Formulario di Biofisica

RIPULSATILITÀ DEL MOTO

Espansione del vaso (sistole), poi Onda sfigmica → onda di propagazione v=4m/s (diversa dalla velocità del sangue) compressione (diastole) → la pressione non cade a 0

REGIME SEMISTAZIONARIO

1/3 pulsatile

2/3 stazionario

MEMBRANE E FENOMENI DI TRASPORTO

Flusso di soluto (numero di moli che J = numero molis tempo * superficie attraversa in un’unità di tempo, l’unità di superficie) J = mol/cm s (C.G.S)

Flusso di volume/globale (volume di V=J soluzione vsoluzione che attraversa in un’unità di tempo ⋅t Sl’unità di superficie)

N.B. l’unità di misura del flusso di volume coincide con quello di una velocità, C.G.S. (cm/s)

Equilibrio dinamico Il flusso netto è uguale a zero, in quanto i flussi si eguagliano, ciò significa che il flusso esiste (uguale a zero non significa che non abbiamo flusso)

Forze di interazione elettrostatica F= 1 q q1 2ε π4ε rR0

F=forza di

coulombε =costante dielettrica nel vuoto
0ε =costante dielettrica della situazione
Rq=cariche
STIMA DI CAMMINO LIBERO:
Area totale membrana capillare A = 2πrlN = 2π ∙7 x 10 ∙ 0.5 ∙ 4 x 10 = 880 m^-4 9 2(r = raggio medio, l = lunghezzamedia, N = n° capillari)
l = distanza media tra un urto e quello 22.4= = =successivo= V disponibile in ogni particella
Vl = V di una moleVm μ=l 0,3 m = = 6 ∙ 101= = 2 ∙ 10 /
DIFFUSIONE DI SOLUTO IN UN SOLVENTE:
Velocità quadratica media 3=−23⋅101,38 J / K
k = (costante di Boltzmann)
Prima legge di Fick (soluto diffondeliberamente grazie ad agitazione termica) ∆=− ∆con D = coefficiente di diffusione, dipendenteda temperatura/s[D] = cm²
Seconda legge di Fick (stato non =stazionario)
Per le miscele gassose pV = nRT, C = n/v = p/RT∆=−I legge di Fick: ∆( , ) ( , )=II legge di Fick:
DIFFUSIONE CON MEMBRANA: Coefficiente di partizione:
Membrana = parete con canali di raggio Rr = raggio moli di soluto

numero di poriNA

densità superficiale di porin = N /AA ΔC

Flusso di soluto attraverso membrana = -ΔC, Δ con D = coefficiente di diffusione attraverso Membrana, Δx = spessore della membrana, P = permeabilità di membrana [P] = cm / s kT

Formula di Stokes-Einstein (esprime D in funzione della temperatura assoluta T e del 6πηR coefficiente di viscosità del solvente per -23 particelle sferiche) con = 10 costante di Boltzmann, k = 1,38 J / R

R = raggio della particella

1. Fattori geometrici d'ingresso

Legame D e DM (-) = 1- = 2( )π con - = area efficace R r

2. Fattore di hindrance: urti dei pori con pareti della membrana

= 1-ε = funzione solo del rapporto r/R

2 ε ε ε

Coefficiente di hindrance: = ·1 2→ = , = Δ

FILTRAZIONE (GRADIENTE DI PRESSIONE IDRAULICA):

Regime laminare Δ( = resistenza meccanica del condotto, R = = -Δ

à8 ∆raggio pori membrana) = =− ∆ =− ∆, 8 ∆Coefficiente di filtrazione (dipende solo dalla = =membrana non dal soluto)  ∙8 ∆= − ΔC − C ( )Quando agisce un gradiente di pressione ∆,idraulica: +( )= 2+= − ΔC − ∆, 2= − ΔC − C ( )Quando agisce un gradiente di pressione ∆,idraulica: +( )= 2+= − ΔC − ∆, 2DIFFUSIONE GAS---LIQUIDO:Legge di Henry p = k χ∙i i i(k = costante di Henry, χ = frazione molare, s = V = p s∙i i icoefficiente di solubilità, V = volume in cm del3gas i in 100 cm di soluzione in condizioni3standard, p = pressione parziale del gas)iLegge dei gas reali ∙( )=+ −a, b parametri caratteristici del gasLegge di Graham = √con M = peso molecolare e K = costante cheda membrana e TdipendeLegge di Raoult p (A + B) = p (A) ∙(p = tensione di vapore) vs vsvs A = solvente, B = solutoArea totale membrane alveolare A = 4πr N = 4π ∙

