în stare închisă, Pi respectă o lege de distribuție Boltzmann: In această relație G este variația entalpiei libere, k este constanta lui Boltzmann iar T este temperatura absolută. = Una din problemele fundamantale legată de structura și funcțiile canalelor ionice se referă la estimarea numărului de stări de tip închis și deschis pe care le poate asigura un canal precum și determinarea vitezei de tranziție între aceste stări. Este imposibil de evaluat momentul în care un canal ionic realizează tranziția moleculară
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
și funcțiile canalelor ionice se referă la estimarea numărului de stări de tip închis și deschis pe care le poate asigura un canal precum și determinarea vitezei de tranziție între aceste stări. Este imposibil de evaluat momentul în care un canal ionic realizează tranziția moleculară între cele două stări precum și durata cât se menține în această stare. După cum am arătat mai înainte, ideea măsurătorilor este simplă însă aspectele tehnologice ridică probleme destul de complicate, având în vedere faptul că se urmărește înregistrarea unor
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
frecvențe mari, care sunt pot fi foarte ușor alterați de zgomotele electrice externe. Observație Potențialele de acțiune vor fi analizate detaliat mai târziu. II.2.4. Transportul activ prin membranele biologice Pentru funcționarea celulei vii este necesară asigurarea unei compoziții ionice diferite a citoplasmei față de interstițiu și acumularea selectivă în citoplasmă a unor precursori metabolici ca aminoacizii și monozaharidele în cantități mai mari decît ar permite echilibrul de difuzie. Aceste condiții se realizează prin intermediul transportului activ, ce se produce în sens
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
potențialului chimic se poate determina pentru soluții foarte puțin concentrate (pentru care se poate considera modelul gazului ideal) și este: Dacă se folosește fracția molară, potențialul chimic al solventului din soluție va fi: II.2.6. Potențialul Nernst și echilibrul ionic. Să considerăm acum că soluția are sarcină electrică. Să considerăm, ca și mai înainte, că între cele două sisteme se realizează un schimb de ioni (fie ei de un singur tip, de exemplu cationi). La echilibru, variația entalpiei libere cînd
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
în raport cu cel care are soluția mai concentrată. Potențialul se numește potențial de difuzie datorită faptului că apare datorită difuziei ionilor prin membrana celulară. Pentru anioni lucrurile se petrec exact invers. II.2.7. Echilibrul Donnan Se poate stabili un echilibru ionic și atunci cînd membrana este străbătută de ambele tipuri de ioni. Acest lucru este posibil atunci cînd unul dintre compartimente conține, pe lîngă particulele pentru care membrana este permeabilă, o moleculă mare, cum ar fi o proteină. Să considerăm că
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
fețe ale membranei se anulează. Intre PR și metabolismul general există o legătură evidentă. De exemplu lipsa de oxigen sau scăderea temperaturii pot reduce PR pînă la valoarea 0. Această legătură se realizează prin intemediul menținerii (în cadrul metabolismului) a compoziției ionice diferite a citoplasmei față de lichidul extracelular. PR este expresia electrică a acestei asimetrii. Astfel, potasiul este de circa 30 de ori mai concentrat în interiorul celulei iar sodiul și clorul de peste 10 ori în exterior. Prin definiție s-a considerat că
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
ioni, compensate de fluxuri de sens contrar ce se desfășoară cu consum de energie metabolică. Potențialul de repaos arată că celula nu este niciodată în repaos absolut. Starea de repaos este o stare staționară; prin membrană trec în permanență fluxuri ionice pasive și active. Ionii vor avea aceeași concentrație de o parte și de alta a membranei doar când celula moare. Despre stări staționare vom vorbi în detaliu în alt capitol. Potențialul electric transmembranar, curenții electrici dați de fluxurile ionice pot
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
