Seuraa 
Viestejä23

Osaako kukaan kertoa, että mitkä voimat vaikuttavat ionien diffuusioon solukalvon läpi? Ja vielä, että miksi ionit eivät läpäise solukalvoa suoraan, vaan tarvitsevat kulkuunsa ionikanavia??

Oli tentissä tälläinen kysymys ja kirjojen selailunkin jälkeen jäi vähän auki vielä..

Siis itellä tulee mieleen ionien diffuusioon vaikuttavista voimista ainakin sähköpotentiaalierot solukalvon läpi: positiivinen hiukkanen haluaisi ilmeisesti mennä solun sisälle, kun taas negatiiviseen hiukkaseen kohdistuu voima, joka estää ionin kulkua solun sisälle.
Toisaalta myös ionien konsentraatioilla on merkitystä. Jos ionin konsentraatio on suurempi solukalvon ulkopuolella, tarkoittaa se sitä, että ioneja virtaa solun sisälle enemmän suhteessa solusta poistuviin ioneihin. Mutta tämä konsentraatiogradienttihan ei itsessään mikään voima taida olla? Tuo ilmiö johtuu vain matemaattisesta todennäköisyydestä, kun ionit liikkuvat nesteessä. Että, jos tuohon kysymykseen mainitsee voimaksi konsentraatiogradientin niin se taitaa sitten olla itseasiassa väärin??
Enempää voimia ei tule mieleen. Tietenkin lämpötilalla on merkitystä ionien lämpöliikkeeseen ja näin diffuusioon, että lämpötilallakin on kait merkitystä, vaikkei se mikään voima ole? Myös ionikanavia muodostavat proteiinit ovat erittäin merkittävä tekijä, mutteivat nekään taida olla voima. Saan siis ainoaksi _fysikaaliseksi_ voimaksi tuon sähkövaikutuksen. Mitä mieltä olette?

Miksi ionit tarvitsevat ionikanavia kulkeutuakseen solukalvon läpi? Ei mitään ideaa, mutta veikkaan, että liittyy solukalvon kaksoisfosfolipidirakenteeseen. En osaa tätä vedenpitävästi selittää, mutta eikö kalvon ulkoreuna ole poolinen ja sisusta pooliton? Poolittomuudenhan aiheuttaa fosfolipidien hiilivetyketjut. Eivätkö ionit siis pysty liikkumaan tässä hiilivetyketjuista koostuvassa poolittomassa ympäristössä? Tarvitsevatko ionit varauksellisia proteiineja muodostamaan kanavia hiilivetyketjujen (siis solukalvon sisäosaan) väliin?

Jos joku viitsii näitä kysymyksiäni avata, niin olen erittäin kiitollinen. Ihan vain oma pohdinta ja ideat ovat erittäin tervetulleita, ei tarvitse olla mitään absoluuttista tietämystä!

Kommentit (14)

TMW92
Seuraa 
Viestejä23

Osaako kukaan kertoa, että mitkä voimat vaikuttavat ionien diffuusioon solukalvon läpi? Ja vielä, että miksi ionit eivät läpäise solukalvoa suoraan, vaan tarvitsevat kulkuunsa ionikanavia??

Oli tentissä tälläinen kysymys ja kirjojen selailunkin jälkeen jäi vähän auki vielä..

Siis itellä tulee mieleen ionien diffuusioon vaikuttavista voimista ainakin sähköpotentiaalierot solukalvon läpi: positiivinen hiukkanen haluaisi ilmeisesti mennä solun sisälle, kun taas negatiiviseen hiukkaseen kohdistuu voima, joka estää ionin kulkua solun sisälle.
Toisaalta myös ionien konsentraatioilla on merkitystä. Jos ionin konsentraatio on suurempi solukalvon ulkopuolella, tarkoittaa se sitä, että ioneja virtaa solun sisälle enemmän suhteessa solusta poistuviin ioneihin. Mutta tämä konsentraatiogradienttihan ei itsessään mikään voima taida olla? Tuo ilmiö johtuu vain matemaattisesta todennäköisyydestä, kun ionit liikkuvat nesteessä. Että, jos tuohon kysymykseen mainitsee voimaksi konsentraatiogradientin niin se taitaa sitten olla itseasiassa väärin??
Enempää voimia ei tule mieleen. Tietenkin lämpötilalla on merkitystä ionien lämpöliikkeeseen ja näin diffuusioon, että lämpötilallakin on kait merkitystä, vaikkei se mikään voima ole? Myös ionikanavia muodostavat proteiinit ovat erittäin merkittävä tekijä, mutteivat nekään taida olla voima. Saan siis ainoaksi _fysikaaliseksi_ voimaksi tuon sähkövaikutuksen. Mitä mieltä olette?

