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¿Por qué aumenta la respiración a temperaturas más altas?

¿Por qué aumenta la respiración a temperaturas más altas?


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En mi experimento, mi grupo aumentó la temperatura del agua de un pez. Notamos que el pez respiraba más que la temperatura normal anterior. ¿Esto se debe a que el pez está tratando de respirar el oxígeno del agua, que se evapora más rápidamente que a temperatura normal?


Como puede ver en el diagrama a continuación, la solubulidad del oxígeno en el agua disminuye al aumentar la temperatura, por lo que su pez tiene que respirar más para obtener la misma cantidad de oxígeno.

Puede encontrar más información sobre por qué la solubilidad del gas depende de la temperatura aquí: Química (Averill & Eldredge) / Efectos de la temperatura y la presión sobre la solubilidad.


In3mo informó sobre el contenido de oxígeno que varía con la temperatura, y otro factor es la tasa metabólica de los peces:

La tasa metabólica estándar (SMR) es el punto de referencia metabólico en los peces. Es la tasa metabólica de un pez en reposo a una temperatura específica en el medio de su rango normal. Por lo tanto, el SMR15 de una trucha sería la tasa metabólica en reposo de una trucha a 15 ° C. Existe una ley natural llamada Q10 = 2: las reacciones químicas tienden a duplicarse con cada aumento de 10 ° C en la temperatura de los reactivos. En los poiquilotermos, esto se traduce en eventos bioquímicos y, a su vez, en metabolismo. Las tasas metabólicas de los peces se duplican aproximadamente con cada 10 ° C de aumento de temperatura, excepto en los extremos de su tolerancia a la temperatura.

Los peces se estresan y su tasa fisiológica aumenta. por ejemplo, un pescado a 5 grados, su estómago puede tardar 2 semanas en digerir una comida, y a 25 grados tarda 2 días.


¿Cómo afecta la temperatura a la respiración celular?

La tasa de respiración celular aumentará con el aumento de temperatura, pero hay un límite superior para esto. ¡Es importante saber que la respiración celular depende de las enzimas!

Explicación:

A medida que aumentan las temperaturas, aumenta el movimiento de las partículas. El aumento de la velocidad de las partículas significará más colisiones entre el sustrato (reactivos) y las enzimas. Cuanto más a menudo interactúen las enzimas con las moléculas del sustrato, más rápida será la reacción.

Intente ejecutar esta simulación (intente usar 5 enzimas y 20 sustratos) a diferentes temperaturas para ver por qué esto es cierto. La siguiente imagen es una captura de pantalla de la simulación.

Aquí hay un video de un experimento que prueba la tasa de respiración en levadura a diferentes niveles de temperatura.

Si la temperatura sube demasiado, las enzimas responsables de la respiración celular se desnaturalizarán. Esto hará que la reacción sea más lenta (a medida que más moléculas de enzima se desnaturalicen). Eventualmente, temperaturas suficientemente altas desnaturalizarán todas las enzimas y las reacciones se detendrán por completo.

Aquí hay imágenes de una prueba de la enzima catalasa después de que se haya calentado hasta el punto de desnaturalizar toda la enzima.


Se requiere una cierta cantidad de energía para que se produzca una reacción cuando una enzima se encuentra con su sustrato. A esto se le llama energía de activación. Las moléculas tienen más energía a temperaturas más altas, por lo que es más probable que ocurran reacciones. Las moléculas también se mueven más y, por lo tanto, es más probable que choquen y reaccionen potencialmente.

Las altas temperaturas pueden dañar la estructura de una proteína. Si se pierde la forma del sitio activo de una enzima (donde hace contacto con sus sustratos), entonces no puede funcionar correctamente. Las altas temperaturas reducen la frecuencia respiratoria porque dañan las enzimas que intervienen en la respiración.


