NO ME SALEN
   (PROBLEMAS RESUELTOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   MECANISMOS DE TRANSPORTE
 

desesperado

 

5) Una membrana de 0,3 mm de espesor separa dos soluciones de glucosa (C6H12O6), de concentraciones 25 g/L y 7 g/L. El área total de los poros de la membrana que permiten el paso de la glucosa es 0,30 cm². Suponiendo que el flujo de agua a través de la membrana es nulo y sabiendo que el coeficiente de difusión de la glucosa es 0,3 x 10-5cm² s-1, determine:
    

    a) la densidad de flujo de glucosa suponiendo constantes sus concentraciones a ambos lados de la membrana;
    b) cuántos moles de glucosa atraviesan la membrana en un minuto.

   

Parece tratarse de un simple caso de aplicación de la ley de Fick:

Φ = – D Δc / Δx

La diferencia de concentración es Δc = 7 g/L – 25 g/L = – 18 g/L

Para realizar la operación sólo es necesario homogeneizar las unidades. Acá va:

Δc = – 18 g/L = – 0,018 g/cm3.

Y el espesor de la membrana, que es la distancia que debe recorrer el soluto para difundir de un recipiente al otro, es Δx = 0,3 mm = 0,03 cm... Entonces:

Φ = 0,3 x 10-5 cm² s-1 . 0,018 g/cm3 / 0,03 cm

 

Fluídos - Ricardo Cabrera

            Φ = 1,8 x 10-6 g cm-2 s-1

   

Para responder la segunda pregunta es necesario admitir la suposición que formula el enunciado: la concentración de las soluciones a cada lado de la membrana permanecen constantes. Al final te voy a justificar la suposición.

Recordemos el significado del flujo difusivo: es el cociente entre la masa, m (generalmente en moles, pero esta vez en gramos) y un intervalo de tiempo, Δt.

φ = m / Δt

Y a qué nos referimos cuando decimos: densidad de flujo: es el cociente entre el flujo difusivo, φ, y un área determinada, A.

Φ = φ / A

Si combinamos ambas definiciones y despejamos la masa:

m = Φ A Δt

m = 1,8 x 10-6 g cm-2 s-1 0,30 cm² 60 s

m = 3,24 x 10-5 g

Y ahora la cantidad de moles. Para conocer la masa molar de la glucosa (que seguro terminarás acordándote de memoria) basta con tomar una tabla periódica de los elementos y con la fórmula de la glucosa a la vista, (C6H12O6), sumar: 6 carbonos, 12 hidrógenos y 6 oxígenos. Acá va:

MGlu= 6 x 12 g + 12 x 1 g + 6 x 16 g = 180 g

Ahora una simple regla de 3:

          180 g  _____________ 1 mol

3,24 x 10-5 g  _____________ X

   

            n = 1,8 x 10-7 moles

   
Ahora que vemos el resultado me convenzo de que las concentraciones no varían... porque en un minuto difunde menos de una milésima parte de la diferencia de concentración inicial; por lo tanto, es correcto considerar que la velocidad de difusión (el flujo difusivo) es constante durante los 60 segundos que requiere el enunciado.  

Fluídos - Ricardo Cabrera

DESAFÍO: Dimensioná este problema para que tenga significación clínica. Vos sabés que la glucosa es el UNICO alimento que reciben nuestros tejidos para vivir; lo prepara amablemente el hígado a partir de todas las riquísimas moléculas que le manda el intestino. Los hepatocitos son células en forma de ladrillo, que construyen una pared: una cara mira al riquísimo caldo proveniente del intestino y la otra cara mira al plasma sanguíneo (la red de distribución comercial). Bien... buscá información en algún libro de fisiología, o por internet, y ponele datos representativos a la membrana plasmática (cara hacia la distribución de glucosa) de un único hepatocito.  

 

 
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización oct-07. Buenos Aires, Argentina.