Облегченная диффузия

Работа №3.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИАЛИЗА

Работа №2.

Механизмы диализа используются у пациентов, имеющих нарушение функции почек. Мочевина, как продукт разрушения аминокислот, должна удаляться из крови пациентов, так как она является токсичной для организма и может приводить к летальному исходу. Механизмы диализа применяют для очищения крови, пропуская ее через селективно проницаемую мембрану искусственной почки с целью удаления мочевины из крови. С одной стороны мембраны нашей модели находится кровь пациента, а с другой стороны - жидкости с заданными концентрациями веществ, таких как Na⁺, K⁺, Ca²⁺, HCО₃^-, которые необходимы для организма. Моделируем этот процесс:

Ход работы:

1. Поместить диализную мембрану 200 MWCO в мембранный держатель.

2. Заполнить левый сосуд 10 mМ каждого из четырех растворенных веществ и нажать кнопку «Распределение» (Dispense). Этот сосуд будет представлять собой диализируемую кровь пациента.

3. Заполнить правый сосуд подобным образом, но с концентрацией мочевины 0 mМ, то есть правый сосуд не будет содержать мочевины.

4. Установить «Время» на 60 минут и нажать кнопку «Старт», ожидая, когда экспериментальный период времени закончится.

5. Сделайте заключение:

1. Что происходит с концентрацией мочевины в левом сосуде (пациент)?

2. Почему это происходит?

Нажимаем на кнопку «Эксперимент» на верхней панели экрана. Выбираем раздел облегченная диффузия (Facilitated Diffusion), появляется новый экран (рис. 2).

Рисунок 2. Модель селективной мембраны для изучения облегченной диффузии.

Отметим, что существует два ключевых отличия от первой работы. Во-первых, на месте диализных мембран с правой стороны экрана имеется «Мембранный построитель» (Membrane builder), который будет использоваться для изготовления мембран, транспортирующих молекулы из одного сосуда в другой. Во-вторых, в этом эксперименте мы будем работать только с глюкозой и Na⁺/Cl^-.

Ход работы:

1. Заметим, что экран переносчика глюкозы установлен на 500. Нажимаем на кнопку «Построить мембрану » (Build membrane), чтобы создать мембрану с 500 переносчиками глюкозы.

2. Переместить эту мембрану к мембранному держателю между двумя сосудами.

3. Для левого сосуда, установить Na⁺/Cl^- на 9 mМ и глюкозу на отметке 9 mМ c помощью соответствующих кнопок «+» или «-». Затем нажать на кнопку «Dispens e» для заполнения левого сосуда.

4. Для заполнения правого сосуда, нажать на кнопку «Дистиллированная вода» (Deionizer Water) ниже сосуда и затем кнопку «Распределение» (Dispens e).

5. Установить таймер на 60 минут и нажать кнопку «Start».

6. Когда время достигнет 60, нажимаем на кнопку «Зарегистрировать результат» (Record date), чтобы зарегистрировать результаты эксперимента и перенести их в таблицу №2.

7. Нажать кнопку «Промывка» (Flush) под каждым сосудом, чтобы их опорожнить, а затем верните мембрану к мембранному построителю.

8. Строим новую мембрану с 300 переносчиками и повторяем этот эксперимент. Регистрируем результаты, промываем сосуды и возвращаем мембрану в исходное положение после каждого опыта.

9. Строим мембрану с 700 и 900 глюкозными переносчиками и повторяем эксперимент.

10. Для сравнения устанавливается самая низкая концентрация глюкозы 3 mМ и повторяются эксперименты в порядке, указанном в пунктах 1 - 9, также регистрируются результаты и заполняется таблица №2.

Таблица №2.

Результаты облегченной диффузии
Раствор (solute)	Плотность переносчиков MWCO (Carriers)	Стартовая концентрация слева (Start conc. L)	Стартовая концентрация справа (Start conc. R)	Скорость диффузии mM/min (Rate)
глюкоза
NaCl
глюкоза
NaCl
глюкоза
NaCl
глюкоза
NaCl

11. Нажмите кнопку «Инструменты» (Tools) - Распечатать результат» (Print date), чтобы распечатать данные.

12. Сделайте заключение и ответьте на вопросы:

1. При данной концентрации глюкозы, какое количество времени требуется для изменения равновесия? и с какой плотностью переносчика для транспорта глюкозы?

2. Меняется ли уровень диффузии Na⁺/Сl^- от плотности переносчика

3. Каков механизм Na⁺/Сl^- транспорта?

4. Если вы имеете равное количество глюкозы в правом и левом сосудах, будет ли наблюдаться какая либо диффузия?

Работа №4.

Дата добавления: 2014-11-20