Physiology Lecture 2 PDF

Malak mahmood LEC. 2 PHYSIOLOGY Dr. Ihab Al-Khalifa The Body as an Organized "Solution” ‫ موجودة في "بحر داخلي" من‬، ‫الخاليا التي تشكل أجسام جمي...

Malak mahmood LEC. 2 PHYSIOLOGY Dr. Ihab Al-Khalifa The Body as an Organized "Solution” ‫ موجودة في "بحر داخلي" من‬، ‫الخاليا التي تشكل أجسام جميع الحيوانات متعددة الخاليا باستثناء أبسطها‬ General Principles.‫( محاط داخل تكامل الحيوان‬ECF) ‫السائل خارج الخلية‬ The cells that make up the bodies of all but the simplest multicellular animals, exist in an "internal sea" of extracellular fluid (ECF) enclosed within the integument of the animal..‫ لكن تركيبته يشبه إلى حد بعيد املحيطات البدائية‬، ‫ أكثر تميي ًعا من مياه البحر الحالية‬ECF ‫إن‬  The ECF is more dilute than present-day seawater, but its composition closely resembles that of the primordial oceans.  From this fluid, the cells take up O2 and nutrients; into it, they discharge metabolic waste products ‫ يقومون بتصريف منتجات النفايات األيضية‬، ‫ واملواد املغذية ؛ في ذلك‬O2 ‫ تأخذ الخاليا‬، ‫من هذا السائل‬ Body Fluids.‫ )سائل الجسم الرئيسي( هو أهم مغذيات للحياة‬، ‫املاء‬  Water, (the primary body fluid) is the most important nutrient for life.  ≈ 40-75% of human body weight is water. ‫ من وزن جسم اإلنسان هو املاء‬٪ 40-75 ≈  Loss of 10% body fluid = 8% weight loss SERIOUS ‫ فقدان الوزن خطيرة‬٪ 8 = ‫ سائل الجسم‬٪ 10 ‫فقدان‬  Loss of 20% body fluid = 15% weight loss FATAL ‫ فقدان الوزن قاتلة‬٪ 15 = ‫ من سائل الجسم‬٪ 20 ‫فقدان‬  Fluid gained each day should = fluid lost each day ‫يجب أن تكون السوائل املكتسبة كل يوم = السوائل املفقودة كل يوم‬ ‫وظائف سوائل الجسم‬ (2 -3L/day average) Functions of Body Fluid  Medium for transport ‫وسط للنقل‬  Needed for cellular metabolism ‫مطلوب لعملية التمثيل الغذائي الخلوي‬  Solvent for electrolytes and other constituents ‫مذيب لإللكتروليتات واملكونات األخرى‬  Helps maintain body temperature ‫يساعد في الحفاظ على درجة حرارة الجسم‬  Helps digestion and elimination ‫يساعد على الهضم واإلخراج‬  Acts as a lubricant ‫يعمل كمادة تشحيم‬ Body Fluid Compartments :‫ من إجمالي كتلة الجسم لدى الذكور وتنقسم إلى‬%60‫ من كتلة الجسم لدى اإلناث و‬%55 ‫تشكل سوائل الجسم لدى البالغني النحيفني‬ In lean adults, body fluids constitute 55% of female and 60% of male total body mass these divided into: ‫ من سوائل الجسم‬2/3 ‫( داخل الخاليا؛ حوالي‬ICF) ‫السائل داخل الخاليا‬ :‫( خارج الخاليا إلى‬ECF) ‫ينقسم السائل خارج الخلية‬  Intracellular fluid (ICF) inside cells; About 2/3 of body fluid  Extracellular fluid (ECF) outside cells divided into : 1. Interstitial fluid ( fluid between cell) is 80% of ECF 2. Intravascular fluid (Plasma in blood )is 20% of ECF ECF ‫ من‬%80 ‫ السائل الخاللي )السائل بني الخاليا( يشكل‬.1 ECF ‫ من‬%20 ‫ السائل داخل األوعية الدموية )البالزما في الدم( هو‬.2 1  ‫ يحتوي الجسم على مواد مذابة؛ املواد التي تنفصل في املحلول‬،‫باإلضافة إلى املاء‬ In addition to water, the body contains solutes; substances that separate in solution  Solution = Solute + Solvent  Solution = the fluid compartment (ICF or ECF)  