Miksi ionit tarvitsevat ionikanavia kulkeutuakseen solukalvon läpi? Ei mitään ideaa, mutta veikkaan, että liittyy solukalvon kaksoisfosfolipidirakenteeseen. En osaa tätä vedenpitävästi selittää, mutta eikö kalvon ulkoreuna ole poolinen ja sisusta pooliton? Poolittomuudenhan aiheuttaa fosfolipidien hiilivetyketjut. Eivätkö ionit siis pysty liikkumaan tässä hiilivetyketjuista koostuvassa poolittomassa ympäristössä? Tarvitsevatko ionit varauksellisia proteiineja muodostamaan kanavia hiilivetyketjujen (siis solukalvon sisäosaan) väliin?

Jos joku viitsii näitä kysymyksiäni avata, niin olen erittäin kiitollinen. Ihan vain oma pohdinta ja ideat ovat erittäin tervetulleita, ei tarvitse olla mitään absoluuttista tietämystä!

Jos ionipumppuja ja kanavia ei olisi, siirtyisi ionit tasaisesti solun ulkoisen ja sisäisen nesteen välille. Tällöin ei pystyisi eliö elossa eikä aktiopotentiaalia syntymään. Ionipumput kuluttavat ison osan atp:tä eli energiaa toimiessaan. Esim solun sisällä on enemmän kaliumioneita kuin ulkoisessa. Natriumin kanssa toisin päin. Tästä syntyy jännite-ero ja tämän jännite-eron vaihtuessa syntyy aktiopotentiaali.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
TMW92
Seuraa 
Viestejä23
kabus
Jos ionipumppuja ja kanavia ei olisi, siirtyisi ionit tasaisesti solun ulkoisen ja sisäisen nesteen välille. Tällöin ei pystyisi eliö elossa eikä aktiopotentiaalia syntymään. Ionipumput kuluttavat ison osan atp:tä eli energiaa toimiessaan. Esim solun sisällä on enemmän kaliumioneita kuin ulkoisessa. Natriumin kanssa toisin päin. Tästä syntyy jännite-ero ja tämän jännite-eron vaihtuessa syntyy aktiopotentiaali.



Eli solukalvo on toisin sanottuna läpäisemätön ioneille, ja juurikin tuon takia, mitä selvensit tuossa. Mutta, mistä tämä ionien läpäisemättömyys solukalvon läpi sitten johtuu? Siis varmastikin jostakin solukalvon biokemiallisesta rakenteesta? Itse en osaa selittää.

Tuolta löytyy hyvää tietoa.

Solukalvo toimii siivilän tavoin: pääsääntöisesti se ei salli kuin rasvaliukoisten aineiden mennä läpi. Atomit voivat läpäistä solukalvon diffusiolla, samoin pienet varauksettomat molekyylit.

Solukalvossa sen sähköisesti varaukselliset kemialliset ryhmät osoittavat lipidikelmusta ulospäin, kun taas sisäosa on erittäin vesipakoinen. Tämä rakenne muodostaa hyvän läpäisyesteen vesiliukoisille aineille. Myöskään ioniset aineet eivät läpäise lipidikalvoja. Yleistäen aineen läpäisykyky onkin suoraan verrannollinen sen rasvaliukoisuuteen ja kääntäen verrannollinen sen molekyylipainoon.

Poikkeuksia edelliseen yleistykseen ovat etanoli, vesi ja CO2, jotka tunkeutuvat soluun nopeammin kuin niiden rasvaliukoisuus edellyttäisi.

Veden nopeaa kuljettamista varten soluissa on vesikanavia, jotka muodostuvat akvaporiini-nimisistä transmembraaniproteiineista (aqua = vesi; porus = huokonen)




http://www.solunetti.fi/fi/solubiologia ... isevyys/2/

Diffuusio solukalvon läpi

Mikä tahansa aine diffundoituu lipidien muodostaman kaksoiskalvon läpi riittävän pitkän ajan kuluessa. Aineiden läpäisevyydessä on kuitenkin huomattavan suuria eroja.

Solukalvolla diffuusio voi tapahtua lipidikerroksen läpi (steroidit, happi, hiilidioksidi ja rasvahapot) tai veden täyttämien proteiinikanavien kautta. Mitään erityisiä kalvoproteiineja ei tarvita.

Oheinen kuva osoittaa eri molekyylien suhteellista diffuusiokykyä solukalvon läpi.

mskomu
Seuraa 
Viestejä672

Ionit eivät kykene läpäisemään solukalvoa yksinkertaisesti sen takia, että se on "seinä". Kalvossa on kuitenkin ioneja varten kanavia, jotka voivat olla auki tai kiinni. Kun kanavat ovat kiinni, ionit eivät läpäise kalvoa ja solukalvo on lepopotentiaalissa. Kun kanavat aukeavat, ionit alkavat siirtyä konsentraatiogradientin mukaisesti kalvon läpi, koska solun sisällä on eri konsentraatio kuin solun ulkopuolella. Tällöin syntyy sähkövirta kalvon läpi ja kalvon potentiaali muuttuu - hermosignaalit etenevät tällä tavoin, kun ilmiö etenee ketjureaktiona solusta toiseen. Solukalvolla on myös ionipumppuja ja -vaihtajia, jotka pystyvät siirtämään ioneita niiden konsentraatiogradienttia vastaan ja näin ollen ylläpitämään kalvon yli olevia konsentraatioeroja.

