Osmotski tlak

Od osmotski tlak ustreza tlaku, ki je v topilu prisoten na bolj koncentrirani strani polprepustne ali selektivno prepustne membrane. Tlak poganja tok topila skozi membrano in narekuje njegovo smer. Bolezni, povezane z osmotskim tlakom, so na primer zmanjšana tlačna odpornost krvnih celic.

Kaj je osmotski tlak?

Z izrazom osmotski tlak medicina opiše fiziološki tlak, ki omogoča osmozo. Osmoza ustreza usmerjenemu toku molekulskih delcev skozi polprepustne ali selektivno prepustne ločevalne plasti. To pomeni, da je osmoza nujen prevoz snovi v človeškem telesu.

Osmotski tlak je glavna zahteva za ta postopek prenosa mase. Raztopljene molekule v topilu povzročajo osmotski tlak na strani vmesnika z višjo koncentracijo. Nastala tlačna razmerja poganjajo tok topila skozi vsako membrano. Na ta način se topilo premakne s strani z nižjo koncentracijo delcev skozi membrano in tako teče na stran z višjo koncentracijo, na kateri obstaja osmotski tlak. Molekularni delci sami ne morejo preiti skozi polprepustno ali selektivno prepustno membrano.

Funkcija in naloga

Osmotski tlak je odvisen od koncentracijskih razmerij dveh raztopin, ki sta nameščena na različnih straneh polprepustne ali selektivno prepustne membrane. Čeprav obstaja osmotski tlak na spodnji koncentrirani strani, je tlak vedno bolj na koncentrirani strani topljene snovi.

V človeškem telesu voda v posamezne celice priteka iz intersticija. Ta priliv se pojavi s strani z nižjo koncentracijo na stran z večjo koncentracijo. Celice imajo določen notranji pritisk. Ta pritisk je znan tudi kot turgor. Priliv se nadaljuje, dokler turgor v celicah ne doseže enake stopnje kot osmotski tlak. Tlak na notranji strani in tlak na zunanji strani sta torej na koncu dotoka enakovredna.

Osmotski tlak je mogoče izmeriti in izračunati. Načeloma veljajo enaki zakoni fizike v razredčenih tekočih raztopinah kot v idealnih plinih. Zaradi tega je osmotski tlak v vsakem primeru vedno sorazmeren absolutni temperaturi. Poleg tega obstaja sorazmernost med molsko koncentracijo posamezne raztopljene snovi in ​​nivojem osmotskega tlaka, tlak pa je odvisen predvsem od števila molekulskih delcev v raztopljeni snovi.

V raztopini enega mola snovi v 22,4 litra topila je osmotski tlak pri temperaturah 0 stopinj Celzija ali 273,15 Kelvina 101,325 kPa. Van 't Hoffovo pravo določa ta razmerja. Vendar pa zakon velja samo za razredčene raztopine pod vrednostjo 0,1 M.

Analogija zakonov idealnih plinov je naslednja: osmotski tlak preprečuje dotok topil. Zaradi tega se dotok topila ustavi takoj, ko je doseženo ravnovesje.

Osmotski tlak raztopine lahko določimo z osmometri. Tlak se meri bodisi statično, potem ko je doseženo ravnotežje, bodisi dinamično. Z dinamičnim merjenjem je treba na manometru dvižnega voda pritisniti zunanji tlak, da se prekine osmotski pretok. Z merjenjem tlaka lahko določimo tudi srednjo molekulsko maso makromolekul.

Bolezni in bolezni

Na primer, bolezni, povezane z osmotskim tlakom, lahko vplivajo na krvne celice. Rdeče krvne celice imajo osmotsko odpornost. Ta osmotska odpornost rdečih krvnih celic se pri različnih boleznih zmanjša. Prav tako je veliko bolezni povezano s povečanjem osmotske odpornosti. Za prepoznavanje takšnih bolezni se meri osmotska odpornost eritrocitov. Predvsem pa meritev omogoča diagnozo bolezni, ki zmanjšujejo odpornost.

Te bolezni vključujejo na primer anemijo sferoidnih celic. Vendar lahko tudi druge hemolitične anemije zmanjšajo osmotsko odpornost rdečih krvnih celic. Hemolitična anemija je skupina bolezni, povezanih z anemijo zaradi povečanega ali prezgodnjega razpada eritrocitov. Medicina temu dejstvu pravi hemoliza. Hemoliza je pogosto povezana z osnovnimi boleznimi. Lahko jih povzročijo mehanski procesi ali genetska dispozicija. Poleg fiziološke hemolize zaradi starosti eritrocitov lahko razkroj povzroči mehanska prekomerna uporaba, kot je zamenjava srčnih zaklopk, toplotna škoda zaradi segrevanja in osmotske poškodbe. V primeru osmotske poškodbe so hiper- ali hipoosmolarne raztopine dejanski vzrok za razpad.

Za merjenje osmotske odpornosti se bolnikove rdeče krvne celice namestijo v epruvete z naraščajočo koncentracijo soli. Ena od cevi vsebuje skoraj čisto vodo. Ena vsebuje koncentracijo soli, ki je optimalna za rdeče krvne celice. Po 24 urah so krvne celice počile v čisti vodi. V epruvetah z večjo koncentracijo soli ponavadi poruši le nekaj krvnih celic. Če bolnik trpi za boleznijo z zmanjšano osmotsko odpornostjo krvnih celic, se teleske razpočijo tudi v višjih koncentracijah soli in se ne morejo upreti osmotskemu tlaku.

Lahko se poveča tudi osmotska odpornost. Povečanje odpornosti je nespecifično in je lahko posledica različnih bolezni. Primeri bolezni s povečano osmotsko odpornostjo rdečih krvnih celic so talasemija, anemija s pomanjkanjem železa in anemija srpastih celic. Poleg tega zlatenica in poškodbe jeter lahko povečajo odpornost.