INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGIA
LABORATORIO FISIOLOGIA Y BIOFISICA I PRÁCTICA No. 2 EFECTO DONNAN
EQUIPO 3: MAGALLON ROJAS ALEJANDRO ARMANDO SERRANO ESPINDOLA ERIC
OBJETIVOS
Explicar el efecto Donnan en un sistema in vitro
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Observar el comportamiento de una solución electrolítica Observar la generación de un potencial de membrana en un sistema artificial Calcular las concentraciones de los iones al equilibrio
EFECTO DONNAN El equilibrio de Gibbs - Donnan es el equilibrio que se produce entre los iones que pueden atravesar la membrana y los que no son capaces de hacerlo. Se juega con los iones y con las cargas. Cuando las partículas de gran tamaño cargadas eléctricamente, como las proteínas, que no se difunden a través de una membrana semipermeable, atraen los iones cargados positivamente y repelen los iones cargados negativamente. Como consecuencia de ello, se establece un gradiente eléctrico y gradientes de concentración de los iones, estos dos últimos iguales y de signo opuesto. En consecuencia, la concentración de partículas es desigual a ambos lados de la membrana y se establece un gradiente osmótico en dirección hacia el compartimiento que contiene las proteínas. El efecto de Donnan sobre la distribución de los iones difusibles es importante en el organismo a causa de la presencias en las células y en el plasma Membrana existen barreras que limitan la libre difusión como el caso de las membranas que permiten paso de agua pero no de solutos. Se tienen dos compartimientos acuosos separados por una membrana semipermeable Uno de ellos contiene proteínas, estas tienden a captar el comportamiento vecino, efecto que es proporcional al número de partículas dispersas. Proceso que en el cual las proteínas se ven afectadas por el agua de hidratación que forma la envoltura acuosa y por otro lado el comportamiento que presentan las proteínas como polianiones cuyas cargas están neutralizadas por los iones Na+ o K+, estas concentraciones deben existir en equilibrio de lo contrario provoca la retención permanente de de iones difusibles hen ese lado por lo que sucede el efecto donnan, lo cual incrementa en efecto osmótico.
Cuando existen moléculas) su presencia cambia la distribución de las partículas íonicas. En efecto, la proteína intracelular, cargada negativamente, atráe iones K+ y repele iones Cl -, produciéndose un gradiente eléctrico (simbolizado por las cargas + y - a ambos lados de la membrana) y sendos gradientes de concentración de K y Cl, iguales y de signo opuesto En el equilibrio, se tiene:
La concentración de partículas a ambos lados de la membrana es desigual (en el interior están además de los iones las proteínas) de forma que se produce un gradiente osmótico hacia el compartimento que contiene estas última. Establecido a través del epitelio por la existencia de proteínas no difusibles añade un pequeño pero significativo incremento a esta actividad osmótica. Las proteínas del plasma originan una presión osmótica de unos 20 mm de Hg. En el equilibrio de Gibbs-Donnan es de unos 6-7 mm de Hg. La suma de ambas es la presión oncótica o sea la atracción hacia el agua que ejercen las proteínas del plasma.
Material y equipo Balanza Analítica Potenciómetro Espátula Termómetro Matraz volumétrico 25,100,250 ml Pipetas graduadas 1,5 y 10 ml Vasos de precipitados 100,250,500 ml Membrana semipermeable Reactivos y sustancias:
Solución Buffer pH 4 y 7 Albúmina Cloruro de sodio Hidróxido de sodio Fenolftaleína Etanol DESARROLLO EXPERIMENTAL • •
1
• •
2
• •
3
Remojar la membrana en 10 min en agua destilada Llenar solucion de albumina con una gota de fenoftaleina
Medir t° Colocar electrodo en 200 ml de NaCl .09 M
Colocar gota de fenoftaleina Tomar ph en tiempo 0.1.2.3.4.5. ycada 5 min hasta estabilizar
RESULTADOS t
ph
25
4.7
0
4
30
4.81
1
4.04
35
5.01
2
4.09
40
5.11
3
4.013
45
5.2
4
4.15
50
5.35
5
4.22
55
6.02
10
4.35
60
6.91
15
4.44
65
7.09
20
4.59
70
7.21
8 7 6 5 H p
4 3 2 1 0 -9
1
11
21
31
41
51
61
71
Tiempo (s)
GRAFICA 1. Tiempo vs Ph
Podemos observar que nuestro incremento fue muy lento. Tuvimos que repetir 2 veces el experimento pues al comparar con otros equipos iba el nuestro lento
Para poder conocer la concentración que tenemos tenemos que aplicar la formula:
Despejando la concentración claramente. Y asi obtenemos: t
ph
[]
25
4.7
0.6720979
0.60206 0.6063814
30
1
4 4.04
35
4.81 5.01
0.6821451 0.6998377
2
4.09
0.6117233
40
5.11
0.7084209
3
4.013
0.6034692
45
5.2
0.7160033
4
4.15 0.6180481
50
5.35
0.7283538
5
4.22
0.6253125
55
6.02
0.7795965
10
4.35 0.6384893
60
6.91
0.839478
15 20
4.44
0.647383
7.09
0.8506462
4.59
0.6618127
65 70
7.21
0.8579353
0
[] 1 0.9 0.8 n 0.7 o i c 0.6 a r t n 0.5 e c 0.4 n o c 0.3 0.2 0.1 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
tiempo (s)