Resistencia y cumplimiento pulmonar

Las enfermedades pulmonares reducen la tasa de intercambio de gases dentro y fuera de los pulmones. Dos causas principales de la disminución del intercambio de gases son cumplimiento (qué tan elástico es el pulmón) y resistencia (cuánta obstrucción existe en las vías respiratorias). Un cambio en cualquiera de los dos puede alterar drásticamente la respiración y la capacidad de absorber oxígeno y liberar dióxido de carbono.

Figura 1. La relación de FEV1 a FVC.

La relación entre el FEV1 (la cantidad de aire que se puede exhalar a la fuerza en un segundo después de respirar profundamente) y la FVC (la cantidad total de aire que se puede exhalar a la fuerza) se puede usar para diagnosticar si una persona tiene un pulmón restrictivo u obstructivo. enfermedad. En la enfermedad pulmonar restrictiva, la FVC se reduce pero las vías respiratorias no se obstruyen, por lo que la persona puede expulsar aire razonablemente rápido. En la enfermedad pulmonar obstructiva, la obstrucción de las vías respiratorias da como resultado una exhalación lenta y una FVC reducida. Por lo tanto, la relación FEV1 / FVC es más baja en personas con enfermedad pulmonar obstructiva (menos del 69 por ciento) que en personas con enfermedad restrictiva (88 a 90 por ciento).

Enfermedades restrictivas

Ejemplos de enfermedades restrictivas son el síndrome de dificultad respiratoria y la fibrosis pulmonar. En ambas enfermedades, las vías respiratorias son menos dóciles y están rígidas o fibróticas. Hay una disminución en la distensibilidad porque el tejido pulmonar no puede doblarse ni moverse. En este tipo de enfermedades restrictivas, la presión intrapleural es más positiva y las vías respiratorias colapsan al exhalar, lo que atrapa el aire en los pulmones. Forzado o capacidad vital funcional (FVC), que es la cantidad de aire que se puede exhalar con fuerza después de respirar lo más profundamente posible, es mucho menor que en pacientes normales, y el tiempo que se tarda en exhalar la mayor parte del aire es muy prolongado (Figura 1). Un paciente que padece estas enfermedades no puede exhalar la cantidad normal de aire.

Enfermedades obstructivas

Enfermedades obstructivas y las condiciones incluyen enfisema, asma y edema pulmonar. En el enfisema, que surge principalmente por fumar tabaco, las paredes de los alvéolos se destruyen, disminuyendo el área de superficie para el intercambio de gases. La distensibilidad general de los pulmones aumenta porque a medida que se dañan las paredes alveolares, el retroceso elástico del pulmón disminuye debido a la pérdida de fibras elásticas y queda más aire atrapado en los pulmones al final de la exhalación. El asma es una enfermedad en la que la inflamación es provocada por factores ambientales. La inflamación obstruye las vías respiratorias. La obstrucción puede deberse a edema (acumulación de líquido), espasmos del músculo liso en las paredes de los bronquiolos, aumento de la secreción de moco, daño al epitelio de las vías respiratorias o una combinación de estos eventos. Aquellos con asma o edema experimentan un aumento de la oclusión debido al aumento de la inflamación de las vías respiratorias. Esto tiende a bloquear las vías respiratorias, impidiendo el correcto movimiento de los gases (Figura 1). Aquellos con enfermedades obstructivas tienen grandes volúmenes de aire atrapado después de la exhalación y respiran a un volumen pulmonar muy alto para compensar la falta de reclutamiento de las vías respiratorias.


¿Qué es la teoría de colisión de las tasas de reacción?

Cuando las moléculas chocan, pueden hacer varias cosas. Lo mismo ocurre con dos objetos que se encuentran en el mundo real. Si conducía a ciegas por un estacionamiento tratando de colocar su automóvil al azar en los espacios de estacionamiento sin mirar las líneas en el pavimento, tendría una probabilidad relativamente pequeña de éxito en alinear el vehículo correctamente. Pero si hicieras esto más rápido, tendrías más total éxitos incluso si tu error índice se mantuvo igual.