Solvent = water  Solutes: ‫ أيونات غير عضوية مشحونة‬: ‫االلكتروليت‬ 1. Electrolyte : Charged inorganic ions  They dissolve in water ‫تذوب في املاء‬  They can conduct an electric current ‫يمكنها توصيل تيار كهربائي‬ Major cations: ECF = ‫الصوديوم‬ ECF = sodium ICF = potassium ICF = ‫البوتاسيوم‬ Major anions: ECF = ‫ بيكربونات‬،‫كلوريد‬ ECF = chloride, bicarbonate ICF = proteins neg charge ICF = ‫البروتينات السلبية الشحنة‬ 2. Non-electrolytes  Polar = those that are water soluble (sugars, proteins)  Non-polar = those that are water insoluble (lipids) (‫القطبية = تلك التي تذوب في املاء )السكريات والبروتينات‬ (‫غير القطبية = تلك التي ال تذوب في املاء )الدهون‬ 2  Water,Electrolytes,& Acid/Base.‫تتطور الحياة في املاء وال تزال تعتمد عليه بشكل مطلق‬  Life is evolved in water and is still absolutely dependent on it. Properties of water ‫قطبي جدا‬  Very polar ‫االوكسجني عالي الكهروسلبية‬  Oxygen is highly electronegative  H-bond donor and acceptor h ‫توتر سطحي مانح ومتقبل للربطه‬, ‫حرارة التبخر‬, ‫نقطه انصهار‬, ‫درجة غليان عالية‬  High boiling point , melting point, heat of vaporization, surface tension  A water molecule is a polar molecule with opposite ends of the molecule with opposite charges. ‫جزي املاء هو جزيء قطبي له طرفان متقابالن للجزيء الذي له شحنات متضاده‬  Water dissolves polar compounds ‫املاء يذيب املركبات القطبية‬ Electrolytes.‫ يتم تصنيفها على أنها أنيونات أو كاتيونات بنا ًء على نوع الشحنة التي تحملها‬.‫اإللكتروليتات هي أيونات قادرة على حمل شحنة كهربائية‬ Electrolytes are ions capable of carrying an electric charge. They are classified as anions or cations based on the type of charge they carry. CATIONS (+) ‫ بسبب‬.(–Cl) ‫( واألنيون‬+Na) ‫( هي جزيئات تتفكك في املاء إلى مكافئاتها من الكاتيون‬NaCl ،‫)على سبيل املثال‬ ANIONS (-).‫ ال تميل هذه اإللكتروليتات إلى إعادة االرتباط في املاء‬،‫الشحن الصافي على جزيئات املاء‬ (e.g, NaCl) are molecules that dissociate in water to their cation (Na+) and anion (Cl–) equivalents. Because of the net charge on water molecules, these electrolytes tend not to re associate in water. There are many important electrolytes in physiology, notably Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl–, and HCO3–. It is important to note that electrolytes and other charged compounds (eg, proteins) are unevenly distributed in the body fluids. ‫ ومن املهم أن نالحظ أن الشوارد‬.–HCO3‫ و‬،–Na+، K+، Ca2+، Mg2+، Cl ‫ وأبرزها‬،‫هناك العديد من الشوارد الهامة في علم وظائف األعضاء‬.‫واملركبات املشحونة األخرى )مثل البروتينات( يتم توزيعها بشكل غير متساو في سوائل الجسم‬ 3  Electrolytes Cations ‫الكيتونات املوجبه الشحنة‬ ‫حفظ‬ Positively charged  Sodium Na+  Potassium K+  Calcium Ca++  Magnesium Mg++ Anions ‫االيونات السالبة الشحنة‬ Negatively charged  Chloride Cl-  Phosphate PO4-  Bicarbonate HCO3- Electrolyte Functions ‫وظائف االلكتروليتات‬ :‫ بما في ذلك‬،‫عنصرا أساسيًا في العديد من العمليات‬ ً ‫تعتبر اإللكتروليتات‬  Electrolytes are an essential component in numerous processes, including:  Volume and osmotic regulation (Na, Cl & K) ‫الحجم والتنظيم االسموزي‬  Myocardial rhythm and contractility (K, Mg & Ca2). ‫ايقاع وانقاض عضله القلب‬  Cofactors in enzyme activation (e.g., Mg, Ca). ‫العوامل املساعدة في تنشيط االنزيمات‬  Regulation of adenosine triphosphatae, (ATPase) ion pumps (Mg) ‫تنظيم مضخات االدينوزين ثالثي الفوسفات‬  Acid-base balance (HCO3, K & Cl) ‫التوازن الحمضي القاعدي‬  Blood coagulation (Ca, Mg). ‫تخثر الدم‬  Neuromuscular excitability (K, Ca, Mg). ‫استثارة عصبية عضلية‬  The production and use of ATP from glucose (Mg,PO4). ‫ من الجلوكوز‬ATP ‫انتاج واستخدام ال‬ 4 5  pH & The body Buffering System.‫املخازن املؤقتة هي مركبات تقاوم التغيرات في الرقم الهيدروجيني عند إضافة كميات محدودة من األحماض أو القواعد‬  Buffers are compounds that resist changes in pH upon the addition of limited ‫ تعمل املكونات بطريقة‬.‫تتكون األنظمة املنظمة عادة من حمض أو قاعدة ضعيفة وملحها املرافق‬ amounts of acids or bases..‫تغيرا طفيفًا فقط في الرقم الهيدروجيني‬ ‫تؤدي إلى إضافة حمض أو قاعدة إلى تكوين ملح يسبب‬ ً  Buffer systems are usually composed of a weak acid or base and its conjugate salt. The components act in such a way that addition of an acid or base results in the formulation of a salt causing only a small change in pH.  The maintenance of a stable hydrogen ion concentration ([H+]) in body fluids is essential to life. The pH of a solution is defined as the logarithm to the base 10 of the reciprocal of the H+ concentration ([H+]), ie, the negative logarithm of the [H+]. The pH of water at 25 °C, in which H+ and OH–ions are present in equal numbers, is 7.0 H+ ‫ ملقلوب تركيز‬10 ‫ يتم تعريف الرقم الهيدروجيني للمحلول على أنه اللوغاريتم لألساس‬.‫أمرا ضروريًا للحياة‬ ً ‫[( في سوائل الجسم‬+H]) ‫يعد الحفاظ على تركيز ثابت أليون الهيدروجني‬ 7.0 ‫ هو‬،‫ بأعداد متساوية‬-OH‫ و‬+H ‫ حيث توجد أيونات‬،‫ درجة مئوية‬25 ‫ الرقم الهيدروجيني للماء عند‬.[+H] ‫ أي اللوغاريتم السلبي لـ‬،([H+]) ‫مقياس درجة الحموضة‬ pH Scale  Devised by Sorenson (1902) (1902) ‫ابتكرها سورنسون‬ [H+] 1 ‫يمكن أن يتراوح من‬M 1‫و‬X10-14M  [H+] can range from 1M and 1 X 10-14M ‫يؤدي استخدام مقياس السجل إلى تبسيط التدوين‬  Using a log scale simplifies notation  pH = -log [H+]  Range is from 0 - 14  Neutral pH = 7.0  If [H+] is high, the solution is acidic; pH < 7  If [H+] is low, the solution is basic or alkaline ; pH > 7 ‫ يتم الحفاظ‬،‫غالبًا ما يكون النشاط األنزيمي وبنية البروتني حساسني لدرجة الحموضة؛ في أي جسم أو حجرة خلوية‬ The Body Buffering System.‫البروتني‬/‫على الرقم الهيدروجيني للسماح بأقصى قدر من كفاءة اإلنزيم‬ Enzymatic activity and protein structure are frequently sensitive to pH; in any given body or cellular compartment, pH is maintained to allow for maximal enzyme/protein efficiency..‫يتم تثبيت درجة الحموضة في الجسم من خالل قدرة التخزين املؤقت لسوائل الجسم‬ Body pH is stabilized by the buffering capacity of the body fluids. A buffer is a substance that has the ability to bind or release H+ in solution, thus keeping the pH of the solution relatively constant despite the addition of considerable quantities of acid or base. ‫ وبالتالي الحفاظ على الرقم الهيدروجيني للمحلول ثابتًا نسبيًا على الرغم من‬،‫ في املحلول‬+H ‫العازلة هي مادة لديها القدرة على ربط أو إطالق‬.