4. Equilíbrio de Gibbs-Donnan PDF

Preview

Summary

RESUMO COMPLETO DA AULA...

Description

Fisiolo gia Médica I e Biofísica | Aula 4 - P ágina |1

AULA 4 – Equilíbrio de Gibbs-Donnan Equilíbrio (ΔG=0) entre íons que podem atravessar a membrana e os que não podem, entre as cargas das soluções. Grandes partículas negativamente carregadas (proteínas, RNA e outros), que não atravessam a membrana semipermeável, atraem os íons carregados positivamente e repelem os carregados negativamente. Assim, se estabelece um gradiente elétrico e de concentração de íons, sendo que os produtos e as concentrações iônicas de cada lado das membranas são iguais. Consequentemente, a concentração de partículas é desigual em ambos os lados das membranas e se estabelece um gradiente osmótico em direção ao compartimento das proteínas. Envolve: difusão, pressão osmótica, pressão hidrostática e principio da neutralidade (cátions e ânions tem contra íon), numa tentativa de deixar todo o sistema em equilíbrio. INFLUÊNCIA DAS GRANDES PARTÍCULAS: como proteínas que apresentam o ponto isoelétrico em torno de 5-6, isso significa que no pH biológico (7,2) elas estão carregadas negativamente e não permeiam pela membrana. A quantidade de cargas negativas é dependente da concentração de proteínas. Para contrapor essas cargas negativas existem contra íons (+). Isso provoca uma mudança no numero de moléculas em cada lado da membrana, influenciando a osmose e pressão hidrostatica. EXEMPLO: chegada do equilíbrio a partir da situação imagem ao lado. 1. No inicio o somatório de cargas é igual a zero, o que esta de acordo com o principio da neutralidade. Mas ainda há diferença de elementos entre os lados da membrana, então a tendência é ocorrer difusão. Sódio e potássio podem se difundir pela membrana, mas o cloro não sem quebrar principio da neutralidade (quebra lei da termodinâmica). 2. Sódio e cloro passam juntos para o lado 1 e potássio para o lado 2. Respeitando o principio da neutralidade. Vai haver uma desigualdade entre anions e cátions. 3. Isso provoca uma pressão osmótica maior no lado 1 que no lado 2 e uma pressão hidrostática de igual magnitude no sentido oposto. FÓRMULA DO EQUILIBRIO: o somatório dos ΔG de todos os íons permeáveis do sistema é o que deve ser igual a zero. Na formula se considera o gradiente químico e o elétrico. Como no equilíbrio o delta G é igual a zero, pode-se concluir que o gradiente químico e o elétrico possuem o mesmo valor. ΔG = R T ln C1 + Z F ΔΨ C2 + Como no equilíbrio geral o ΔG é igual a 0, pode-se somar todos os ΔG dos íons: ΔG = R T ln [Na+]EXT + (+1) F ΔΨ + R T ln [Cl-]EXT + (-1) F ΔΨ [Na+]INT [Cl-]INT Como o potencial da membrana é igual (ocorre na mesma célula), o gradiente elétrico pode ser cortado: R T ln [Na+]EXT = - R T ln [Cl-]EXT [Na+]INT [Cl-]INT + + [Na ]EXT . [Cl ]EXT = [Na ]INT . [Cl-]INT + Conclusão: essa ultima formula demonstra como a proteína influencia a quantidade de íons intracelular e extracelular. POTENCIAL ELÉTRICO: o movimento de um íon gera um potencial elétrico na membrana, ou seja, o íon vai produzir uma energia igual ao seu potencial elétrico (FEM), de mesma magnitude e de sentido oposto. Se o íon não gerar potencial elétrico ele não vai permear. Potencial de equilíbrio: é proporcional a diferença de concentrações entre os dois meios. Nathalia Crosewski – 2013.2

Fisiolo gia Médica I e Biofísica | Aula 4 - P ágina |2

RAZÃO DE DONNAN: dividi-se a concentração interna e externa de determinada molécula (maior pelo menor). Esse valor é para qualquer eletrólito permeável e é baseado no valor dado pelas proteínas (se a concentração mudasse a razão seria outra). Todos os íons que tiverem razão igual a 1,5 seguem a razão de Donnan. Ex: como mostrado na tabela abaixo, das concentrações dos eritrócitos, observa-se que cloro e bicarbonato seguem a razão, isso é justificado pela existência de um trocador cloro bicarbonato (então é permeável a membrana). mM Interno Externo Razão

Proteína (-) 150 100 1,5

K+ 150 5 30

Na+ 14 140 10

Cl80 120 1,5

HCO317 26 1,5

Glicose 4,1 4,1 1

+ pH: vai ter razão de 1,5 também.

Nathalia Crosewski – 2013.2...