koncentrationsforskellen

Definition af koncentration gradient

koncentrationsforskellen definition

Koncentrationsforskellen refererer til den gradvise ændring i koncentrationen af opløste stoffer i en opløsning som en funktion af afstand gennem en løsning. En opløsning har i det væsentlige to hovedkomponenter, opløsningsmidlet (opløsningskomponenten, f.eks. vand) og det opløste stof (de partikler, der kan opløses af opløsningsmidlet).,

i biokemi vedrører koncentrationen mængden af en delkomponent i en opløsning, f.eks. mængden af opløste stoffer i en opløsning. Gradient er igen et udtryk, der generelt refererer til den progressive stigning eller fald i en variabel med hensyn til Afstand. I denne henseende ville en koncentrationsgradient være resultatet, når mængderne af opløste stoffer mellem to opløsninger er forskellige.

i biologi skyldes en koncentrationsgradient den ulige fordeling af partikler, f. eks. ioner, mellem to opløsninger, dvs., den intracellulære væske (opløsningen inde i cellen) og den ekstracellulære væske (opløsningen uden for cellen). Denne ubalance af opløste stoffer mellem de to løsninger driver opløste stoffer til at bevæge sig fra et meget tæt område til et mindre tæt område. Denne bevægelse er et forsøg på at etablere ligevægt og eliminere ubalancen mellem opløste koncentrationer mellem de to opløsninger.,

Etymologi

udtrykket koncentration kommer fra ordet koncentrere sig, fra den franske concentrer, fra con– + center, der betyder “at sætte i centrum”. Ordet gradient kommer fra de latinske gradienter, fra gradior, der betyder “til trin” eller “at gå”. Synonym: massefylde gradient.,

biologisk transport

i biologiske systemer er der to store transportfænomener: passiv transport og aktiv transport. I passiv transport transporteres partikler (f.eks. ioner eller molekyler) langs koncentrationsgradienten. Det betyder, at partiklerne bevæger sig fra områder med høje koncentrationer til områder med lave koncentrationer. På grund af den passive bevægelse af partikler bruges ingen kemisk energi, da den finder sted. Eksempler på passiv transport er simpel diffusion, lettere diffusion, filtrering og osmose., Omvendt er aktiv transport transport af partikler mod koncentrationsgradienten. Dette betyder, at partiklerne flyttes til et område med lav koncentration til et område med høj koncentration. På grund af dette bruges kemisk energi til at flytte partiklerne til et område, der allerede er mættet eller tæt med lignende partikler.,

Concentration gradient and diffusion

simpel diffusion er en type passiv transport, der ikke kræver hjælp af transportproteiner. Da bevægelsen er ned ad bakke, dvs. fra et område med større koncentration til et område med lavere koncentration, er en koncentrationsgradient tilstrækkelig til at drive processen., En neutral netbevægelse af partikler nås, når koncentrationsgradienten er væk. Det betyder, at ligevægten mellem de to områder er nået. Mængden af partikler eller opløste stoffer i et område svarer til det andet område.
I lettere diffusion har processen brug for et transportprotein. I lighed med simpel diffusion drives den af en koncentrationsgradient, og ligevægten opnås, når der ikke længere er en netbevægelse af molekyler mellem de to områder.
i mange tilfælde er koncentrationsgradienten dog ikke nok faktor i passiv transport., For eksempel ville tilstedeværelsen af to forskellige opløsninger på cellens ydre overflade have to forskellige grader i mætning og opløselighed. For eksempel, små lipofile molekyler og ikke-polære gasmolekyler kunne diffundere lettere gennem lipid-dobbeltlaget i cellemembranen end polære molekyler, inklusive vand.