Esto es lo que sucede cuando las moléculas reactivas chocan. Deben chocar para estar lo suficientemente cerca para interactuar, pero si bien esta condición es necesaria, no es suficiente. Las moléculas también deben estar en una orientación óptima en el espacio para desencadenar una reacción.

Al final, el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción se determina a través de su efecto sobre la constante de velocidad k, que a su vez depende de la energía de activación Eade la reacción en cuestión. Las temperaturas más altas harán que una fracción más alta de moléculas alcance esta energía cinética mínima necesaria para iniciar la reacción.


Revista de investigaciones de biología introductoria

En el experimento, evaluaremos cómo la temperatura afecta la cantidad de dióxido de carbono que produce un ratón. La pregunta que investigaremos es ¿por qué la cantidad de alimento que consume un animal cambia dependiendo de la temperatura? Para responder a esta pregunta, analizaremos las tasas de respiración celular observando la tasa de dióxido de carbono producido. Un ratón en un ambiente frío producirá más dióxido de carbono que un ratón en un ambiente más cálido porque el ratón más frío está realizando la respiración celular a un ritmo más rápido. Colocamos un ratón en una cámara de respiración con tres temperaturas diferentes y lo observamos durante un período de tres minutos. Descubrimos que cuando se expone un ratón a temperaturas más frías, la cantidad de dióxido de carbono en la cámara de respiración aumenta a un ritmo más rápido que cuando el ratón estuvo expuesto a las otras dos temperaturas. De esto podemos inferir que el ratón está produciendo más dióxido de carbono. Debido al aumento de dióxido de carbono, también se puede inferir que el ratón tiene una tasa metabólica aumentada cuando se expone a temperaturas frías.

Texto completo:

Referencias

Francés, D.P. 2014. Investigating Biology, edición de 2014. Prensa de Fountainhead, Southlake, TX.

Gillooly, J., Brown, J., West, G., Savage, V., Charnov, E .. 2001. Efectos del tamaño y la temperatura sobre la tasa metabólica. Ciencias. 293 (5538). 2248-2251.


¿Por qué aumenta la respiración a temperaturas más altas? - biología

El tiempo y la respiración

Todos los pacientes con EPOC u otros problemas respiratorios saben que el clima puede afectar cómo se sienten en un día determinado. Incluso he conocido a aquellos que juraron que podían predecir el clima basándose en cómo se sentían. ¿Por qué el clima impacta nuestra respiración? Más importante aún, ¿podemos hacer algo para contrarrestarlo?

Se dispone de muy poca información sobre este fenómeno. Una búsqueda en Medline (esta es una herramienta de Internet que busca en todas las revistas médicas indexadas desde 1966) reveló varios artículos sobre el clima y el asma, y ​​un artículo sobre la EPOC.

Los artículos sobre el clima y el asma se centraron en los brotes de asma durante los períodos de tormentas eléctricas, especialmente a fines de la primavera y principios del verano. Estos estudios, realizados en Australia y Gran Bretaña, parecieron encontrar una correlación entre las tormentas de primavera y el aumento de los problemas de asma. Los investigadores especulan que el fenómeno puede tener dos causas posibles. Lo más probable está relacionado con las corrientes descendentes de aire frío que se producen con estas tormentas. Estas fuertes corrientes de viento agitan más polen de pasto, lo que puede causar problemas a las personas alérgicas al polen.

Una segunda teoría se relaciona con el clima en sí. Los investigadores encontraron una correlación entre la caída de temperatura que ocurre durante estas tormentas y los brotes de asma. Investigaciones anteriores habían observado una posible asociación entre el asma y la lluvia, la alta humedad, la alta presión, la temperatura alta y baja y los rayos.

Dado que existe una escasez de información publicada sobre el clima y la EPOC, adoptemos un enfoque de sentido común a la pregunta basándonos en nuestro conocimiento de la dinámica del flujo de aire, la física y la fisiología. Una cosa es que la percepción cierta de los efectos del medio ambiente varía mucho de un paciente a otro. Mientras que un paciente se siente mejor en un ambiente cálido y seco, otro puede sentir que es preferible un ambiente húmedo. Aunque se pueden hacer algunas generalizaciones, las condiciones de respiración perfectas varían de un paciente a otro.

