Clase 1 Transporte A Trave S De Membrana

Facultad de Ciencias Biológicas
Departamento de Ciencias Biológicas
Área de Fisiología
BIO376

Transporte a través de
membrana

Dra. Silvina Gayol

La energía es definida como la capacidad
para hacer trabajo.

Energía cinética (Ec) y Energía Potencial (Ep)

Energía libre es la energía disponible para hacer trabajo
Ep = mgh
Donde
m: masa
g: fuerza de gravedad
h: altura

Ep = Ec
Ec= mghConversión de Energía cinética en trabajo

Ep = mgh > 0

Ep = mgh = 0
Acoplamiento entre la fuente que produce energía y la que consume energía

Leyes de termodinámica gobiernan los cambios de energía en el universo
La primera Ley de la termodinámica expresa que la energía no puede crearse ni
destruirse, solo convertirse de una forma en otra
La segunda Ley de la termodinámica se refiere a latransformación de la energía
potencial en calor, o movimientos moleculares al azar. Establece que el desorden
(entropía) en el universo va en aumento.

Energía libre o energía de Gibbs
La energía libre de Gibbs es la función de estado termodinámica fundamental que
gobierna procesos que se realizan a temperatura y a presión constantes

ΔG = ΔH – T ΔS
La variación en la ENERGIA LIBRE (∆G) combina losefectos de los cambios en la ENTALPIA
(H) (medida de la energía total que ocurre en una reacción ) y la ENTROPIA (S) ( el grado de
desorden que resulta de una reacción)
TEMPERATURA (T en grados K-K=°C + 273)

Función de estado: final-inicial

ΔG = ΔH – T ΔS
ΔG

Efecto en el sistema

ΔG > 0

La reacción es energéticamente desfavorable. Será necesario
aplicar energía para que ocurra.

ΔG = 0

Elsistema está en equilibrio y no hay cambio. Nos
encontramos frente a un equilibrio termodinámico.

ΔG < 0

La reacción es energéticamente favorable. Indica que va a
ocurrir en la naturaleza, sin necesidad de aplicar un costo
energético.

¿Hasta cuándo dura este efecto en el sistema?
 ΔG=0, el sistema esté en equilibrio.
 Todos los sistemas pasivos tienden a la condición de
equilibrio.
 La condiciónde equilibrio es irreversible

A

B

∆G = ∆G° + RT ln [B]/[A]

ΔG y transporte a través de membrana

Un soluto que se transporta a través de la membrana puede ser:
 Soluto que tiene masa y es neutro.
 Soluto que tiene masa y carga (+ ó -).

Soluto sin carga
Para un soluto neutro, la fuerza impulsora para el
movimiento a través de la membrana es la diferencia de
potencial químico (∆G) entredos compartimientos

∆G : Gradiente de energía

Estado inicial → ΔG = Gf – Gi = -ΔG.
Estado final → Gf = Gi; ΔG = 0.
El movimiento de las moléculas es espontáneo e irreversibles

∆G : Gradiente de concentración

Estado inicial → ΔC = Cf – Ci = -ΔC.
Estado final → Cf = Ci; ΔC= 0.
El movimiento de las moléculas es espontáneo e irreversibles

Curso temporal de la gradiente de concentración
∆C°:gradiente de concentración a
tiempo 0
∆C: gradiente de concentración a un
tiempo cualquiera
ΔC(t)=ΔCº e-kt
t= τ (tau): tiempo en que ∆C cae a (1/e=
37%) desde ∆C°
k= constante de velocidad de
decaimiento de la gradiente

Potencial químico
µ = µ°+ RT ln [X]

X
Compartimiento 2

X
Compartimiento 1

X=soluto neutro
µ°= condición estándar
298K
1M
P= 1 atm

Estado final= compartimiento 2
Estado inicial=compartimiento 1
∆µ= Estado final- estado inicial = 2-1= Joule/ mol
∆µ < 0 =>reacción termodinámicamente favorable en el sentido 1 -> 2
∆µ > 0 =>reacción termodinámicamente desfavorable en el sentido 1 -> 2

Potencial químico de X en el compartimiento 1:
µ = µ°+ RT ln [X]1
Potencial químico de X en el compartimiento 2:
µ = µ°+ RT ln [X]2
Gradiente de potencial químico ∆µ X
∆µ X

1->2 =

∆µ X1->2 =

final (2)- inicial (1)

µ X2 - µ X1 = RT ln [X]2 - RT ln [X]1 = RT ln [X]2/ [X]1

1->2 =

RT ln [X]2/ [X]1

R= constante universal de los gases 8,32 Joule/mol
T=temperatura absoluta (K)
Si ∆µ X

1->2

< 0 => proceso es espontáneo en ese sentido
> 0 => proceso es espontáneo en el sentido inverso

Ejemplo: Ingreso de glucosa en liposomas

[Glucosa] e = 12 mM

Glue

[Glucosa] i = 6 mM
T=...