Osmotinis slėgis yra

OSMOTINIS SLĖGIS - slėgis tirpalui, atskirtam nuo gryno tirpiklio pusiau pralaidžios membranos, kai sustoja osmozė, ty tirpiklių molekulių perėjimas į tirpalą per pusiau laidžią membraną, atskiriančią jas arba tirpiklių molekulių perėjimą per pusiau laidų membraną iš tirpalo, mažiau koncentruoto tirpalo, labiau koncentruota. Pusiau laidžios membranos yra natūralios arba dirbtinės plėvelės, kurios yra laidžios tik tirpiklių molekulėms (pvz., Vandeniui) ir nėra pralaidžios tirpių molekulėms. Osmosas ir O. d) vaidinti svarbų vaidmenį palaikant kūno skysčiuose ištirpusių medžiagų koncentraciją tam tikru fiziologiniu požiūriu būtinu lygiu, taigi ir vandens paskirstymą tarp audinių ir ląstelių. Studijuojant izoliuotas ląsteles ir audinius svarbu, kad dirbtinė auginimo terpė būtų izotoninė su natūralia aplinka. Įvedus įvairius skysčius į kūną, mažiausius trikdžius sukelia tirpalai su O., Equal to O. iš organizmo skysčių.

O. matavimas (Osmometrija) plačiai pritaikytas prieplaukos apibrėžimui. biologiškai aktyvių didelės molekulinės medžiagos, pvz., baltymų, angliavandenių, nukleino rūgščių ir kt. svoriai (masės). Optinio deguonies matavimas turi būti atliekamas naudojant prietaisus, vadinamus osmometrais (pav.). Vandens molekulių, susidūrusių nuo vandens pusės su pusiau pralaidžiąja membrana, susidariusia ferosinerginio vario, skaičius yra didesnis nei vandens molekulių, susidūrusių su šia membrana iš p-ra pusės, skaičiaus, nes vandens molekulių koncentracija p-re yra mažesnė nei gryname vandenyje. Dėl to atsiranda osmosas ir atsiranda per didelis hidrostatinis slėgio slėgis, kurio metu didėja vandens molekulių perėjimo į membraną greitis į gryną vandenį. Jei tirpalo perteklinis slėgis pasiekia lygiavertę tirpalo O. D. vertę, tuomet abiejų krypčių per membraną einančių vandens molekulių skaičius tampa toks pats, osmosas sustoja, o tarp tirpalo ir tirpiklio, esančios abiejose pusiau sklindančiose pusėse, yra vienodas. membrana, nustatoma osmosinė pusiausvyra. Taigi, osmotinis slėgis atsiranda tik tuo atveju, kai tirpalas ir tirpiklis yra atskirti vienas nuo kito pusiau perpylančia membrana.

A. Izoliuotos ląstelės arba audiniai yra lengviausiai matuojami plazmolizės būdu. Tam atlikti tiriamieji objektai dedami į tirpalus su skirtingomis medžiagos koncentracijomis, dėl kurių ląstelių membrana yra nepralaidi. Tirpalai su O. d. Didesni nei O. Ląstelių kiekis (hipertoniniai tirpalai) sukelia ląstelių raukšlėjimą - plazmolizę dėl vandens perdavimo iš ląstelės į rr. Tirpalai, kurių O. yra mažesni nei O. Iš ląstelių turinio (hipotoniniai tirpalai) padidėja ląstelių tūris, nes vanduo pereina iš tirpalo į ląstelę. Tirpalai, kurių O. iš., Lygus O. Iš ląstelių turinio (izotoniniai tirpalai), nesukelia ląstelių tūrio pokyčių. Žinant tokio p-ra koncentraciją, apskaičiuokite jį O. d.; tas pats bus O. d vertės ir ląstelių turinys. Svarbus veiksnys, lemiantis vandens judėjimą per ląstelių membraną, ypač pradiniame proceso etape, gali būti membranos potencialas, kuris sukelia elektosmotinį vandens judėjimą per ląstelių sienelę, vadinamąja. nenormalus osmosas (žr. elektroosmosą). Tokiais atvejais O. matavimas naudojant plazmolizės metodą yra netikslus.

O. d-tirpalų, turinčių mažai molekulinių medžiagų, kurių sunku paruošti nepralaidžią membraną, apibrėžimas yra gaunamas netiesioginiais metodais, paprastai matuojant tirpalo užšalimo temperatūros sumažėjimą (žr. Kriometrija).

J. van't Hoffas parodė, kad O. d. Skiedžiami neelektrolitų tirpalai laikosi dujų slėgiui nustatytų įstatymų (žr.), Ir gali būti apskaičiuojami pagal lygtį, panašią į Clapeyron - Mendeleev lygtį:

kur π yra osmosinis slėgis, v yra tirpalo tūris l, n yra tirpios neelektrolito molių skaičius, T yra absoliutaus skalės temperatūra, R yra pastovus, skaitinė vertė yra tokia pati, kaip ir dujų (R dujų kiekis lygus 82,05 * 10 -3 l-atm / deg-mol).

Pirmiau pateikta lygtis yra Van't Hoffo įstatymo matematinė išraiška: O. d. Praskiestas p-ra yra lygus slėgiui, kuris sukurtų tirpiklį, kuris yra dujinėje būsenoje ir užima tūrį, lygų p-ra tūriui toje pačioje temperatūroje. Įvedus molinę koncentraciją lygtyje - с = n v, gauname π = c * RT.

Elektrolitų tirpalo O. D. yra didesnė nei to paties molinės koncentracijos neelektrolitinio tirpalo O. D. Tai paaiškinama elektrolitų molekulių disociacija į p-re jonus, dėl kurių kinetiškai aktyvių dalelių koncentracija didėja, O.d.