koncentrationsgradient og osmose

et af molekylerne, der kræver et transportprotein for at bevæge sig ned ad koncentrationsgradienten over en biologisk membran, er vand., Osmose ligner diffusion, da begge er kendetegnet ved en nedadgående bevægelse. Forskellen ligger dog i den partikel, der bevæger sig. I diffusion handler det om bevægelse af opløste stoffer. Ved osmose handler det om opløsningsmidlets bevægelse, dvs.vandmolekyler. Ved osmose flytter vandmolekylerne til et område med høj koncentration til et område med lav koncentration. Trykket, der driver vandmolekylerne til at bevæge sig på en sådan måde, kaldes den osmotiske gradient. Men for at bevæge sig over cellemembranen skal den bruge et kanalprotein i cellemembranen., Dette transportprotein spænder over hele membranen og giver en hydrofil kanal gennem vandmolekylet kunne passere igennem. Vand er et polært molekyle. Således kan det ikke let passere gennem den hydrofobe lipid-dobbeltlagskomponent i cellemembranen. Det vil derfor have brug for et transportprotein at bevæge sig over. Ikke desto mindre, da bevægelsen er ned ad bakke, kræves der ingen kemisk energi.,

Koncentration gradient i aktiv transport

I aktiv transport, de partikler, der transporteres i en op ad bakke bevægelse. Dette betyder, at de bevæger sig mod deres koncentrationsgradient, dvs.fra et område med lavere koncentration til et område med højere koncentration. Fordi bevægelsen er op ad bakke, kræver denne proces kemisk energi. Aktiv transport kan være primær eller sekundær., En primær aktiv transport er en, der bruger kemisk energi (f.eks. ATP), mens en sekundær aktiv transport bruger en elektrisk gradient (dvs. en gradient som følge af ladningsforskel over en membran) og kemisk gradient (dvs. en gradient dannet ud fra de ulige koncentrationer af opløste stoffer). En elektrokemisk gradient er en gradient af elektrokemisk potentiale for en ion, der kan diffundere ind i Vores ud af cellen via cellemembranen. Da ioner bærer en elektrisk ladning, påvirker deres bevægelse ind og ud af cellen det elektriske potentiale over membranen., Hvis der opstår en ladningsgradient (dvs.en gradient dannet af ulige fordeling af elektriske ladninger), tilskynder dette ionerne til at diffundere ned ad bakke med hensyn til ladninger, indtil ligevægt på begge sider af membranen opnås.,(1)

Examples of Concentration Gradient

Ion gradients

Ion gradients, such as Sodium/Potassium gradients, are an example of a concentration gradient essential to cells. Neurons, for instance, have a Sodium/Potassium pump that they use them to maintain a resting membrane potential (usually ranging from -60 to -90mV)., To vigtige centrale aktører er natrium (NA+) og kalium (K+) ioner. Først binder 3 Na + ioner inde i cellen til pumpeproteinet. For det andet phosphorylerer ATP pumpen, hvilket får den til at ændre dens konformation, hvorved de 3 Na+ ioner frigøres til ydersiden af cellen. Endelig binder en K + ion udefra til pumpeproteinet og frigives derefter i cellen. Fosfatet fra ATP frigives også, hvilket får pumpeproteinet til at vende tilbage til dets oprindelige konformation. Gennem denne mekanisme er cellen i stand til at opretholde sin inderside for at være mere negativ end ydersiden.,(2) neuroner har brug for dette til dannelse af handlingspotentiale.

Protongradienter

protongradient (også kaldet H+ gradient) er en gradient, der dannes ud fra forskelle i protonkoncentration mellem indersiden og ydersiden af en biologisk membran. En protonpumpe er membranproteinet, der transporterer protoner (h+) over en membran og derved er ansvarlig for at opbygge en protongradient. Denne gradient er afgørende for mange organismer, da den lagrer energi. For eksempel er det den mekanisme, der anvendes i O .idativ phosphorylering af cellulær respiration., Protonpumpen transporterer protoner fra mitokondriematrixen til Inter-membranrummet. Som et resultat er der flere protoner uden for Matri theen end indersiden. Dette fører til en protonkoncentrationsgradient over mitokondriernes indre membran.,

Respiratorisk gas koncentration gradient

I dyr, respiratory gasser som ilt og kuldioxid udgør en koncentration gradient, når disse gasser er forskellige i koncentrationer mellem blod og vævsvæske. Disse gasser bevæger sig ned ad bakke over kapillærbedene.