‫إضافة كميات كبيرة من الحمض أو القاعدة‬ Of course there are a number of buffers at work in biological fluids at any given time. All buffer pairs in a homogenous solution are in equilibrium with the same [H+]; a great deal about all of the biological buffers in that system. ‫ جميع األزواج العازلة في املحلول املتجانس تكون في حالة توازن‬.‫األوقات‬6‫بالطبع هناك عدد من املخازن املؤقتة العاملة في السوائل البيولوجية في أي وقت من‬.‫[؛ الكثير عن جميع الحواجز البيولوجية في هذا النظام‬+H] ‫مع نفس‬  : ‫يتم تحقيق التوازن الحمضي القاعدي الطبيعي من خالل عدد من األنظمة العازلة‬ Normal acid-base balance is achieved through number of buffer systems : 1- Bicarbonate-carbonic acid buffer system ‫نظام عازل لحمض بيكربونات الكربونيك‬ 2- Phosphate buffer system ‫نظام عازلة الفوسفات‬ 3- Protein buffer systems ( Amino acids & Hb ) (Hb‫أنظمة عازلة البروتني )األحماض األمينية و‬ ‫الحفاظ على تركيزات البروتني والكهارل الطبيعية يتحكم في توزيع املاء في حجرات الجسم‬ Maintenance of normal protein and electrolyte concentrations controls water distribution in the body compartments 1. Water passes freely across cell membranes ‫يمر املاء بحرية عبر أغشية الخاليا‬ ‫ال يمكن لأليونات والبروتينات أن تنتشر بحرية عبر معظم أغشية الخاليا‬ 2. Ions and proteins cannot freely diffuse across most cell membranes ‫يتحرك املاء بشكل سلبي استجابة للتغيرات في تركيز املذاب‬ 3. Water moves passively in response to changes in solute concentration ICF ‫ وليس في‬ECF ‫جميع أجهزة مراقبة التوازن االستتبابي تحدث في‬ 4. All monitors to homeostatic balance occur in ECF and not ICF (‫ مفتاح التوازن هو الحفاظ على تركيز املذاب )األسمولية‬.‫ فقط‬ECF ‫ استجابة للتغيرات في‬ECF‫ و‬ICF ‫تحدث تحوالت املوائع بني‬ Fluid shifts occur between ICF & ECF in response to changes only in ECF Key to equilibrium is maintaining solute concentration (osmolality ) Note: water follows salt ,thus, regulation of fluid balance & electrolyte balance are intertwined ‫ وبالتالي فإن تنظيم توازن السوائل وتوازن الكهارل متشابكان‬،‫املاء يتبع امللح‬ 7 Osmolality ‫وزن( وهي قدرة هذا املحلول على‬/‫األسمولية هي الخاصية الفيزيائية للمحلول الذي يعتمد على تركيز املذاب من حيث ميليوسمول لكل كيلوغرام من املذيب )وزن‬.ECF‫ و‬ICF ‫التسبب في التناضح بني‬  Osmolality is physical property of a solution that is based on the concentration of solute in term of miliosmoles per kilogram of solvent (w/w) & is the ability of that ‫انخفاض األسمولية في الدم يعني وجود كمية أعلى من املعتاد من املاء مقارنة بكمية‬ solution to cause osmosis between ICF & ECF..(‫الجزيئات الذائبة فيه )اإلماهة الزائدة أو الوذمة‬  A low serum osmolality means a higher than usual amount of water in relation to the amount of particles dissolved in it ( over hydration or edema ).‫تشير زيادة األسمولية في الدم إلى نقص حجم السائل‬  An increased serum osmolality indicate deficient fluid volume..