Skaičius i, nurodantis, kiek kartų O. (elektrolito) tirpalo kiekis yra didesnis nei O (ne) elektrolito tirpalo, kurio koncentracija yra tokia pati, yra vadinamas Van't Hoff izotoniniu koeficientu:

Skaitinė vertė i priklauso nuo elektrolito pobūdžio ir jo koncentracijos p-re. Silpniems elektrolitams i vertė gali būti apskaičiuojama pagal formulę:

kur a yra elektrolito disociacijos laipsnis, o N yra jonų, į kuriuos suskaido viena elektrolito molekulė, skaičius. Praskiestiems stiprių elektrolitų tirpalams i galima prilyginti N.

Iš to, kas išdėstyta, matyti, kad O. d. Iš elektrolito tirpalo galima apskaičiuoti lygtį:

kur c yra molinė koncentracija.

Jei p-re, be mažos molekulinės masės tirpiklių, yra didelės molekulinės medžiagos (koloidai), tada O. d., Dėl didelės molekulinės medžiagos, vadinama H. ​​Schade pasiūlymu, onkotiniu arba koloidiniu osmotiniu slėgiu.

Žmogaus kraujo plazma paprastai yra lygi 7,6 atm, o onkotinis spaudimas, daugiausia dėl plazmos baltymų, yra tik 0,03–0,04 atm. Onkotinis spaudimas, nepaisant mažos vertės, palyginti su bendru O. d. Kraujo plazmoje, labai svarbus vandens pasiskirstymas tarp kūno kraujo ir audinių.

Daugelis biopolimerų, pavyzdžiui, baltymų, nukleino rūgščių ir tt, kurie yra polielektrolitai, disocijuojami p-re, sudaro daugkartinio įkrovimo jonų (poliozių), esančių dideliame molyje. svoriai (masės), kuriems osmometro membrana yra neperleidžiama, ir paprasti nedideli jonai, einantys per pusiau laidžią membraną. Jei p-re užpildant osmometrą yra polielektrolitas, mažos molekulinės masės jonai, pasklindę per membraną, abiejose membranos pusėse pasiskirsto nevienodai (žr. Membranos pusiausvyrą). Osmosometre stebimas perteklinis hidrostatinis slėgis bus πБ = πБ + π1 - π2, kur πБ - O. д dėl biopolimero ir π1 ir π2 - О. д Mažos molekulinės elektrolito, esančio osmotinėje ląstelėje, ir išoriniame p- atitinkamai. Matuojant biopolimerų O. tiltus, būtina atsižvelgti į netolygaus mažos molekulinės masės elektrolitų pasiskirstymo abiejose pusiau pralaidžios osmometro membranos pusėse galimybę arba atlikti matavimus su pakankamu mažos molekulinės masės elektrolito kiekiu, specialiai įvedamu į biopolimerų bp. Šiuo atveju mažos molekulinės masės elektrolitas yra beveik vienodai pasiskirstęs abiejose pusiau perstumiamos membranos pusėse, kai = π1 = π2 ir πБ = πН.

Osmoreguliacija

Mechanizmų, užtikrinančių O. palaikymą kūno skysčiuose optimaliu metabolizmo lygiu, derinys vadinamas osmoreguliacija. Informacijos gavimas iš receptorių zonų apie O. kraujo dažų pokyčius, q. n c. apima daugybę mechanizmų, kurie grąžina sistemą optimaliai organizmo būsenai. Įtraukimas vyksta dviem būdais: nervinis ir humoralus. O. dydžio nukrypimas nuo optimalaus lygio yra užfiksuotas organizme osmoreceptoriais (žr.), Tarp to-rykh centrinė vieta užima centrinius osmoreceptorius, esančius supraoptichesky ir paraventricular branduolių hipotalamoje (žr.).

Hipotalamijos supraoptinio branduolio ląstelės gali išskirti antidiuretinį hormoną (ADH), išilgai šių ląstelių ašių, juda į neurohypofizę, kur ji kaupiasi ir išsiskiria į bendrą cirkuliaciją (žr. Vasopresiną). ADH paveikia vandens reabsorbciją distaliniame nefrone ir gali susilpninti kraujagyslių liumeną. Afferentiniai signalai, reguliuojantys ADH sekreciją, patenka į hipotalamą iš kairiojo atriumo tūrinių receptorių (volumoreceptorių), nuo aortos arkos receptorių, nuo vidinio miego arterijos osmoreceptorių, nuo barotinių receptorių ir karotidinių sinusų chemoreceptorių. Dėl ekstraląstelinio skysčio padidėjimo O. padidėja ADH sekrecija tiek pačiam osmosiniam slėgiui, tiek mažinant ekstraląstelinio skysčio tūrį organizmo dehidratacijos metu. Taigi ADH paskirstymą įtakoja dvi signalizacijos sistemos: signalas iš osmoreceptorių ir signalas iš baroreceptorių ir tūrio receptorių. Tačiau pagrindinis ryšys, reguliuojant ADH sekreciją, vis dėlto yra O. e. Iš kraujo plazmos, veikiančios hipotalamo osmoreceptorius.

Ypatingas vaidmuo palaikant fiziolį. O. d vertės priklauso natrio jonams (žr.). Dehidratacija vyksta būtent dėl ​​Na + jonų kiekio pokyčio. Dehidratavus dėl Na + jonų kiekio pokyčių, tūrio receptoriais registruojamas arterinio kraujo ir tarpląstelinio skysčio kiekio sumažėjimas, impulsai nuo ryhio iki nervų takų pasiekia c. n kaimas, reguliuojantis vieno iš mineralokortikoidų hormonų - aldosterono (žr.), atpalaidavimą, padidina natrio reabsorbciją. Centrinį aldosterono sekrecijos reguliavimą atlieka hipotalamas, gaminantis adrenokortikotropiną atpalaiduojantį faktorių (AKTH atpalaiduojantis faktorius), kuris reguliuoja adrenokortikotropinio hormono (AKTH), kurį sukelia priekinės hipofizės, sekreciją (žr. Adrenokortikotropinį hormoną). Manoma, kad kartu su ACTH poveikiu aldosterono sekrecijai yra specialus centras, kuris reguliuoja vidurinės smegenų aldosterono sekreciją. Čia atsiranda afferentinis impulsas, kai tarpšakinio skysčio tūris sumažėja dėl natrio jonų kiekio pokyčių. Vidurinės smegenų aldosterono sekrecijos reguliuojamojo centro ląstelės gali neurosekretizuoti - gautas hormonas patenka į epifizę, kurioje jis kaupiasi ir iš jo išsiskiria į kraują. Šis hormonas vadinamas adrenoglomerotropina (AGTG).

