Forelesningsnotater Tirsdag uke 1

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? indre vs. ytre miljø homøostase kommunikasjon mellom indre og ytre miljø nyttestoffer inn/avfallsstoffer ut cellevolumregulering

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 Cellen vil svelle Stoffer i cellen må transporteres ut Vann må fjernes fra cellen

Hvordan kommer stoffer seg inn og ut av cellen? cytoplasma Diffusjon gjennom membranens lipidlag 1 Diffusjon gjennom vannfylte proteinkanaler 2 Transport med bærer- proteiner i membranen 3 Må ha transportvei og drivkraft!

Først en gjennomgang av diffusjon: 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

http://lessons. harveyproject http://lessons.harveyproject.org/development/general/diffusion/diffnomemb/diffnomemb.html

Diffusjon er… Rask over korte distanser -O2 fra kapillær til vevsvæske til celle Langsom over større distanser

Eksempler på diffusjonstider

Diffusjonshastighet: Avhengig av: konsentrasjonsgradienten (konsentrasjonsforskjell/avstand) temperatur størrelse på molekyl viskositet (væskens ”seighet”)

Ficks lov om diffusjonshastighet Adolf Eugen Fick (f 1829; d 1901)

Ficks lov om diffusjonshastighet: J = -DA x 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

Hva er OSMOSE ?

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

van’t Hoffs og osmotisk trykk http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1901/hoff-lecture.pdf Jacobus Henricus van 't Hoff (1853-1911)

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

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) Osmotisk trykk avhengig av løsningens konsentrasjon av partikler = 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

Oppsummering Homøostase Transportveier Diffusjon og osmose Osmotisk trykk Osmolaritet