Temperatura

Los cambios de temperatura parecen afectar el nivel de disnea (la sensación de falta de aire). ¿Cómo podría afectar la temperatura?

Las condiciones extremas de frío o calor estresan todo el cuerpo. En un esfuerzo por mantener una temperatura corporal constante (98,6 grados Fahrenheit), gastas energía adicional para calentar o enfriar tu cuerpo. Este requerimiento de energía adicional también aumenta la cantidad de oxígeno que usa su cuerpo (es decir, se requiere oxígeno para crear la energía adicional). Dado que está usando más oxígeno, esto puede agotar aún más sus niveles de oxígeno en sangre y aumentar su sensación de falta de aire.

Respirar aire caliente o frío también puede tener un efecto de secado o irritación en las vías respiratorias y causar broncoespasmo (contracción del músculo liso que rodea las vías respiratorias). El broncoespasmo reduce el tamaño de las vías respiratorias y, por lo tanto, dificulta la entrada y salida de aire de los pulmones, lo que aumenta la dificultad para respirar.

Muchos pacientes notan un aumento de las sibilancias o dificultad para respirar cuando salen al aire frío. Esto es especialmente cierto en pacientes asmáticos donde el broncoespasmo inducido por aire frío es bien conocido. Sin embargo, muchos pacientes con EPOC experimentan una respuesta similar al aire frío.

Un estudio finlandés demostró que la exposición del cuerpo al aire frío tenía un efecto más perjudicial en la respiración que simplemente respirar aire frío. Aunque respirar aire frío a través de una máscara en una habitación cálida disminuyó la función pulmonar, colocar al paciente en un ambiente frío redujo aún más el flujo de aire.

Humedad
La alta humedad también es una causa de aumento de las quejas de dificultad para respirar. Hay algunas posibles explicaciones para este fenómeno.

La cantidad de humedad en el aire (contenido de agua) en la concentración de oxígeno. A medida que aumenta el contenido de agua, esto reduce el contenido de oxígeno (llamado presión parcial) de oxígeno en el aire. Por lo tanto, tendría sentido que en condiciones de humedad, haya menos oxígeno disponible en el aire. Solo hay un problema con este razonamiento, el aire que respiramos es calentado y humidificado por nuestras vías respiratorias superiores (es decir, nariz, boca, garganta, tráquea y bronquios más grandes). Cuando el aire llega a los sacos de aire en los pulmones (llamados alvéolos), está 100% saturado de humedad, incluso cuando respiramos aire muy seco. Por lo tanto, respirar aire seco en lugar de aire húmedo no tiene ningún efecto sobre la presión parcial de oxígeno que llega a nuestros pulmones.

Es más probable una segunda explicación. A medida que aumenta la humedad, aumenta la densidad del aire. El aire más denso crea más resistencia al flujo de aire en las vías respiratorias, lo que aumenta el trabajo respiratorio (es decir, más dificultad para respirar).

Otra posible explicación es que a medida que aumenta la humedad, aumenta la prevalencia de muchos alérgenos conocidos en el aire. Tanto los ácaros del polvo como los mohos aumentan con la humedad alta. Mi esposa nunca experimentó síntomas de asma en su vida hasta que nos mudamos a una casa vieja con un sótano húmedo y mohoso. También tenía dificultad para respirar cada vez que visitábamos el Climatron (una gran cúpula tropical con mucha humedad y moho) en nuestro jardín botánico local.

Presión barométrica y elevación

A medida que cae la presión barométrica, hay menos oxígeno disponible en el aire. Este es el mismo principio que causa una disminución en el nivel de oxígeno a medida que viaja a elevaciones más altas. La presión total es menor y, por tanto, el componente de oxígeno es menor.