ADH ir aldosterono sekreciją taip pat gali reguliuoti angiotenzinas (žr.), Matyt, veikiant tam tikriems hipotalaminių neuronų receptoriams. Inkstų renino-angiotenzino sistema gali veikti kaip tūrio receptorių zona, kuri reaguoja į inkstų kraujo tekėjimo pokyčius.

Šlapinimasis (žr. Diurezę), transkapiliarinis skysčio ir jonų mainai (žr. „Vandens ir druskos metabolizmas“), prakaitavimas (žr.), Skysčio išsiskyrimas per plaučius (350–400 prarastų su iškvėptu oru per dieną taip pat turi įtakos modifikuoto O. normalizacijai). ml vandens) ir skysčio išsiskyrimas per. trakto (100-200 ml vandens prarandama su išmatomis).

Pats kraujas turi galimybę normalizuoti O. Jis gali atlikti osmosinio buferio vaidmenį visais galimais poslinkiais tiek osmotinės hipertenzijos, tiek hipotenzijos atžvilgiu. Akivaizdu, kad ši kraujo funkcija yra susijusi, pirma, su jonų persiskirstymu tarp plazmos ir raudonųjų kraujo kūnelių, ir, antra, su plazmos baltymų gebėjimu surišti arba išskirti jonus.

Sumažinus organizmo vandens išteklius ar sutrikus normaliam vandens ir mineralinių druskų santykiui (hl. Obr. Natrio chloridas), yra troškulys (žr.), Pasitenkinimas pjaustymu padeda palaikyti fiziolį.

vandens balanso ir elektrolitų pusiausvyros lygis organizme (žr. homeostazę).

Bibliografija: NV Bladergren Medicinos ir biologijos fizinė chemija, trans. su juo. 102 ir kt., M., 1951; RG Wagner, osmosinio slėgio apibrėžimas, knygoje: Fizich. organinės chemijos metodai, ed. A. Weisberger, trans. iš anglų kalbos, t. 1, p. 270, M., 1950, bibliogr.; Ginetsinsky A. G. Vandens ir druskos balanso fiziologiniai mechanizmai, M. - JI, 1963; Gubanovas N. I. ir Utepbergenovas A. A. Medicinos biofizika, p. 149, M., 1978; H a-t apie h ir N. Yu V. Inkstų reguliuojamas jonas, D., 1976; S tp ir e-va X. K. Osmoreguliacijos ekstrarenaliniai mechanizmai, Alma-Ata, 1971, bibliogr.; Williams V. ir Williams X. Biologų fizinė chemija, trans. iš anglų kalbos. 146, M., 1976; Inkstų fiziologija, ed. J. V. Natochina, JI, 1972; Andersson B. Vandens suvartojimo reguliavimas, Physiol. Rev., v. 58, p. 582, 1978, bibliogr.

V.P. Mishin; S. A. Osipovsky (Phys.).

Medicininė enciklopedija - osmosinis slėgis

Susiję žodynai

Osmotinis slėgis

Osmosinis slėgis - slėgis tirpalui, atskirtam nuo gryno tirpiklio membrana, pralaidžiančia tik tirpiklių molekules (pusiau pralaidžios membranos), kurioje osmozė sustoja. Osmosas reiškia spontanišką tirpiklių molekulių skverbimąsi (difuziją) per pusiau laidžią membraną į tirpalą arba iš mažesnio koncentracijos tirpalo į didesnio koncentracijos tirpalą.

Osmotinis slėgis matuojamas osmometrais. Paprastiausio osmometro schema parodyta paveiksle.

Osmometro grandinė: 1 - vanduo; 2 - celofano maišelis (pusiau laidus); 3 - tirpalas; 4 - stiklo vamzdelis; h - skystosios kolonos aukštis (osmosinio slėgio matas).

Filtrai iš celofano, kolodiono ir tt yra naudojami kaip pusiau laidžios membranos.

Neelektrolitų praskiestų tirpalų osmosinis slėgis pastovioje temperatūroje yra proporcingas tirpalo molinei koncentracijai ir pastovi koncentracija iki absoliučios temperatūros. Vienodo osmotinio slėgio tirpalai vadinami izotoniniais. Aukšto osmotinio slėgio tirpalas vadinamas hipertoniniu, o mažesniu - vadinamas hipotoniniu.

Osmosas ir osmosinis slėgis vaidina svarbų vaidmenį keičiant vandenį tarp ląstelių ir jų aplinkos. Asmens kraujo spaudimas paprastai yra vidutiniškai 7,7 atm ir yra nustatomas pagal bendrą visų plazmoje ištirpusių medžiagų koncentraciją. Dalis kraujo osmosinio slėgio, nustatyto pagal plazmos baltymų koncentraciją ir lygi 0,03–0,04 atm normai, vadinama onkotiniu spaudimu. Onkotinis spaudimas vaidina svarbų vaidmenį paskirstant vandenį tarp kraujo ir limfos.

Taip pat žr. Dializė, izotoniniai sprendimai. Elektrolitai.

Osmotinis slėgis - tai išorinis slėgio slėgis, atskirtas nuo gryno tirpiklio pusiau pralaidžios membranos, kurioje osmosas sustoja. Osmosas reiškia vienpusį tirpiklio difuziją į tirpalą per pusiau laidžią membraną, kuri jas atskiria (pergamentas, gyvūnų šlapimas, kolodijos plėvelės, celofanas). Tokios membranos yra pralaidžios tirpikliams, tačiau neleidžia tirptiems tirpalams praeiti. Ozmosas taip pat pastebimas, kai pusiau laidi membrana išskiria du skirtingų koncentracijų tirpalus, o tirpiklis per membraną pereina nuo mažiau koncentruoto tirpalo iki koncentruotesnio tirpalo. Tirpalo osmosinio slėgio dydį lemia kinetiškai aktyvių dalelių (molekulių, jonų, koloidinių dalelių) koncentracija.

