Difusión de un trazador en un espacio bidimensional : modelo de difusión de agua en una membrana biológica

• Autores: Perez Leale, Eduardo Andrés; Jacovkis, Pablo Miguel; Chara, Osvaldo
• Año de publicación: 2005
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2005;01(17):328-332
• Materia: DIFUSION DE AGUA; PERCOLACION; MEMBRANA BIOLOGICA; SIMULACION; MODELO MATEMATICO; COEFICIENTE DE DIFUSION; WATER DIFFUSION; PERCOLATION; BIOLOGICAL MEMBRANE; SIMULATION; MATHEMATICAL MODEL; DIFFUSION COEFFICIENT
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En este trabajo se llevaron a cabo simulaciones del transporte de un trazador a través de un espacio bidimensional, simulando un proceso de difusión de agua a través de una membrana biológica. Dos modelos fueron considerados: una membrana fosfolipídica pura y una membrana con proteínas transmembrana. Cada membrana fue simulada mediante una matriz de ocupación en la que cada elemento representa la probabilidad p de que el sitio correspondiente en la membrana se encuentre libre, permitiendo al trazador pueda pasar por él. En el primer modelo, cada trazador puede moverse y ocupar la posición de cada uno de sus primeros vecinos (con igual probabilidad) dentro de la membrana, mientras que en el segundo modelo, el trazador sólo puede moverse de esta manera si no colisiona con una proteína. Las dimensiones de la mencionada membrana y del trazador así como los tiempos de sus movimientos se establecieron con la intención de emular el fenómeno biológico. En cada simulación un trazador inicia su recorrido en un extremo de la membrana y se cuenta el tiempo que demora en llegar al otro extremo. Las simulaciones se llevaron a cabo mediante un programa escrito en C++. Mediante este programa se calcularon los coeficientes de difusión en la membrana. Este trabajo muestra que sería posible interpretar el transporte de agua a través de una membrana biológica en términos de un simple modelo bidimensional de difusión
In this work simulations of tracer transport through a two-dimensional space were carried on, simulating water diffusion through a biological membrane. Two models were studied: a pure fosfolipidic membrane and a membrane with transmembrane proteins. Every membrane was simulated by means of an occupation matrix in which every element represents the probability p that the corresponding place on the membrane be free allowinga tracer to cross it. In the first model, each tracer can move to occupy any of the first four neighbor places insidethe membrane with the same probability. In the second model, the tracer only can move according to this rule if it does not impact with a protein. The membrane, tracer dimensions and their displacement times were established to emulate a biological membrane. In each simulation a tracer started its journey at the bottom of the membrane and finished it at the top of the membrane allowing counting the time spent on the journey. The simulations were implemented on a program written in C++ allowing the computation of the diffusion coefficient of the membrane.This work shows that it would be possible to interpret the water transport through a biological membrane in terms of a simple two-dimensional diffusive model
Fil: Perez Leale, Eduardo Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA-FCEyN). Buenos Aires. Argentina
Fil: Jacovkis, Pablo Miguel. Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Cálculo (IC). Buenos Aires. Argentina
Fil: Chara, Osvaldo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Fisiología y Biofísica (UBA-FMed). Buenos Aires. Argentina