Definizione ed esempi di gradiente di concentrazione

Definizione

Un gradiente di concentrazione avviene quando gli ioni o particelle etichettato come soluti inizia a muoversi da una maggiore concentrazione di particelle in una soluzione per ridurre la concentrazione di particelle. Una membrana separa entrambe le regioni l’una dall’altra. La membrana che li separa può essere una membrana permeabile, una membrana semipermeabile o una membrana non permeabile. Quasi tutti i tipi di particelle e ioni possono facilmente passare attraverso lo strato poroso., La membrana semipermeabile garantisce solo l’accesso a particelle specifiche. Infine, la membrana non permeabile non consente a nessun atomo o particella di penetrare attraverso di essa.

In biochimica, la concentrazione si riferisce alla quantità di soluto nella soluzione. Considerando che, gradiente generalmente significa l’aumento o la diminuzione continua di una variabile rispettiva alla distanza.

Trasporto

Ci sono due fenomeni di trasporto in biologia., Il trasporto passivo non richiede energia aggiuntiva poiché il trasporto di particelle da intensità più elevate a intensità più basse avviene lungo il gradiente di concentrazione. Tuttavia, per effettuare il trasporto attivo, l’energia chimica è necessaria per spostare le particelle contro il gradiente di concentrazione da densità più basse a densità più elevate.

Gradiente di diffusione e concentrazione

La diffusione semplice è un esempio di trasporto passivo., Dove particelle, atomi o ioni si muovono da un’area di concentrazione più alta a un’area di concentrazione più bassa con l’assistenza di un gradiente di concentrazione. Quando l’equilibrio raggiunge tra le due regioni, il movimento rallenta al moto naturale delle particelle. Questo processo viene eseguito regolarmente tra il fluido intercellulare e il lato esterno di una cellula umana, scambiando contemporaneamente prodotti utili e di scarto.

Osmosi e gradiente di concentrazione

L’osmosi è molto simile alla diffusione poiché entrambe implicano il movimento delle particelle lungo un gradiente di concentrazione., La differenza effettiva è, quale particella si sta muovendo. Nell’osmosi, il solvente si muove attraverso la membrana mentre nella diffusione, il soluto si muove attraverso la membrana. Un gradiente osmotico è una pressione che costringe le particelle di solvente a spostarsi da una concentrazione più alta a una concentrazione più bassa. Poiché una molecola d’acqua è una molecola polare, richiede una proteina di trasporto per viaggiare attraverso la membrana.

Non è richiesta energia chimica per eseguire questo processo poiché il movimento è in discesa.,

Trasporto attivo e gradiente di concentrazione

Nel trasporto attivo, le molecole viaggiano contro il gradiente di concentrazione. Il movimento delle particelle da un’area di concentrazione più alta a una regione di concentrazione più bassa richiede energia chimica. Il trasporto attivo primario come l’adenosina trifosfato richiede energia chimica. Un trasporto attivo secondario utilizza gradiente sia elettrico che chimico. Un gradiente elettrochimico è il gradiente di uno ion che disinnesca nella cellula passando attraverso una membrana cellulare. La diffusione degli ioni influenza il potenziale elettrico della membrana cellulare., Se si è verificato un gradiente di carica, le particelle cariche seguono un movimento in discesa.

Esempi di gradiente di concentrazione

Sodio symport pompa

Questa pompa sodio/potassio gradiente per spostare il glucosio e sodio. Il glucosio è relativamente difficile da guidare rispetto ai minuscoli atomi di sodio, che spesso si muovono contro il gradiente di concentrazione., Per risolvere questo problema, alcune cellule accoppiano il movimento del glucosio con il movimento del potassio prendendo assistenza da una particolare proteina che consentirà all’atomo di sodio di viaggiare solo se porta con sé una molecola di glucosio.

Gradienti protonici

Gradiente protonico identificato anche come le forme di gradiente H+ a causa della differenza di concentrazione di protoni tra i lati interni ed esterni di una membrana. Il trasporto di protoni attraverso la membrana da una proteina chiamata pompa protonica crea un gradiente protonico., La pompa protonica trasporta i protoni nello spazio inter-membrana formare i mitocondri con conseguente aumento del numero di protoni all’esterno. Costruendo così un gradiente protonico attraverso la membrana biologica.

Respirazione

Anche i gas comportano un gradiente di concentrazione simile alle particelle disciolte in diversi liquidi. Gli esseri umani e altri organismi viventi ottenere ossigeno dai loro polmoni / branchie come ossigeno obbedisce anche la legge del gradiente di concentrazione. I polmoni contengono alveoli dove l’aria è intrappolata quando respiriamo., Non appena inaliamo l’aria, l’ossigeno si diffonde all’interno del nostro sangue lungo il gradiente di concentrazione. Ci sono capillari attraverso ogni alveolo, che trasportano sangue deossigenato, che accelera il processo di diffusione.

Esempi quotidiani del gradiente di concentrazione

Ogni volta che si utilizza uno spray per la stanza, lo si spruzza solo su un lato della stanza. Tuttavia, dopo un po’, il profumo si diffonde in tutta la stanza attraverso la diffusione lungo il gradiente di concentrazione., La differenza di concentrazione della fragranza in tutta la stanza crea un gradiente di concentrazione, che sposta le particelle da un’intensità più elevata a un’intensità inferiore, stabilendo infine l’equilibrio nell’intera stanza.

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