O. matavimai turi būti atliekami naudojant prietaisus, vadinamus osmometrais. Paprastiausio osmometro schema parodyta Fig. Traukinys 1, pripildytas bandomuoju tirpalu, kurio dugnas yra pusiau laidus membrana, yra panardintas į indą 2 grynu tirpikliu. Dėl osmoso, tirpiklis pateks į indą 1, kol pernelyg didelis hidrostatinis slėgis, išmatuotas skysčio stulpelyje, kurio aukštis h, pasiekia vertę, o osmosas sustojo. Šiuo atveju tarp tirpalo ir tirpiklio susidaro osmosinė pusiausvyra, kuriai būdingas vienodas tirpiklių molekulių pasiskirstymo per pusiau laidų membraną greitis ir tirpalo molekulės į tirpiklį. Skysčio stulpelio, kurio aukštis h yra, perteklinis hidrostatinis slėgis yra tirpalo O. matas. O. Apibrėžimas Sprendimai dažnai gaminami netiesioginiu būdu, pavyzdžiui, matuojant tirpalų užšalimo temperatūros sumažėjimą (žr. Kryometrija). Šis metodas plačiai naudojamas siekiant nustatyti O. kraujo tekėjimą, kraujo plazmą, limfą, šlapimą.

Izoliuotų ląstelių osmosinis slėgis matuojamas plazmolizės būdu. Šiuo tikslu tiriamosios ląstelės dedamos į tirpalus, turinčius skirtingų koncentracijų bet kokį tirpalą, kurio ląstelių sienelė yra neperleidžiama. Tirpalai su O. d. Didesnė nei O. d. Ląstelių turinys (hipertoniniai tirpalai), sukelia ląstelių raukšlėjimą (plazmolizę) dėl vandens išsiskyrimo iš ląstelės, tirpalai

kai O. yra mažesnis nei O. iš ląstelių turinio (hipotoniniai tirpalai), dėl to, kad vanduo pereina iš tirpalų į ląstelę, atsiranda ląstelių patinimas. Sprendimas su O.,., Lygus O. iš ląstelių turinio - izotoninis (žr. Izotoninius tirpalus), nesukelia ląstelės tūrio pokyčių. Žinant tokio tirpalo koncentraciją, ląstelių turinio O. apskaičiuojama pagal (1) lygtį.

O. d. Skiedžiami neelektrolitiniai tirpalai atitinka įstatymus, nustatytus dujų slėgiui, ir gali būti apskaičiuojami naudojant van't Hoff lygtį:

kur n yra osmosinis slėgis, s yra tirpalo koncentracija (moliais 1 l tirpalo), T yra absoliutaus skalės temperatūra, R yra pastovus (0,08205 l · atm / deg · mol).

O. d. Elektrolitų tirpalas yra didesnis už O. d. Taip yra dėl ištirpusio elektrolito molekulių disociacijos į jonus, dėl kurių kinetiškai aktyvių dalelių koncentracija tirpale didėja. O. d. Praskiestų elektrolitų tirpalai apskaičiuojami pagal lygtį:

kur i yra izotoninis koeficientas, kuris parodo, kiek kartų O. elektrolito tirpalo yra didesnė nei O.

Bendras O. iš žmogaus kraujo paprastai yra lygus 7 - 8 atm. Joje esančių didelės molekulinės medžiagos (daugiausia plazmos baltymų) sukeltos kraujo dalies O. yra vadinamas onkotiniu arba koloidiniu osmotiniu kraujo spaudimu, kuris paprastai yra lygus 0,03-0,04 atm. Nepaisant mažos vertės, onkotinis spaudimas vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant vandens mainus tarp kraujotakos sistemos ir audinių. O. matavimas turėtų būti plačiai naudojamas biologiškai svarbių didelės molekulinės medžiagos, pvz., Baltymų, molekulinei masei nustatyti. Osmoso ir osmoso slėgis vaidina svarbų vaidmenį osmoreguliacijos procesuose, t. Y. Tam tikru lygiu išlaikant tirpiųjų osmotinę koncentraciją kūno skysčiuose. Įvedus įvairių rūšių skysčius į kraują ir į ekstraląstelinę erdvę, izotoniniai tirpalai, t. Y. Tirpalai O., kurie yra lygūs kūno skysčio O, sukelia mažiausius sutrikimus organizme. Taip pat žr.

Osmotinis spaudimas žmonėms

Osmotinis kraujospūdis yra slėgis, kuris skatina vandeninio tirpiklio įsiskverbimą per pusiau laidžią membraną link labiau koncentruotos kompozicijos.

Dėl to žmogaus organizme vyksta vandens mainai tarp audinių ir kraujo. Jis gali būti matuojamas osmometru arba krioskopiniu būdu.

Kas lemia osmosinę vertę

Šiam rodikliui įtakos turi kraujo plazmoje ištirpusių elektrolitų ir ne elektrolitų skaičius. Mažiausiai 60% yra jonizuotas natrio chloridas. Tirpalai, kurių osmosinis slėgis artėja prie plazmos slėgio, vadinami izotoniniais.

Jei ši vertė yra sumažinta, tada ši kompozicija vadinama hipotonija, o jos perteklius - hipertoninis.

Keičiant normalų tirpalo lygį ląstelių audiniuose yra pažeisti. Normalizuoti skysčio būseną galima iš išorės, ir sudėtis priklausys nuo ligos pobūdžio:

• Hipertoninis tirpalas padeda pašalinti vandenį į indus.
• Jei slėgis yra normalus, vaistai yra atskiedžiami izotoniniu tirpalu, paprastai natrio chloridu.
• Hipotoninis koncentruotas tirpalas gali sukelti ląstelių plyšimą. Vanduo, prasiskverbiantis į kraujo kūną, greitai jį užpildo. Bet su tinkama doze, ji padeda išvalyti žaizdas nuo pūlių, kad sumažėtų alerginė edema.

