gradiente de concentración

definición de gradiente de concentración

definición de gradiente de concentración

El gradiente de concentración se refiere al cambio gradual en la concentración de solutos en una solución en función de la distancia a través de una solución. Una solución, esencialmente, tiene dos componentes principales, el disolvente (el componente de disolución, por ejemplo, agua) y el soluto (las partículas que son solubles por el disolvente).,

en bioquímica, la concentración se refiere a la cantidad de un subcomponente de una solución, por ejemplo, la cantidad de solutos en una solución. Gradiente, a su vez, es un término que en general se refiere al aumento progresivo o disminución de una variable con respecto a la distancia. En este sentido, un gradiente de concentración sería el resultado cuando las cantidades de solutos entre dos soluciones son diferentes.

en Biología, un gradiente de concentración resulta de la distribución desigual de partículas, por ejemplo, iones, entre dos soluciones, es decir., el líquido intracelular (la solución dentro de la célula) y el líquido extracelular (la solución fuera de la célula). Este desequilibrio de solutos entre las dos soluciones impulsa a los solutos a moverse de un área altamente densa a un área menos densa. Este movimiento es un intento de establecer el equilibrio y eliminar el desequilibrio de las concentraciones de soluto entre las dos soluciones.,

Etimología

El plazo de concentración viene de la palabra concentrado, desde el francés concentrer, de con– + centro, que significa «poner en el centro». La palabra gradiente proviene del latín gradiens, de gradior, que significa «pisar»o » caminar». Sinónimo: gradiente de densidad.,

transporte biológico

en los sistemas biológicos, hay dos fenómenos principales de transporte: el transporte pasivo y el transporte activo. En el transporte pasivo, las partículas (por ejemplo, iones o moléculas) se transportan a lo largo del gradiente de concentración. Esto significa que las partículas se mueven de áreas de altas concentraciones a áreas de bajas concentraciones. Debido al movimiento pasivo de las partículas, no se gasta energía química mientras tiene lugar. Ejemplos de transporte pasivo son la difusión simple, la difusión facilitada, la filtración y la ósmosis., Por el contrario, el transporte activo es el transporte de partículas contra el gradiente de concentración. Esto significa que las partículas se mueven a un área de baja concentración a un área de alta concentración. Debido a esto, la energía química se gasta para mover las partículas a un área que ya está saturada o densa con partículas similares.,

Concentration gradient and diffusion

la difusión Simple es un tipo de transporte pasivo que no requiere la ayuda de proteínas de transporte. Dado que el movimiento es cuesta abajo, es decir, de un área de mayor concentración a un área de menor concentración, un gradiente de concentración es suficiente para impulsar el proceso., Se alcanzará un movimiento neto neutro de partículas cuando desaparezca el gradiente de concentración. Eso significa que se alcanza el equilibrio entre las dos áreas. La cantidad de partículas o solutos en un área es similar a la de la otra zona.
en la difusión facilitada, el proceso necesita una proteína de transporte. Similar a la difusión simple, es impulsada por un gradiente de concentración y el equilibrio se alcanza cuando ya no hay un movimiento neto de moléculas entre las dos áreas.
en muchos casos, sin embargo, el gradiente de concentración no es suficiente factor en el transporte pasivo., Por ejemplo, la presencia de dos soluciones diferentes en la superficie externa de la célula tendría dos grados diferentes en saturación y solubilidad. Por ejemplo, las moléculas lipofílicas Pequeñas y las moléculas de gas no polares podrían difundirse más fácilmente a través de la bicapa lipídica de la membrana celular que las moléculas polares, incluido el agua.

gradiente de concentración y ósmosis

una de las moléculas que requieren una proteína de transporte para moverse por el gradiente de concentración a través de una membrana biológica es el agua., La ósmosis es similar a la difusión, ya que ambos se caracterizan por un movimiento cuesta abajo. La diferencia radica sin embargo en la partícula que se mueve. En la difusión, se trata del movimiento de solutos. En ósmosis, se trata del movimiento del solvente, es decir, las moléculas de agua. En ósmosis, las moléculas de agua se mueven a un área de alta concentración a un área de baja concentración. La presión que impulsa a las moléculas de agua a moverse de tal manera se conoce como el gradiente osmótico. Pero para moverse a través de la membrana celular, tiene que usar una proteína de canal en la membrana celular., Esta proteína de transporte se extiende por toda la membrana y proporciona un canal hidrofílico a través de la molécula de agua que podría pasar. El agua es una molécula polar. Por lo tanto, no puede pasar fácilmente a través del componente bicapa lipídico hidrofóbico de la membrana celular. Por lo tanto, necesitará una proteína de transporte para moverse. Sin embargo, dado que el movimiento es cuesta abajo, no se requiere energía química.,

gradiente de Concentración en activos de transporte

En el transporte activo, las partículas son transportadas en una cuesta arriba el movimiento. Esto significa que se mueven en contra de su gradiente de concentración, es decir, de un área de menor concentración a un área de mayor concentración. Debido a que el movimiento es cuesta arriba, este proceso requiere energía química. El transporte activo puede ser primario o secundario., Un transporte activo primario es aquel que utiliza energía química (por ejemplo, ATP), mientras que un transporte activo secundario utiliza un gradiente eléctrico (es decir, un gradiente resultante de la diferencia de carga a través de una membrana) y un gradiente químico (es decir, un gradiente formado por las concentraciones desiguales de solutos). Un gradiente electroquímico es un gradiente de potencial electroquímico para un ion que puede difundirse en nuestro fuera de la célula a través de la membrana celular. Dado que los iones llevan una carga eléctrica, su movimiento dentro y fuera de la célula afecta el potencial eléctrico a través de la membrana., Si se produce un gradiente de carga (es decir, un gradiente formado por la distribución desigual de las cargas eléctricas), esto incita a los iones a difundirse cuesta abajo con respecto a las cargas hasta que se logre el equilibrio a ambos lados de la membrana.,(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)., Dos actores principales son los iones de sodio (NA+) y potasio (K+). Primero, 3 iones Na+ dentro de la célula se unen a la proteína de la bomba. En segundo lugar, el ATP fosforila la bomba causando que cambie su conformación, liberando así los iones 3 Na+ al exterior de la célula. Finalmente, un ion K + del exterior se une a la proteína de la bomba y luego se libera en la célula. El fosfato del ATP también se libera causando que la proteína de la bomba regrese a su conformación original. A través de este mecanismo, la célula es capaz de mantener su interior para ser más negativo que el exterior.,(2) las neuronas necesitan esto para la formación del potencial de acción.

gradientes de protones

El gradiente de protones (también llamado gradiente H+) es un gradiente que se forma a partir de diferencias en la concentración de protones entre el interior y el exterior de una membrana biológica. Una bomba de protones es la proteína de membrana que transporta protones (H+) a través de una membrana y, por lo tanto, responsable de la construcción de un gradiente de protones. Este gradiente es esencial para muchos organismos, ya que almacena energía. Por ejemplo, es el mecanismo utilizado en la fosforilación oxidativa de la respiración celular., La bomba de protones transporta protones desde la matriz mitocondrial al espacio inter-membrana. Como resultado, hay más protones fuera de la matriz que en el interior. Esto conduce a un gradiente de concentración de protones a través de la membrana interna de las mitocondrias.,

Respiratorio de gases de gradiente de concentración

En los animales, los gases respiratorios tales como el oxígeno y el dióxido de carbono forma un gradiente de concentración cuando estos gases se diferencian en concentraciones entre la sangre y el fluido de los tejidos. Estos gases se mueven cuesta abajo a través de los lechos capilares.