Cuando la presión barométrica cae, como cuando pasa un frente de tormenta, la presión barométrica puede cambiar de 30 a 40 milímetros de mercurio (es decir, las unidades están en mm de mercurio [abreviado mmHg] o cuando se mide la presión del aire). Aunque el efecto sobre la presión parcial de oxígeno que llega a los sacos de aire en los pulmones es pequeño (tal vez de 5 a 10 mmHg), un cambio de unos pocos puntos podría aumentar la dificultad para respirar.

Aire circulante

Algunos pacientes expresan alivio de su dificultad para respirar al hacer circular el aire. Muchos pacientes utilizarán un ventilador todo el tiempo. Por otro lado, he hablado con pacientes que sentían que no les ayudaba y algunos que incluso dijeron que los empeoraba. Una mujer en un programa de rehabilitación pulmonar tuvo dificultades para hacer ejercicio en una bicicleta porque generaba demasiado movimiento de aire.

Alergenos e irritantes

Otras condiciones ambientales pueden aumentar los problemas respiratorios. Se ha demostrado que la contaminación del aire tanto en interiores como en exteriores aumenta la necesidad de hospitalización en pacientes con asma y EPOC. Aunque es difícil controlar la contaminación del aire en su área (a menos que decida mudarse), es posible mejorar la calidad del aire dentro de su hogar.

Las fuentes comunes de alérgenos dentro del hogar incluyen mascotas (generalmente con pieles), moho, polvo y cucarachas. Los irritantes pueden incluir humo, aerosoles, perfumes, productos químicos de limpieza o cualquier otra cosa que produzca olor, humo o neblina. Dado que la construcción de viviendas actual da como resultado viviendas con menos circulación de aire (p. Ej., Corrientes de aire), la contaminación del aire interior es una preocupación creciente. Algunos especulan que es parcialmente responsable del aumento de casos de asma y EPOC.

¿Qué puedo hacer?

Aunque no es posible controlar sus condiciones climáticas, aún puede tomar medidas para controlar su entorno. A continuación se ofrecen algunos consejos que pueden resultarle útiles.

1. Aunque ya debería hacerlo, esté aún más comprometido a usar todos los medicamentos y oxígeno exactamente como lo indique su médico.

2. Durante un clima muy caluroso o frío, organice su horario para salir durante las horas con temperaturas más moderadas. En el verano, intente realizar su actividad al aire libre durante las primeras horas de la mañana o al final de la tarde, cuando las condiciones son más tolerables. En invierno, pruebe por la tarde cuando hace más calor.

3. Use un acondicionador de aire para controlar la temperatura interior. Un segundo beneficio del aire acondicionado es que elimina una gran cantidad de humedad del aire cuando lo enfría. Si no hay aire acondicionado disponible, use ventiladores y abra las ventanas para hacer circular el aire durante los días calurosos. Hay programas especiales disponibles en muchas comunidades para compensar el costo de los ventiladores, acondicionadores de aire e incluso el costo de la electricidad para los ancianos o las personas con problemas de salud. Consulte con las agencias de su área para personas mayores para obtener recursos en su área.

4. Cuando salga al aire libre durante el invierno, use ropa (por ejemplo, bufanda) sobre la nariz y la boca para atrapar el aire caliente y evitar la inhalación de aire frío. Hay máscaras de aire frío disponibles para cubrir la nariz y la boca. Respirar por la nariz es más eficaz que la boca para calentar el aire antes de que llegue a las vías respiratorias.

5. Muchas personas viajan tan lejos como para viajar a climas más favorables durante los períodos de clima difícil. Si está considerando mudarse, intente ir a la nueva área durante un período prolongado antes de realizar una mudanza permanente. Muchas personas se han sentido decepcionadas después de mudarse cuando no se producen mejoras en la respiración y ahora están lejos de sus amigos y familiares.

6. Cuando sea posible, reduzca los alérgenos / irritantes retirando de su hogar los elementos que los producen.

7. Hay filtros de aire disponibles para filtrar el aire y son efectivos para eliminar los alérgenos transportados por el aire, aunque su función para mejorar la respiración de los pacientes es cuestionable. Los tipos más efectivos son aquellos que usan un filtro HEPA y que tienen una alta tasa de filtración de aire.