Inkstai ir prakaito liaukos užtikrina, kad šis indikatorius nepasikeistų. Jos sukuria apsauginę barjerą, neleidžiančią metaboliniams produktams paveikti kūno.

Taigi, osmotinis spaudimas žmonėms beveik visada turi pastovią vertę, staigus šuolis gali įvykti tik po intensyvios fizinės jėgos. Bet pats kūnas vis dar greitai normalizuoja šį skaičių.

Kaip veikia maistas

Tinkama mityba - visos žmogaus kūno sveikatos garantija. Slėgio pokytis įvyksta tuo atveju, kai:

• Didelis druskos kiekis. Tai sukelia natrio nusodinimą, dėl kurio kraujagyslių sienos tampa tankesnės, todėl sumažėja klirensas. Šioje būsenoje organizmas negali susidoroti su skysčio šalinimu, dėl kurio padidėja kraujotaka ir padidėja kraujospūdis, atsiranda edema.
• Nepakankamas skysčių suvartojimas. Kai kūnui trūksta vandens, sutrikdomas vandens balansas, kraujas sutirštėja, kaip tirpiklio kiekis, ty vanduo mažėja. Asmuo jaučiasi stiprus troškulys, užgesinęs tą, pradeda mechanizmo darbo atnaujinimo procesą.
• Naudoti nepageidaujamą maistą arba pažeisti vidaus organus (kepenis ir inkstus).

Kaip jis matuojamas ir ką rodo rodikliai

Kraujo plazmos osmosinio slėgio dydis matuojamas užšalimo metu. Vidutiniškai ši vertė paprastai yra 7,5–8,0 atm. Sušaldymo tirpalo temperatūra padidės.

Dalis osmotinio dydžio sukuria onkotinį spaudimą, jį sudaro plazmos baltymai. Ji yra atsakinga už vandens mainų reguliavimą. Onkotinis kraujospūdis paprastai yra 26-30 mm Hg. Str. Jei rodiklis pasikeičia mažesne kryptimi, atsiranda patinimas, nes organizmas nesugeba gerai išsiskirti su skysčio išskyrimu ir kaupiasi audiniuose.

Tai gali atsitikti su inkstų liga, ilgai nevalgius, kai kraujo sudėtyje yra mažai baltymų arba problemų su kepenimis, tokiu atveju albuminas yra atsakingas už nesėkmę.

Poveikis žmogaus organizmui

Be abejo, osmosas ir osmosinis slėgis yra pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos audinių elastingumui ir organizmo gebėjimui išsaugoti ląstelių ir vidaus organų formą. Jie teikia audinių maistines medžiagas.

Norint suprasti, kas tai yra, turite įdėti raudonųjų kraujo kūnelių į distiliuotą vandenį. Laikui bėgant, visa ląstelė bus užpildyta vandeniu, eritrocitų membrana žlugs. Šis procesas vadinamas hemolizė.

Jei ląstelė supilama į koncentruotą druskos tirpalą, ji praranda savo formą ir elastingumą, ji raukšlės. Plazmolizė lemia raudonųjų kraujo kūnelių praradimą. Izotoniniame tirpale originalios savybės išliks.

Osmotinis slėgis užtikrina normalų vandens judėjimą organizme.

Osmotinis slėgis

Osmotinis slėgis (žymimas π) - per didelis hidrostatinis slėgio slėgis, atskirtas nuo gryno tirpiklio pusiau laidžios membranos, kurioje tirpiklio difuzija per membraną sustoja. Šis slėgis linkęs išlyginti abiejų tirpalų koncentracijas dėl tirpių ir tirpiklių molekulių priešpriešinės difuzijos.

Ozmotinio slėgio gradiento, ty dviejų tirpalų, atskirtų pusiau skvarbia membrana, vandens potencialo skirtumas yra vadinamas toniškumu. Tirpalas, turintis didesnį osmosinį spaudimą, palyginti su kitu tirpalu, vadinamas hipertoniniu, ir jis turi mažesnį hipotoninį spaudimą.

Osmotinis slėgis gali būti labai didelis. Medyje, pavyzdžiui, veikiant osmosiniam spaudimui, augalų sultys (vanduo su joje ištirpintomis mineralinėmis medžiagomis) išilgai xilemo kyla iš šaknų į viršų. Vien tik kapiliariniai reiškiniai negali sukurti pakankamos keliamosios jėgos - pavyzdžiui, raudonmedžiai turi pristatyti tirpalą iki 100 metrų aukščio. Tuo pačiu metu medyje koncentruoto tirpalo, kuris yra daržovių sultys, judėjimas nėra ribojamas.

Jei toks tirpalas yra uždaroje erdvėje, pavyzdžiui, kraujo ląstelėje, osmosinis slėgis gali sukelti ląstelių membranos plyšimą. Dėl šios priežasties vaistai, skirti injekcijoms į kraują, yra ištirpinami izotoniniame tirpale, kuriame yra tiek natrio chlorido (natrio chlorido), kiek reikia subalansuoti ląstelių skysčio sukeltą osmosinį spaudimą. Jei švirkščiamieji vaistai buvo pagaminti ant vandens arba labai praskiestas (hipotoninis citoplazmos atžvilgiu) tirpalas, osmotinis slėgis, verčiantis vandenį prasiskverbti į kraujo ląsteles, sukels jų plyšimą. Tačiau, jei į kraują švirkščiamas per daug natrio chlorido tirpalo (3-5–10%, hipertoniniai tirpalai), vanduo iš ląstelių išeis ir jie sumažės. Augalų ląstelių atveju atsiranda protoplastų išskyrimas iš ląstelės sienelės, kuri vadinama plazmolize. Atvirkštinis procesas, kuris vyksta, kai susitraukusios ląstelės dedamos į praskiestesnį tirpalą, yra atitinkamai deplazminizė.