Vaikuttavat voimat ovat siis sähkökemiallisia konsentraatioeroja, koska "luonnostaan" konsentraatioerot pyrkivät kumoutumaan siten, että tiheämmästä/väkevämmästä liuoksesta virtaa ainetta harvempaan/laimeampaan. Muita vaikuttavia tekijöitä ovat mm. solukalvon permeabiliteetti ionille X, johon vaikuttaa käytännössä ionikanavien aukiolo ja määrä.

Reifengas
Seuraa 
Viestejä3862

Diffuusioita on noin kahdeksan eri lajia.

Olen pahoillani, ettei luennoitsijasi osannut selventää asiaa.

Saksankielinen wikipedia on diffuusioissa hyvä, mutta eipä juuri kukaan nykyään osaa saksaa.

Rinnan rikkahat ajavat,
käsityksin köyhät käyvät.

Perikardiitti
Seuraa 
Viestejä98
TMW92
Osaako kukaan kertoa, että mitkä voimat vaikuttavat ionien diffuusioon solukalvon läpi? Ja vielä, että miksi ionit eivät läpäise solukalvoa suoraan, vaan tarvitsevat kulkuunsa ionikanavia??



Ionit eivät läpäise solukalvoa, koska ne eivät poolisina liukene poolittomaan solukalvoon. Selitys postauksen lopussa.

Siis itellä tulee mieleen ionien diffuusioon vaikuttavista voimista ainakin sähköpotentiaalierot solukalvon läpi: positiivinen hiukkanen haluaisi ilmeisesti mennä solun sisälle, kun taas negatiiviseen hiukkaseen kohdistuu voima, joka estää ionin kulkua solun sisälle.



Näin on.

Toisaalta myös ionien konsentraatioilla on merkitystä. Jos ionin konsentraatio on suurempi solukalvon ulkopuolella, tarkoittaa se sitä, että ioneja virtaa solun sisälle enemmän suhteessa solusta poistuviin ioneihin. Mutta tämä konsentraatiogradienttihan ei itsessään mikään voima taida olla? Tuo ilmiö johtuu vain matemaattisesta todennäköisyydestä, kun ionit liikkuvat nesteessä. Että, jos tuohon kysymykseen mainitsee voimaksi konsentraatiogradientin niin se taitaa sitten olla itseasiassa väärin??



Joo, väärin on. Konsentraatiogradientilla olisi merkitystä vain silloin, kun ionikanavat olisivat jatkuvasti auki. Solussa ne eivät ole jatkuvasti auki. (Tai osa voi olla, mutta kaikki ei.)

Enempää voimia ei tule mieleen. Tietenkin lämpötilalla on merkitystä ionien lämpöliikkeeseen ja näin diffuusioon, että lämpötilallakin on kait merkitystä, vaikkei se mikään voima ole? Myös ionikanavia muodostavat proteiinit ovat erittäin merkittävä tekijä, mutteivat nekään taida olla voima. Saan siis ainoaksi _fysikaaliseksi_ voimaksi tuon sähkövaikutuksen. Mitä mieltä olette?



Joo sähkömagneettinen vuorovaikutus se on. Lämpötilalla ei käsittääkseni ole valikoivasti läpäisevän kalvon tapauksessa merkitystä ionien kannalta. Muuten se lämpötilojen tasaantuminen kyllä käsittääkseni aiheutuu voimasta (Newton III); hiukkaset törmäilevät toisiinsa yhtä suurilla, mutta eri suuntaisilla voimilla.

Miksi ionit tarvitsevat ionikanavia kulkeutuakseen solukalvon läpi? Ei mitään ideaa, mutta veikkaan, että liittyy solukalvon kaksoisfosfolipidirakenteeseen. En osaa tätä vedenpitävästi selittää, mutta eikö kalvon ulkoreuna ole poolinen ja sisusta pooliton? Poolittomuudenhan aiheuttaa fosfolipidien hiilivetyketjut. Eivätkö ionit siis pysty liikkumaan tässä hiilivetyketjuista koostuvassa poolittomassa ympäristössä? Tarvitsevatko ionit varauksellisia proteiineja muodostamaan kanavia hiilivetyketjujen (siis solukalvon sisäosaan) väliin?