Eli5 ¿Por qué nuestra respiración afecta la velocidad de nuestros latidos cuando no hacemos nada?

Si la respiración se realiza principalmente a través de los pulmones, ¿por qué afecta la respiración a la velocidad de los latidos del corazón? Según tengo entendido, los pulmones inhalan y exhalan oxígeno y el corazón bombea sangre oxigenada. ¿Entonces por qué?

Cuando inhala, puede notar que los latidos de su corazón comienzan a acelerarse. Esto es lo que llamamos arritmia respiratoria y es un fenómeno fisiológico. La razón es que cuando exhalamos, hay una presión intratorácica más alta, es decir, la compresión de los pulmones fuerza la salida del aire. Este aumento de presión estimula el vago, un nervio que, entre otros, hace que el corazón lata más lento. Entonces la expiración == & gt presión va brrrrr == & gt Vagus estimulado == & gt Vagus hace que el corazón vaya menos brrrrr

Cuando inhalamos, es básicamente el efecto contrario, la expansión de la caja torácica aumenta el volumen del tórax, por lo que la presión cae. Por lo tanto, el vago se estimula menos y, por lo tanto, su corazón comienza a latir más lentamente. Para resumir: Inspiración == & gt presión disminuya brrrrr == & gt Vagus menos estimulado == & gt Vagus no hace que el corazón vaya menos brrrrr tanto como antes == & gt corazón va más brrrrr


El efecto de la temperatura en las membranas celulares

Investigar la estructura de la membrana, incluido el efecto de la temperatura sobre la permeabilidad de la membrana.

Variable independiente

La temperatura del agua en el baño de agua (grados centígrados)

Variable dependiente

El porcentaje de transmisión de luz a través de la solución resultante.

Variables de control

  • Volumen de agua destilada: se deben usar 10 cm³ de agua destilada para llenar los tubos de ebullición cada vez
  • Tiempo restante en el agua: deje cada tubo de ebullición que contenga remolacha durante 30 minutos.
  • Tamaño de la pieza de remolacha: use una regla y un cuchillo para cortar piezas cilíndricas de remolacha de 1 cm de largo
  • Colorímetro utilizado: se debe utilizar el mismo colorímetro en la misma configuración azul / verde cada vez, midiendo el porcentaje de absorbancia. La calibración con agua destilada debe realizarse cada vez
  • Volumen de solución de remolacha: se deben agregar 2 cm³ de solución de remolacha a una cubeta cada vez

¿Por qué utilizar remolacha?

Las células de remolacha contienen pigmentos llamados betalaínas en sus vacuolas. Podemos observar el efecto de la temperatura sobre las membranas celulares de la remolacha al observar la fuga de este pigmento, lo que indica el debilitamiento de la membrana celular. En este caso, las betalaínas se muestran como un color púrpura oscuro.

Diagrama de una celda de remolacha

Equipo

  • Remolacha cruda
  • Taladro de corcho tamaño 4
  • Baldosa blanca
  • Cuchillo
  • Gobernante
  • Cubilete
  • Pinzas
  • Pipeta
  • Baños de agua
  • Tubos de ebullición
  • Termómetros
  • Colorímetro con cubetas
  • Cronógrafo
  • Agua destilada
  • Papel de filtro / tejido

Control

Mantener un trozo de remolacha en 10 cm³ de agua destilada a temperatura ambiente puede proporcionar resultados de control.

Método

  1. Utilice un taladro de corcho y un cuchillo para cortar cilindros de remolacha de 8 x 1 cm de longitud sobre una baldosa blanca.
  2. Coloque todas las piezas cortadas en un vaso de precipitados con agua destilada y déjelas durante la noche para eliminar cualquier tinte (betalaínas) liberado cuando se cortó la remolacha.
  3. Lave y seque (con papel de filtro o un pañuelo) las 8 piezas de remolacha.
  4. Llene 8 tubos de ebullición cada uno con 10 cm³ de agua destilada y colóquelos en 8 baños de agua separados de diferentes temperaturas (p. Ej., 0 ° C, 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C, 50 ° C, 60 ° C , 70 ° C).
  5. Una vez que esté a la temperatura deseada, agregue un trozo de remolacha a cada tubo de ebullición y déjelo por 30 minutos.
  6. Retire los trozos de remolacha suavemente con un par de pinzas y luego agite los tubos para dispersar el tinte.
  7. Configure un colorímetro en porcentaje de absorbancia en el filtro azul / verde. Calibre llenando una cubeta con agua destilada primero y luego agregue 2 cm³ de solución de remolacha de la primera temperatura a una cubeta nueva.
  8. Coloque esta cubeta en el colorímetro para leer el porcentaje de absorbancia. Repita esto para todas las demás piezas.

Resultados y cálculos de amperios

Para obtener el porcentaje de transmisión de cada solución de remolacha en el colorímetro, podemos utilizar la siguiente ecuación:

Porcentaje de transmisión = 100 - porcentaje de absorbancia

Las grabaciones se pueden anotar en una tabla adecuada, así como en un gráfico.

Conclusión

A medida que aumentaba la temperatura, el porcentaje de transmisión aumentó ligeramente hasta un punto en el que aumentó considerablemente.

El pigmento de betalaínas estaba contenido en la vacuola de las células de remolacha. La membrana celular contiene el contenido de la célula como una barrera. La membrana celular está formada por la bicapa de fosfolípidos y moléculas de proteína. Estas proteínas están formadas por aminoácidos enlazados. Los enlaces de hidrógeno dentro de la proteína determinan su forma tridimensional. Sin embargo, a medida que aumentaba el calor, los enlaces de hidrógeno se debilitaban debido al aumento de la energía cinética de los átomos individuales. Una mayor energía cinética creó más espacios en la bicapa de fosfolípidos para que se filtraran las betalaínas. En cierto punto, los enlaces de hidrógeno rotos hicieron que las proteínas cambiaran de forma y se desnaturalizaran, dejando agujeros más grandes en la membrana celular. Esto es cuando incluso mayores cantidades de betalaínas se filtraron a través de la membrana y, por lo tanto, colorearon una solución con más fuerza. En resumen, un aumento de temperatura provocó una mayor destrucción de la membrana celular, lo que permitió que se filtrara más pigmento por difusión.


¿Cómo afecta la temperatura a la velocidad de difusión?

La tasa de difusión de todos los tipos aumenta junto con el aumento de la temperatura. La difusión es realmente el resultado de movimientos aleatorios, en lugar de la fuerza, ya que es más probable que los movimientos aleatorios muevan partículas a áreas de menor concentración desde áreas de mayor concentración. La temperatura es una medida de la energía cinética dentro de las partículas, y las partículas más calientes se mueven más rápido, lo que hace que la difusión se desarrolle más rápidamente.

La temperatura es un factor importante para determinar la velocidad de difusión, pero es solo uno de varios. Otro aspecto de la velocidad de difusión, aún relacionado con la temperatura, es el tamaño de las partículas involucradas. Una partícula más grande requiere más energía para moverse y, por lo tanto, a cualquier temperatura dada, las partículas más grandes tienden a difundirse más lentamente que las más pequeñas. La diferencia de concentración también es otro factor importante, con mayores diferencias que resultan en una difusión más rápida.

Si bien los escritos sobre difusión a menudo describen el proceso como la tendencia de las partículas a moverse de áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración, esto es algo engañoso. No hay fuerza en la difusión normal que haga que una partícula en particular sea más propensa a moverse a un área de menor concentración. Esta tendencia de difusión es simplemente una cuestión de probabilidades, ya que es más probable que las partículas se muevan de una concentración más alta a una concentración más baja que al contrario simplemente porque hay más partículas en áreas de alta concentración para moverse a otra parte.