Tirpalo sukeltas osmosinio slėgio dydis priklauso nuo toje medžiagoje ištirpusių medžiagų kiekio, o ne nuo jo cheminės prigimties (arba jonų, jei medžiagos molekulės yra disociatyvios), todėl osmosinis slėgis yra kolegatyvinis tirpalo savybės. Kuo didesnė medžiagos koncentracija tirpale, tuo didesnis jo sukurtas osmosinis slėgis. Ši taisyklė, vadinama osmosinio slėgio teise, išreiškiama paprasta formulė, labai panaši į tam tikrą idealaus dujų įstatymą:

kur i yra tirpalo izotoninis santykis; C yra tirpalo molinė koncentracija, išreikšta pagrindinių SI vienetų, ty mol / m 3, deriniu, o ne įprastu mol / l; R yra universaliosios dujų konstanta; T yra tirpalo termodinaminė temperatūra.

Jis taip pat rodo tirpiosios medžiagos dalelių savybių panašumą klampiame tirpiklyje su idealios dujų dalelėmis ore. Šio požiūrio pagrįstumą patvirtina J.B. Perrino eksperimentai (1906 m.): Gummigutinės dervos emulsijos dalelių pasiskirstymas vandens stulpelyje paprastai atitiko Boltzmanno įstatymą.

Osmotinis slėgis, kuris priklauso nuo baltymų kiekio tirpale, vadinamas onkotiniu (0,03 - 0,04 atm.). Ilgai nevalgius, inkstų liga sumažėja baltymų koncentracija kraujyje, mažėja onkotinis kraujo spaudimas, atsiranda onkotinių edemų: vanduo iš kraujagyslių patenka į audinius, kur π_ONK daugiau Kai pūlingi procesai π_ONK uždegimo centre padidėja 2-3 kartus, nes dalelių kiekis didėja dėl baltymų naikinimo. Kūno dalyje osmosinis slėgis turi būti pastovus (≈ 7,7 atm.). Todėl izotoniniai tirpalai (tirpalai, kurių osmosinis slėgis yra π_PLASMA ≈ 7,7 atm. (0,9% NaCl - fiziologinis tirpalas, 5% gliukozės tirpalas). Hipertoniniai sprendimai, kuriems π yra didesnis nei π_PLASMA, naudojamas medicinoje, kad būtų išvalytos žaizdos iš pūkelių (10% NaCl), siekiant pašalinti alerginę edemą (10% CaCl₂, 20% gliukozės), kaip vidurius vartojantys vaistai (Na₂SO₄∙ 10H₂O, MgSO₄∙ 7H₂O).

Osmotinio slėgio įstatymą galima naudoti tam tikros medžiagos molekulinei masei apskaičiuoti (su žinomais papildomais duomenimis).

5.4. Osmosas. Osmotinis slėgis

Visi tirpalai yra difuziniai. Difuzija yra vienodas medžiagos paskirstymas per visą tirpalo tūrį, kuris teka visomis kryptimis. Jos varomoji jėga yra sistemos siekis iki didžiausios entropijos. Galite sukurti sąlygą, kurioje difuzija vyksta tik viena kryptimi. Tam tirpalą ir tirpiklį atskiria pusiau laidus membranas, per kurį gali praeiti tik mažos molekulės (jonai).

Osmosas yra vienpusis tirpiklio difuzija per pusiau laidžią membraną iš tirpiklio į tirpalą arba iš praskiesto tirpalo - į koncentruotą. Ozmoso varomoji jėga yra noras išlyginti tirpiklio koncentraciją abiejose membranos pusėse. Procesas vyksta spontaniškai ir jį papildo entropija. Jo atsiradimo riba yra pusiausvyros būsena.

Slėgis, kurį tirpiklis daro membranai, vadinamas osmosiniu slėgiu (p_OSM). Osmosinį slėgį apibūdina van't Hoff lygtis:

a) neelektrolitams: p_OSM = C_m· R · T

kur R yra universaliosios dujų konstanta, lygi 8,13 j / mol · K,

T - absoliuti temperatūra, K.

Su_M - tirpalo molinė koncentracija, mol / l

i yra izotoninis koeficientas (Van't Hoff koeficientas), apibūdinantis elektrolito disociaciją į jonus

Gyvūnų ir augalų organizmų ląstelių membranos yra pralaidžios vandeniui ir mažiems jonams. Per juos, vanduo sukuria osmosinį spaudimą. Normalus plazmos slėgis yra 740 - 780 kPa (37 ° C). Plazmos ir kitų biologinių skysčių Osmotinis slėgis daugiausia priklauso nuo elektrolitų buvimo. Mažesniu mastu spaudimą sukuria koloidinės baltymų dalelės, kurios nepraeina per membraną. Baltymų sukeltas osmotinis spaudimas vadinamas onkotiniu. Tai tik 3 - 4 kPa. Osmotinė homeostazė dėl inkstų, plaučių, odos darbo. Medžiagos perkėlimas į koncentracijos gradientą vadinamas osmosiniu.

Osmosas yra daugelio fiziologinių procesų pagrindas: maisto įsisavinimas, atliekų šalinimas, aktyvus vandens transportavimas.

Medicinos praktikoje naudojami sprendimai, kurie yra izoosmotiniai su krauju (fiziologiniai sprendimai). Pavyzdžiui, NaCl (0,9%), gliukozė (4,5%). Druskingo tirpalo įvedimas į kraują, smegenų skystį ir kitus žmogaus biologinius skysčius nesukelia osmosinio konflikto (8 pav.).

Įvedus hipotoninį tirpalą (p_OSM 780 kPa).

8 paveikslas - ląstelė tirpale (a) izotoninė, (b) hipotoninė, (c) hipertoninė

Hipertoninių tirpalų naudojimas medicinoje

(a) 10% NaCl tirpalas naudojamas pūlingoms žaizdoms gydyti;

(b) 25% MgSO4 tirpalas₄ naudojamas kaip antihipertenzinis;

c) glaukomai gydyti naudojami įvairūs hipertoniniai tirpalai.