‫قياس األسمولية في الدم يعطي معلومات عن حالة املاء داخل الخاليا بسبب التوازن األسموزي الذي يتم الحفاظ عليه باستمرار على جانبي غشاء الخلية‬  Measurment of serum osmolality gives information about the hydration status within the cells because of the osmotic equilibrium that is constantly being maintained on either side of the cell membrane. If change to hypertonic ECF, then water pass into ECF ECF ‫ فإن املاء يمر إلى‬،‫ مفرط التوتر‬ECF ‫إذا تم التغيير إلى‬ ICF ‫ فإن املاء يمر إلى‬،‫ منخفض التوتر‬ECF ‫إذا تم التغيير إلى‬ If change to hypotonic ECF, then water pass into ICF Osmosis Movement of water between two compartments by a membrane permeable to water but not to solute ‫ وال يحتاج إلى طاقة‬،‫ ينتقل املاء من تركيز ذوبان منخفض إلى تركيز ذوبان عالي‬.‫حركة املاء بني جزأين بواسطة غشاء نافذ للماء ولكن ليس للذوبان‬ Water moves from low solute to high solute concentration , requires no energy Osmolality Determining the osmolality is important because it indicates the water& electrolytes balance of the body..‫تحديد األسمولية مهم ألنه يشير إلى توازن املاء والكتروليتية في الجسم‬ To determine the state of body water balance, one can measure plasma osmolality..‫ يمكن قياس األسمولية في البالزما‬،‫لتحديد حالة توازن املاء في الجسم‬ ‫األسمولية القيم الطبيعية‬ Osmolality normal values Plasma : 275-295 mOsm/Kg A solution that has HIGH osmolality is one that is > plasma osmolality = HYPERTONIC solution A solution that has LOW osmolality is one that is < plasma osmolality = HYPOTONIC solution A solution that has equal osmolality as plasma = ISOTONIC solution ‫املحلول الذي يحتوي على أوسمولية عالية هو الذي يكون < أوسمولية البالزما = محلول مفرط التوتر‬ ‫املحلول الذي يحتوي على أسمولية منخفضة هو الذي يكون > أسمولية البالزما = محلول منخفض التوتر‬ ISOTONIC ‫املحلول الذي له األسمولية املساوية للبالزما = محلول‬ 8 Regulation of Osmolality Osmolality of ECF is controlled by : :‫ عن طريق‬ECF ‫يتم التحكم في األسمولية للـ‬  Hypothalams by osmoreceptor via : 1. Thirst Mechanism ‫اليه العطش‬ ( ‫تنظيم فازوبريسني)الهرمون املضاد الدرار البول‬ 2. Regulation of vasopressin ( antidiuretic hormone ADH) (‫األلدوستيرون‬-‫أنجيوتنسني‬-‫الكلى عن طريق التحكم في تركيز الصوديوم وتنظيم حجم الدم )نظام رينني‬  The Kidney via the control of Na concentration & regulation of blood volume (Renin-angiotensin-aldosterone system) To maintain a normal plasma osmolality ( 275– 295 mOsm/kg of plasma H2O), osmoreceptors in the hypothalamus respond quickly to small changes in osmolality. A 1%–2% increase in osmolality causes a fourfold increase in the circulating concentration of ADH, and a 1%–2% decrease in osmolality shuts off ADH production. ADH acts by increasing the reabsorption of water in the collecting tubules. ‫للحفاظ على األسمولية البالزمية الطبيعية‬ ،(‫ البالزما‬H2O ‫كجم من‬/‫ ملي أسمول‬295-275) ‫تستجيب املستقبالت األسمولية في منطقة ما تحت‬ glucose (mg/dl) BUN (mg/ dl) ‫ تؤدي‬.‫املهاد بسرعة للتغيرات الصغيرة في األسمولية‬ ‫ إلى زيادة‬%2 ‫ إلى‬%1 ‫زيادة األسمولية بنسبة‬ Osmolality = 2Na + + ‫ كما يؤدي‬،‫ بمقدار أربعة أضعاف‬ADH ‫تركيز‬ ‫ إلى إيقاف‬%2 ‫ إلى‬%1 ‫انخفاض األسمولية بنسبة‬ 18 2.8 ‫ عن طريق زيادة إعادة‬ADH ‫ يعمل‬.ADH ‫إنتاج‬ BUN = ‫نيتروجني اليوريا في الدم‬.