fluxuri ionice pasive și active. Ionii vor avea aceeași concentrație de o parte și de alta a membranei doar când celula moare. Despre stări staționare vom vorbi în detaliu în alt capitol. Potențialul electric transmembranar, curenții electrici dați de fluxurile ionice pot fi descrise cu ajutorul circuitului electric echivalent al membranei. In Fig.II.13 CM este capacitatea electrică a membranei, iar EK, ENa, ECl, sunt potențialele de echilibru electrochimic ale fiecăruia dintre ioni. Din punct de vedere electric, membrana este un
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
deplasarea PA la distanțe mari, în felul acesta apărând influxul nervos. 10) Constituie unitatea de bază a transmiterii informației pe fibra nervoasă. II.3.3.2 Explicarea apariției potențialului de acțiune Potențialul de acțiune rezultă din modificarea tranzitorie a bilanțului ionic în membrană. Cînd stimulul depășește o anumită valoare, (50-55mV), permeabilitatea pentru Na+, care este scăzută în starea de repaos, crește brusc. Această creștere puternică a permeabilității pentru Na+ este însoțită de o creștere ușoară a permeabilității pentru K+. Ca urmare
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
distanțe mari de locul stimulului. Natura procesului regenerativ prin care o depolarizare a membranei este amplificată, a fost explicată de Hodgkin și Huxley care au arătat cum se modifică conductanța membranei în timpul excitației și, implicit, cum se modifică deci curenții ionici. Ei au elaborat un sistem de ecuații diferențiale din rezolvarea cărora au găsit dependența teoretică a potențialului de acțiune și a conductanțelor în timp. Hodgkin și Huxley au arătat că evoluția în timp a conductanțelor poate fi exprimată sub forma
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
se întâmplă oarecum asemănător, contracția realizându-se tot prin glisarea miofilamentelor. Biopotențialele aici sunt de două tipuri: biopotențiale de lungă durată (de tipul celui cardiac) și biopotențiale de scurtă durată (uter, intestinul gros). Mărimea și frecvența biopotențialelor depind de compoziția ionică a mușchiului, temperatură, tensiunea mușchiului, compoziția hormonală etc. Mecanismul contracției musculare este încă o problemă în studiu întrucât fenomenele de contracție și relaxare nu sunt complet distincte, existând fenomene chimice care se pot produce atât în faza de contracție cât
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
la stimuli mecanici foarte slabi. La mamifere, de exemplu, ele încep să elaboreze potențiale de acțiune când extremitatea cililor se deplasează pe distanțe sub 1A0. Celulele ciliate se află în contact cu cele două lichide, endolimfa și perilimfa, de concentrații ionice diferite. Concentrațiile ionilor de K și Na în endolimfă sunt asemănătoare cu acelea din interiorul celulelor, deci mare pentru ionii de K și mică pentru ionii de Na. In perilimfă, concentrația ionilor de K și Na este tocmai invers distribuită
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
măsurată în Gy amplificată cu efectivitatea biologică (1Sv = 100 rem). V.2.7. Efectul radiațiilor ionizante asupra funcțiilor celulare Radiațiile ionizante produc o modificare a permeabilității membranelor biologice. Există rezultate care arată că, sub influența radiațiilor ionizante, se schimbă echilibrul ionic (crescând permeabilitatea pentru apă și electroliți) ceeace are ca rezultat modificarea raportului ionilor de K și Na. Testele au arătat că se produc modificări atât în transportul activ cât și în cel pasiv, modificându-se puternic potențialul de repaos al
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
între 18 molecule, atomi, ioni și numărul de coordinație care este întâlnit atât la solide cât și la lichide. Din cauza aranjării mai puțin compacte ca la solide, lichidul are densitatea mai mică. Între particulele unui lichid se pot forma legături ionice, metalice, de hidrogen, van der Waals. Datorită acestora pot apărea asociații formate din mai multe particule. 1.1.2.1. Căldura de vaporizare La presiune constantă, lichidele se vaporizează păstrându-și temperatura constantă, deși pentru acest proces de vaporizare se
CHIMIE FIZICĂ ȘI COLOIDALĂ by Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/703_a_1091]