(10 ) ∙ 0.6 x 10 = 75 m² -2 2 9 2(r = raggio alveolo, N = n° tot alveoli)

Tempo diffusione alveolare(s = coefficiente di solubilità, r = raggioa /≅=alveolo, r = raggio capillare, l = lunghezza 6∙ 6∙c / /capillare) =

OSMOSI E GRADIENTE DI PRESSIONE OSMOTICA:π

Per soluzioni diluite e a T costante = con k = dipende da T e dalla soluzionek Cπ δ δ= con = coefficiente di dissociazione

Equazione di stato per la soluzioni V nRTelettrolitica (vale 1 se il soluto non si dissocia)diluite + +=ν = particelle non dissociate, ν = particelle con carica0 +positiva, ν = particelle con carica negativa, N =-particelle iniziali[ ]π

SI: PaCGS: barie, atm, mmHgδOsmolarità 1 osmole = 22,4 atm ( =1) δMolarità NaCl 1 molarità NaCl = 44,8 atm ( =2)( ) ( )

Flusso di volume/solvente π π= Δp − Δ = Δp − ΔJ L J LVM p VM pattraverso la membrana N.B. Secondo Esposito, Δ significa:valore BASSO

–valore ALTO= 0Flusso osmosi + J s M ( )filtrazione = − Δ − ΔπJ L pVM p- Pressione idraulica: p > p → J da 1 a 21 2 vM- Pressione osmotica: C > C → J da 1 a 22 1 vM( )Flusso di soluto e di volume per una ( ) ( )ε π φ π= −L Δp − Δ = −L Δp − ΔJ 1−VM p pqualsiasi membranaφ ε( = 1− = semipermeabilità di ( )ε φ= −PΔC + = −PΔC +J C (x) J C (x) 1− Js M M VM M VMmembrana) πΔL = ΔVLavoro osmotico(diluire/concentrare una soluzione) = −nRT ln C nRT ln CL1→2 1 2μ μ μPotenziale chimico (funzione della = + con = costante che dipende dal tiponRT ln C 0 0concentrazione) di soluto e di solvente(Z = numero di cariche elettriche μ μ μ= − = −ΔL12 1 2coinvolte) μΔ = condizione di equilibrio per le membrane0permeabili ∆ = − ( − )Pressione

Pressione oncotica derivante dalla sola componente proteica:
Pressione oncotica = (π1 - π2) = (πplasma - πliquido interstiziale) = (C1 - C2)k
dove C1 e C2 sono le concentrazioni degli ioni proteici e k è una costante.
Ipotesi di Starling: equilibrio quando il flusso netto di solvente tra plasma e liquido interstiziale dovuto alle forze di pressione è nullo.
Differenza di pressione non costante lungo il capillare: flusso localizzato in uscita dal capillare nell'estremità arteriosa, in entrata in quella venosa.
Microcircolazione con flusso complessivo nullo, altrimenti edema.
FLUSSI ELETTROCHIMICI:
Equazione fondamentale della termodinamica: ΔG = ΔH - TΔS
Velocità di trascinamento: v = μE
dove e = 1,602 x 10^-19 C, f = coefficiente d'attrito.
Mobilità elettrolitica: μ = σ/(qF)
Forza di Coulomb: F = (1/4πε0) * (q1q2/r^2)
Corrente e densità di corrente (legge generalizzata di Ohm): J = σE
dove σ = Δq/ΔV, Δq = carica elettrica, ΔV = differenza di potenziale.

elevata all'interno)resistività elettrica) Differenza di potenziale elettrico che sussistePotenziale di riposo Vm in condizioni di equilibrio tra il liquido intracellulare ed il liquido interstizialegradiente di concentrazionePer ogni tipo di ione per cui la membrana è - gradiente