‫امتصاص املاء في األنابيب املجمعة‬.. BUN = Blood urea nitrogen Normally, cells neither shrink or swell because intracellular and interstitial fluids have the same osmolality ‫ ال تنكمش الخاليا أو تنتفخ ألن السوائل داخل الخاليا والسوائل الخاللية لها نفس األسمولية‬،‫في العادة‬ Increasing osmolality of interstitial fluid draws water out of cells and cells shrink Decreasing osmolality of interstitial fluid causes cells to swell ‫ تؤدي انخفاض األسمولية في السائل الخاللي إلى تضخم الخاليا‬.‫تؤدي زيادة األسمولية في السائل الخاللي إلى سحب املاء من الخاليا وانكماشها‬ 9  Movement Across Cells Permeability of A Membrane.‫قادرا على املرور عبر غشاء البالزما‬ ً ‫ املحيط بها يجب أن يكون‬ECF‫أي شيء يمر بني الخلية و‬ Anything that passes between a cell and the surrounding ECF must be able to pass through the plasma membrane. If a substance can pass thru the membrane, the membrane is said to be permeable to that substance..‫ يقال أن الغشاء نافذ لتلك املادة‬،‫إذا كانت هناك مادة يمكن أن تمر عبر الغشاء‬ If a substance cannot pass, the membrane is impermeable to it..‫ يكون الغشاء غير منفذ لها‬،‫إذا لم تتمكن املادة من املرور‬ The plasma membrane is selectively permeable in that it permits some substances to.‫غشاء البالزما نفاذية انتقائية ألنه يسمح لبعض املواد باملرور من خالله مع استبعاد املواد األخرى‬ pass through while excluding others. Molecule Movement Across Cells Passive Transport ‫النقل السلبي‬ Active Transport ‫النقل النشط‬ Endocytosis (phagocytosis & pinocytosis) ( ‫االلتهام الخلوي )البلعمة او الشرب الخلوي‬ Exocytosis ‫خروج الخاليا‬ Types of Passive Transport 1. Diffusion ‫االنتشار‬ 2. Facilitated diffusion ‫االنتشار امليسر‬ 3. Osmosis ‫التناضح‬ ‫ تتحرك الجزيئات لتعادل‬.‫االنتشار هو الحركة السلبية للجزيئات من منطقة ذات تركيز أعلى للجزيء إلى منطقة ذات تركيز أقل للجزيء‬ Diffusion ("‫ تعني "االنتشار‬Diffusere) ‫التركيز‬ Diffusion is the passive movement of molecules from an area of higher concentration of the molecule to an area of lower concentration of the molecule. Molecules move to equalize concentration , (diffusere means “to spread out”) Particles that can permeate the membrane diffuse passively down their concentration gradient. E.g. In our body, O2,CO2, H2O is transferred across membranes by diffusion, lipid-soluble molecules move readily across the membrane (rate depends on lipid solubility) ‫ عبر‬H2O‫ و‬.(‫الدهون‬ CO2‫ و‬O2 ‫ يتم نقل‬،‫ على سبيل املثال في أجسامنا‬.‫تنتشر الجسيمات التي يمكن أن تتخلل الغشاء بشكل سلبي أسفل تدرج تركيزها‬ ‫ وتتحرك الجزيئات القابلة للذوبان في الدهون بسهولة عبر الغشاء )يعتمد املعدل على قابلية ذوبان‬،‫األغشية عن طريق االنتشار‬ Diffusion is: ‫ سلبي‬.1 1. Passive.‫ يتطلب تدرج التركيز‬.2.‫ يحدث حتى يتم الوصول إلى التوازن الديناميكي‬.3 2. Requires a concentration gradient. ‫ وبطيء على مسافة‬،‫ سريع على مسافة قصيرة‬.4.‫طويلة‬ 3. Occurs until a dynamic equilibrium is reached..‫ يزداد عند ارتفاع درجة الحرارة‬.5 4. Rapid over short distance, slow over long distance. ‫ حيث أن الحجم‬،‫ يرتبط عكسيا بالحجم الجزيئي‬.6.‫الجزيئي يزيد من املقاومة‬ 5. Increased at increased temperature..‫ يمكن أن يحدث في نظام مفتوح أو عبر غشاء‬.7 6. Inversely related to molecular size, as molecular size increases the resistance. 7. Can occur in an open system or across a membrane. 10 Factors affecting rate of Diffusion ‫ عندما يكون‬،‫ وبالتالي‬.‫ يتناسب معدل االنتشار طرديا مع فرق التركيز عبر غشاء الخلية‬:‫تدرج التركيز‬.‫ لن يكون هناك انتشار‬،‫صفرا‬ ً ‫التدرج‬ 1. Concentration Gradient: the rate of diffusion is directly proportional to the concentration difference across the cell membrane. Thus, when the gradient is zero, there will be no diffusion. ‫ وكذلك معدل االنتشار‬،‫ مع زيادة درجة الحرارة‬.‫ معدل االنتشار يتناسب طرديا مع درجة الحرارة‬:‫درجة الحرارة‬ 2. Temperature: Rate of Diffusion is directly proportional to Temperature. As the temperature increases, so does rate of diffusion. 3. Pressure Difference: increases the rate of diffusion..‫ يزيد من معدل االنتشار‬:‫فرق الضغط‬ 4. Molecular Weight: Rate of Diffusion is inversely proportional to the molecular weight of the substance. (heavier molecules move more slowly than smaller, lighter ‫ )تتحرك الجزيئات األثقل بشكل أبطأ من الجزيئات األصغر واألخف‬.‫ معدل االنتشار يتناسب عكسيا مع الوزن الجزيئي للمادة‬:‫الوزن الجزيئي‬ ones) (‫وزنا‬ 5. Distance Travelled: Rate of diffusion is inversely proportional to distance traveled..‫ معدل االنتشار يتناسب عكسيا مع املسافة املقطوعة‬:‫املسافة املقطوعة‬ 6. Lipid Solubility: Rate of diffusion is directly proportional to the lipid solubility of the substance..‫ معدل االنتشار يتناسب طرديا مع قابلية ذوبان املادة في الدهون‬:‫ذوبان الدهون‬ 7. Surface Membrane: Rate of Diffusion is directly proportional to the surface area of the membrane..‫ معدل االنتشار يتناسب طرديا مع مساحة سطح الغشاء‬:‫الغشاء السطحي‬ 8. Membrane Electrical Potential: Rate of diffusion is directly proportional to the ‫ يتناسب معدل االنتشار بشكل مباشر مع الجهد الكهربائي‬:‫الجهد الكهربائي للغشاء‬ membrane electrical potential across the membrane..‫للغشاء عبر الغشاء‬ 11 Facilitated Diffusion :‫االنتشار امليسر هو نقل وسيط ينقل الجزيئات من التركيز األعلى إلى التركيز األقل عبر الغشاء من خالل‬ Facilitated diffusion is a mediated-transport that moves molecules from higher to lower concentration across a membrane through: ‫قنوات بروتينية تساعد الجزيء أو األيونات على الدخول إلى الخلية أو الخروج منها‬ A protein channels that help molecule or ions enter or leave the cell or By means of a transporter which is a carrier protein. That is, the carrier facilitates the.‫ أي أن الناقل يسهل انتشار املادة إلى الجانب اآلخر‬.‫عن طريق الناقل وهو البروتني الناقل‬ diffusion of the substance to the other side. Metabolic energy is NOT required for this process. E.g: Glucose, amino acids and ions ‫ الجلوكوز واألحماض األمينية واأليونات‬:‫ مثل‬.‫الطاقة األيضية ليست مطلوبة لهذه العملية‬ Note: Aquaporins facilitate the movement of water ‫ األكوابورينات تسهل حركة املاء‬:‫ملحوظة‬ What is a carrier protein? ‫يمتد البروتني الحامل إلى سمك غشاء البالزما ويغير شكله بحيث تتعرض مواقع االرتباط املحددة داخل الحامل بالتناوب‬.ICF‫ و‬ECF ‫إلى‬ A carrier protein spans the thickness of the plasma membrane and change its conformation so that specific binding sites within the carrier are alternately exposed to the ECF and ICF. :‫تعرض أنظمة النقل بوساطة الناقل ثالث خصائص‬ ‫ ال يمكن للجلوكوز االرتباط بحامالت األحماض‬.‫ على سبيل املثال‬:‫الخصوصية‬ Carrier-mediated transport systems display 3 characteristics:.‫األمينية والعكس صحيح‬ o Specificity: e.g. glucose cannot bind to amino acid carriers and vice versa..(Tm) ‫ وهذا ما يسمى الحد األقصى للنقل‬.‫ هناك حد لكمية املادة التي يمكن للحامل نقلها عبر الغشاء في وقت معني‬،‫ وبالتالي‬.‫ تتوفر مواقع ربط الناقل داخل غشاء بالزمي معني ملادة معينة‬.‫ عدد محدود‬:‫التشبع‬ o Saturation: A limited no. of carrier binding sites are available within a particular plasma membrane for a specific substance. Thus, there is a limit to the amount of substance a carrier can transport across the membrane in a given time. This is called Transport Maximum (Tm)..‫ تتنافس عدة مواد مختلفة على نفس املوقع الناقل‬:‫املنافسة‬ o Competition: Several different substances are competing for the same carrier site. Osmosis.‫يتضمن الشكل الخاص لالنتشار انتشار املاء أسفل تدرج تركيزه )أي منطقة ذات تركيز مرتفع من املاء إلى منطقة ذات تركيز منخفض من املاء( من خالل غشاء شبه منفذ يسمى التناضح‬ Special form of diffusion involves the diffusion of water down its concentration gradient (that is, an area of higher water concentration to an area of lower water concentration) thru a semi-permeable membrane is called Osmosis. Fluid flows from lower solute concentration ‫يتدفق السائل من تركيز املذاب األقل‬ Often involves movement of water Into cell & Out of cell ‫غالبًا ما يتضمن حركة املاء داخل الخلية وخارجها‬ 12 Active Transport ‫ الحركة الجزيئية‬ Molecular movement (‫ تتطلب طاقة )ضد التدرج‬ Requires energy (against gradient) ‫ مثال على ذلك مضخة الصوديوم والبوتاسيوم‬ Example is sodium-potassium pump Endocytosis Movement of large material into cells ‫ حركة املواد الكبيرة إلى داخل الخاليا‬ ‫أو الجسيمات‬ o Particles ‫أو الكائنات الحية‬ o Organisms ‫من الجزيئات الكبيرة‬ o Large molecules Types of endocytosis ‫أنواع االلتهام‬ o bulk-phase (nonspecific) o (‫املرحلة السائبة )غير محددة‬ o receptor-mediated (specific) o (‫بوساطة املستقبالت )محددة‬ Process of Endocytosis ‫عملية االلتقام‬ o Plasma membrane surrounds material o ‫غشاء بالزمي يحيط باملواد‬ o Edges of membrane meet o ‫تلتقي حواف الغشاء‬ o Membranes fuse to form vesicle o ‫تندمج األغشية لتشكل الحويصلة‬ Forms of Endocytosis ‫أشكال االلتهام‬ o Phagocytosis – cell eating o ‫البلعمة – أكل الخاليا‬ o Pinocytosis – cell drinking o Pinocytosis – ‫شرب الخاليا‬ Exocytosis Reverse of endocytosis ‫ عكس االلتهام‬ Cell discharges material.‫ تفريغ الخلية للمواد‬ Vesicle moves to cell surface ‫ تحرك الحويصلة إلى سطح الخلية‬ Membrane of vesicle fuses ‫ غشاء الحويصلة الصمامات‬ Materials expelled ‫ طرد املواد‬ 13