En tiedä osaanko selittää, mutta yritän. Ionit eivät ole vapaina kappaleina vesiliuoksessa, vaan ne ovat hydraatteina. Hydraatti tarkoittaa sitä, että ioniin on sitoutunut dipoli-ioni-sidoksin vesimolekyylejä n-kappaletta. Näin ollen ioni on ajateltava solukalvon tapauksessa "vedeksi". Vesi ei käsittääkseni läpäise solukalvoa ilman akvaporiineja, eli "vesikanavia". Proteiinijuttu menee kuten sanoit.

Toinen vaihtoehtoinen selitys ionin liukenemattomuudelle voisi olla se, että oppikirjojen (käsittääkseni virheellisen) tiedon mukaan veden konsentraatio on niin suuri ja molekyylikoko niin pieni, että se menee poolittomasta kalvosta huolimatta solun sisälle. Hydratoitunut ioni on huomattavan paljon suurempi molekyylisäteeltään, kuin vesi ja jää johonkin tahmailemaan.

ROS
Seuraa 
Viestejä101
Perikardiitti
TMW92

Toisaalta myös ionien konsentraatioilla on merkitystä. Jos ionin konsentraatio on suurempi solukalvon ulkopuolella, tarkoittaa se sitä, että ioneja virtaa solun sisälle enemmän suhteessa solusta poistuviin ioneihin. Mutta tämä konsentraatiogradienttihan ei itsessään mikään voima taida olla? Tuo ilmiö johtuu vain matemaattisesta todennäköisyydestä, kun ionit liikkuvat nesteessä. Että, jos tuohon kysymykseen mainitsee voimaksi konsentraatiogradientin niin se taitaa sitten olla itseasiassa väärin??




Joo, väärin on. Konsentraatiogradientilla olisi merkitystä vain silloin, kun ionikanavat olisivat jatkuvasti auki. Solussa ne eivät ole jatkuvasti auki. (Tai osa voi olla, mutta kaikki ei.)



Ionien kulkuun vaikuttaa konsentraatiogradientti ja solukalvon yli vaikuttava kalvojännite. Yhdessä nämä muodostavat elektrodiffuusioksi kutsutun ilmiön. Molekyylien diffundoituminen suuremmasta pitoisuudesta pienempään on yleinen luonnonlaki. Sitä voi verrata kappaleiden liikkeeseen painovoimakentässä, jossa potentiaalienergia pienenee. Vastaavasti diffuusiossa molekyylien kemiallinen potentiaalienergia pienene ja entropia kasvaa.

Perikardiitti

En tiedä osaanko selittää, mutta yritän. Ionit eivät ole vapaina kappaleina vesiliuoksessa, vaan ne ovat hydraatteina. Hydraatti tarkoittaa sitä, että ioniin on sitoutunut dipoli-ioni-sidoksin vesimolekyylejä n-kappaletta. Näin ollen ioni on ajateltava solukalvon tapauksessa "vedeksi". Vesi ei käsittääkseni läpäise solukalvoa ilman akvaporiineja, eli "vesikanavia". Proteiinijuttu menee kuten sanoit.

Toinen vaihtoehtoinen selitys ionin liukenemattomuudelle voisi olla se, että oppikirjojen (käsittääkseni virheellisen) tiedon mukaan veden konsentraatio on niin suuri ja molekyylikoko niin pieni, että se menee poolittomasta kalvosta huolimatta solun sisälle. Hydratoitunut ioni on huomattavan paljon suurempi molekyylisäteeltään, kuin vesi ja jää johonkin tahmailemaan.




Ionit eivät kulkeudu ionikanavien läpi vesivaipassaan, vaan ennen läpäisyä ioni-dipoli -sidokset katkaistaan (dehydraatioenergia). Kyllä vesimolekyyli varmasti jossain määrin läpäisee solukalvon ilman akvaporiinejakin. Akvaporiinit tosin nopeuttavat veden osmoosia useissa kudoksissa (esim. munuaisissa).

Perikardiitti
Seuraa 
Viestejä98
ROS
Ionit eivät kulkeudu ionikanavien läpi vesivaipassaan, vaan ennen läpäisyä ioni-dipoli -sidokset katkaistaan (dehydraatioenergia). Kyllä vesimolekyyli varmasti jossain määrin läpäisee solukalvon ilman akvaporiinejakin. Akvaporiinit tosin nopeuttavat veden osmoosia useissa kudoksissa (esim. munuaisissa).



Hyvä tarkennus. Vastasin kuitenkin kysymykseen miksi ionit eivät läpäise solukalvoa. Solukalvoa ne eivät läpäise dehydratoituneinakaan, vaan ionikanavan (kuten mainitsit). Voi olla että noin tosiaan on veden kanssa. Itse olen käsittänyt että kaikissa soluissa on akvaporiineja.

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat