Relazioni flusso-forza non lineari in un modello di epitelio con trasporto attivo di soluto

L'esperienza mostra che le relazioni fra i flussi di materia attraverso membrane singole ed epiteli e le forze generalizzate che li sostengono sono non lineari. Un ragionevole modello di epitelio è costituito da un sistema di più membrane semplici in serie. Tale modello consente di spiegare l'accoppiamento fra il trasporto "attivo" (a sua volta accoppiato a reazioni chimiche) di soluto e il trasporto d'acqua. Lo studio teorico del modello e la simulazione al calcolatore di tale sistema hanno mostrato che: 1) la non linearità del flusso volumetrico si osserva solo in presenza di soluto, e quindi di trasporto attivo. L'equazione si riduce allora alla legge lineare di Darcy; 2) solo sistemi asimmetrici hanno comportamento non lineare, in quanto consentono l'accumulo di soluto nei compartimenti interni; 3) i coefficienti che correlano i flussi alle loro forze traenti sono funzione del flusso stesso e delle variabili operative; 4) il comportamento non lineare di membrane semplici si spiega con il fatto che gli strati limite di fluido non mescolato si comportano come membrane non selettive.