Svarbi intraveniniam injekcijai naudojamų tirpalų savybė yra jų osmoliškumas ir osmolalumas. Jie apibūdina dalelių, kurios negali difuzuoti pro ląstelių membraną, kiekį.

Osmotinis kraujospūdis: tai, kas matuojama ir kokie veiksniai daro įtaką nukrypimams nuo normos

Kraujo osmosinis slėgis (ODC) yra jėgos lygis, kuris tirpiklį (mūsų organizmui - vandenį) cirkuliuoja per eritrocitų membraną.

Lygio išlaikymas vyksta remiantis judėjimu iš mažiau koncentruotų tirpalų tose vietose, kur vandens koncentracija yra didesnė.

Ši sąveika yra vandens mainai tarp žmogaus kūno kraujo ir audinių. Jonai, gliukozė, baltymai ir kiti naudingi elementai, koncentruoti kraujyje.

Normalus osmosinis slėgis yra 7,6 atm., Arba 300 mOsmol, kuris yra lygus 760 mm Hg.

Osmolis yra vieno molio neelektrolito, ištirpinto vienam litrui vandens, koncentracija. Osmotinė koncentracija kraujyje nustatoma tiksliai pagal jų matavimus.

Kas yra JDC?

Ląstelių, kuriose yra membrana, aplinka būdinga tiek audiniams, tiek kraujo elementams, vanduo lengvai pereina per jį ir praktiškai neprasiskverbia ištirpusių medžiagų. Todėl osmosinio slėgio nuokrypis gali padidinti raudonųjų kraujo kūnelių kiekį ir vandens praradimą bei deformaciją.

Dėl eritrocitų ir daugelio audinių druskos suvartojimo padidėjimas organizme, kuris nusėda ant kraujagyslių sienelių ir susiaurina kraujagyslių judėjimą, yra žalingas.

Šis slėgis visada yra tokio pat lygio, ir jį reguliuoja hipotalamoje, kraujagyslėse ir audiniuose lokalizuoti receptoriai.

Jų bendras pavadinimas yra osmoreceptoriai, jie yra tie, kurie saugo ODC tinkamu lygiu.

Vienas iš stabiliausių kraujo parametrų yra osmotinė plazmos koncentracija, palaikanti normalų osmosinį kraujospūdį, naudojant hormonus ir kūno signalus - troškulys.

Kas yra normalus UDC?

Įprastiniai osmosinio slėgio rodikliai yra krioskopijos rodikliai, neviršijantys 7,6 atm. Analizė nustato tašką, kuriame kraujas užšąla. Normalūs asmens užšalimo tirpalo rodikliai yra 0,56-0,58 laipsnių Celsijaus, o tai atitinka 760 mm Hg.

Atskirą tipą APC sukuria plazmos baltymai. Be to, plazmos baltymų osmosinis slėgis vadinamas onkotiniu spaudimu. Šis slėgis yra kelis kartus mažesnis už slėgį, kurį sukelia druskos plazmoje, nes baltymai turi didelį molekulinės masės lygį.

Kalbant apie kitus osmotinius elementus, jų buvimas yra nereikšmingas, nors jie yra kraujo daugybėje.

Tai daro įtaką bendram JDC veikimui, tačiau nedideliu santykiu (vienas du šimtai dvidešimtas) iki bendrojo rezultato.

Tai atitinka 0,04 atm., Arba 30 mm Hg. Osmotinio kraujospūdžio rodikliams jų kiekybinis faktorius ir judumas yra reikšmingi, o ne ištirpusių dalelių masė.

Aprašytas slėgis prieštarauja stipriam tirpiklio judėjimui iš kraujo į audinius ir įtakoja vandens perdavimą iš audinių į indus. Dėl to progresuoja audinių edema, dėl baltymų koncentracijos sumažėjimo plazmoje.

Ne elektrolitui yra mažesnė osmotinė koncentracija nei elektrolitui. Jis pažymėtas, nes. Kad elektrolitų molekulės ištirptų jonus, o tai lemia aktyvių dalelių koncentraciją, kuri apibūdina osmotinę koncentraciją.

Kas veikia osmosinį slėgio nuokrypį?

Refleksiniai ekskrecijos organų aktyvumo pokyčiai sukelia osmoreceptorių dirginimą. Kai jie yra uždegę, jie pašalina iš organizmo perteklių vandens ir druskų, patekusių į kraują.

Svarbų vaidmenį atlieka oda, kurios audiniai maitina perteklių vandeniu iš kraujo arba grąžina jį į kraują, didindami osmosinį spaudimą.

Normalaus ODC veikimą veikia kiekybinis kraujo prisotinimas elektrolitais ir ne elektrolitais, kurie yra ištirpinti kraujo plazmoje.

Bent šešiasdešimt procentų yra jonizuotas kalio chloridas. Izotoniniai sprendimai yra sprendimai, kuriuose APC lygis yra šalia plazmos.

Augant tokio dydžio rodikliams, kompozicija vadinama hipertoniniu, o sumažėjimo atveju - hipotonija.

Jei normalus osmotinis slėgis yra nenormalus, ląstelių pažeidimas pradeda veikti. Norint grąžinti osmotinio slėgio rodiklius kraujyje, jie gali švirkšti tirpalus, kurie, priklausomai nuo ligos, pasirenka AEC nukrypimus nuo normos.

Tarp jų yra:

• Hipotoninis koncentruotas tirpalas. Naudojant tinkamą dozę, ji išvalo žaizdas nuo pūlio ir padeda sumažinti alerginio patinimo dydį. Bet su neteisingomis dozėmis, provokuoja greitą ląstelių pripildymą tirpalu, kuris veda prie jų greitos pertraukos;
• Hipertoninis tirpalas. Įvedus šį tirpalą į kraują, prisidedama prie geresnio vandens ląstelių pašalinimo kraujagyslių sistemoje;
• Vaistų skiedimas izotoniniame tirpale. Preparatai maišomi šiame tirpale su įprastomis ODC reikšmėmis. Dažniausiai maišomas produktas yra natrio chloridas.