La grafica nos enseña que a como aumenta el tiempo aumenta la concentración , además de que deberá llegar a un nivel de equilibrio. DISCUSION DE RESULTADOS El efecto donan es aquel en el cual un gradiente de concentración genera otro gradiente es el eléctrico esto se da gracias a que dentro de la célula hay iones con una carga negativa estos al interaccionar con los iones del exterior que tiene otra carga positiva generan un gradiente eléctrico como ya dije es consecuente por que los iones dentro no serian posibles si no hubiera cierta concentración de estos y distinta en el exterior, una ves que interaccionan generan una diferencia de potencial esta rodea ala célula es decir alrededor de ella viaja el impulso permitiendo abrir canales o cerrarlos gracias a esto se inicia el intercambio de iones para después de adquirir el equilibrio El estado Donan representa un equilibrio entre dos fases que contienen no solo aniones Cl- y cationes Na+ ambos de los cuales pueden pasar a través de la membrana, sino también moléculas para las que la membrana es impermeable. El equilibrio Donan requiere que los iones se distribuyan de forma pasiva, de acuerdo al equilibrio termodinámico Donnan muestra como la distribución de iones sirve para explicar que el equilibrio en ambas fases a su vez forma un equilibrio de pH y de potencial. Por otro lado le Cl- cambia muy poco el potencial de la membrana. Esto es debido a que el potencial de equilibrio del cloro está muy cerca del potencial de reposo. El cloro es un ión negativo, y el potencial negativo de la membrana tiende a impedir la entrada en la célula de este ión. Este efecto nos lleva a pensar que el volumen de la célula puede sufrir alteraciones, lo que llevaría a cambios de concentraciones; además, se llegaría a un equilibrio del pH en ambas fases, y esta alteración del pH podría a su vez alterar el potencial de Donan, ya que la carga de las moléculas orgánicas (para las que la membrana es impermeable) dependen del valor del pH
CONCLUSIONES PETIT CHAVARIA CARLOS En conclusión de la practica número 2 que nos habla del efecto donan con la cual sabemos que es el equilibrio de iones que puede atravesar la membrana lo cual vimos en el experimento al llenar de solución albumina la membrana que sería la parte intracelular y fenolftaleína apara ver el paso de iones en la membrana como se traspasaba lo cual el cloruro de sodio era la solución externa y pro medio del potenciómetro veíamos como cambiaba el voltaje dándonos cuenta de que si había un diferencial de potencial provocado en la membrana lo cual provocaba el paso de iones como el calcio a través de las proteínas correspondientes hasta llegar un medio isotónico en el cual lo confirmábamos con el potenciómetro ya que no había un gran cambio de variación de voltaje es decir que quedo estable y eso nos dimos cuenta aproximadamente después de una hora lo cual esto es un buen experimento ya que es una forma de visualizar algo que ocurre en nosotros y no lo podemos ver que es el funcionamiento de las células gracias a los neurotransmisores o cundo realzamos un acción de movimientos en musculares saber qué es lo que paso al igual con las sensaciones. SERRANO ESPINDOLA ERICK En el experimento se trata de ver como se llega al efecto, ¿por que? Por que recordando el efecto es de equilibrio entre el gradiente de concentración y su consecuente el gradiente eléctrico es decir concretamente si uno es consecuente del otro que es lo que se requiere: el equilibrio en el de concentración. la membrana como se estudio genera una diferencia de potencial pero esto es en la célula, en la membrana de la practica no existiría este efecto tal cual, pero si permitiría ala albumina empezar a salir es por eso que las pruebas se realizan en el exterior es aquí donde entra otra relación el pH el cual se define como la cantidad de iones hidronio en una solución entonces recordando que es el log de pka para sacar la concentración se tiene que sacar el anti log del pH y es así como obtenemos la concentración en el experimento. Por supuesto que se puede ver el equilibrio es donde ya no cambia el pH y por consecuente la concentración se lleva acabo por el intercambio entre el interior y el exterior. Tomando en cuenta que es aquí donde se aprecia el efecto donan y también añadiendo que este estado puede durar por siempre solo cumpliendo el hecho de que nadie altere ninguna solución. MAGALLON ROJAS ALEJANDRO El efecto donnan busca un equilibrio entre dos medios , en el cual se encuentre la misma cantidad de sustancias o valores del mismo tipo que puedan provocar un equilibrio. Este proceso interactúa por las diferencias de carga que existen en los medios. Pudimos descubrir que la albumina es una proteína muy fuerte e que es la base para el efecto donnan , ya que en este proceso la proteína tiene una carga negativa y no puede pasar por la membrana , ya que esta es demasiado grande para pasar por ella por lo que para que exista un equilibrio debe existir un mismo numero de cargas con las que pueda interactuar.
El proceso donnan se ve afectado también la concentración de las sustancias , y debemos recordar que en una célula hay gran cantidad de aniones y cationes.