Kasdieninį UEC lygių palaikymą stebi prakaito liaukos ir inkstai. Jie neleidžia produktų, kurie lieka po metabolizmo ant kūno, poveikio, sukuriant apsaugines membranas.

Štai kodėl kraujo osmotinis slėgis beveik visada kinta tame pačiame lygyje. Staigus aktyvumo padidėjimas gali būti aktyvus fizinis aktyvumas. Tačiau šiuo atveju įstaiga greitai stabilizuoja rodiklius.

Raudonųjų kraujo kūnelių sąveika su tirpalais, priklausomai nuo jų osmotinio slėgio.

Kas atsitinka su nukrypimais?

Padidėjęs kraujo osmosinis slėgis, vandens ląstelės pereina nuo eritrocitų į plazmą, todėl ląstelės deformuojasi ir praranda savo funkcionalumą. Sumažėjus osmolio koncentracijai, padidėja ląstelės prisotinimas vandeniu, o tai padidina jo dydį ir membranos deformaciją, vadinamą hemolize.

Hemolizei būdinga tai, kad kai deformuojama dauguma kraujo ląstelių - raudonųjų kraujo kūnelių, taip pat vadinamų raudonųjų kraujo kūnelių, tada hemoglobino baltymas patenka į plazmą, po to tampa skaidrus.

Hemolizė suskirstyta į šiuos tipus:

Osmotinis ir onkotinis kraujo spaudimas

Osmotinis ir onkotinis kraujo plazmos spaudimas

Tarp įvairių kūno vidinės aplinkos rodiklių, osmotinis ir onkotinis slėgis užima vieną iš pagrindinių vietų. Tai yra standžios vidinės aplinkos homeostatinės konstantos ir jų nuokrypis (padidėjimas arba sumažėjimas) yra pavojingas gyvybiškai svarbiam organizmo aktyvumui.

Osmotinis slėgis

Kraujo osmosinis slėgis - tai slėgis, atsirandantis dėl įvairių koncentracijų druskų arba kitų mažo molekulinių junginių tirpalų sąsajos.

Jo vertė priklauso nuo osmotiškai aktyvių medžiagų (elektrolitų, ne elektrolitų, baltymų), ištirpintų kraujo plazmoje, koncentracijos ir reguliuoja vandens transportavimą iš ekstraląstelinio skysčio į ląsteles ir atvirkščiai. Paprastai kraujo plazmos osmosinis slėgis yra 290 ± 10 mosmol / kg (vidutiniškai lygus 7,3 atm., Arba 5 600 mm Hg arba 745 kPa). Apie 80% kraujo plazmos osmosinio slėgio yra visiškai jonizuoto natrio chlorido. Tirpalai, kurių osmosinis slėgis yra toks pat, kaip kraujo plazma, vadinami izotoniniais arba izo-kosminiais. Tai apima 0,85-0,90% natrio chlorido tirpalo ir 5,5% gliukozės tirpalo. Mažesnio osmotinio slėgio tirpalai, nei kraujo plazmoje, vadinami hipotoniniais, o didesniu spaudimu jie vadinami hipertoniniais.

Kraujo, limfos, audinių ir ląstelių skysčių osmotinis slėgis yra maždaug toks pat ir turi pakankamą pastovumą. Būtina užtikrinti normalų ląstelių veikimą.

Onkotinis spaudimas

Onkotinis kraujo spaudimas - tai kraujo osmotinio slėgio dalis, sukurta plazmos baltymų.

Onkotinio slėgio dydis svyruoja nuo 25-30 mm Hg. (3,33–3,99 kPa) ir 80% nustatomas albuminu dėl jų mažo dydžio ir didžiausio kiekio kraujo plazmoje. Onkotinis spaudimas vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant vandens mainus organizme, būtent jo sulaikymą kraujotakoje. Onkotinis spaudimas turi įtakos audinių skysčio, limfos, šlapimo, vandens absorbcijos iš žarnyno formavimui. Kai sumažėja plazmos onkotinis spaudimas (pvz., Kepenų ligomis, kai sumažėja albumino gamyba arba padidėja inkstų liga, kai padidėja baltymų išsiskyrimas su šlapimu), atsiranda edemos, nes vanduo kraujagyslėse silpnai pasilieka ir patenka į audinius.

Kas yra osmotinis slėgis

Žodis „osmosinis slėgis“ medicinos terminų žodynuose:

Osmotinis slėgis - per didelis hidrostatinis slėgis tirpalui, atskirtam nuo gryno tirpiklio pusiau laidžios membranos, kurioje tirpiklio difuzija per membraną sustoja. O'o lygis ląstelėse ir vidinė organizmo aplinka vaidina svarbų vaidmenį jo gyvybinės veiklos procesuose.

Žodis „osmotinis slėgis“ Brockhauso ir Efrono žodynuose:

Osmosinis slėgis - žr.

„Osmosinio slėgio“ apibrėžimas pagal TSB:

Osmotinis slėgis yra difuzinis slėgis, termodinaminis parametras, apibūdinantis tirpalo polinkį mažinti koncentraciją, kai jis liečiasi su grynu tirpikliu dėl tirpių ir tirpiklių molekulių priešpriešinės difuzijos. Jei tirpalas nuo gryno tirpiklio yra atskirtas pusiau perpylančia membrana, galima tik vienpusė difuzija - tirpalo osmotinė absorbcija per membraną į tirpalą. Tokiu atveju, O. d. Tampa prieinama tiesioginiam matavimui pagal vertę, lygią pertekliniam slėgiui, taikomam iš tirpalo osmosinėje pusiausvyroje (žr. Osmosis). O. d. Ar dėl tirpiklio buvimo sumažėja tirpiklio cheminis potencialas. Sistemos tendencija suvienodinti cheminius potencialus visose jo tūrio dalyse ir pereiti į žemesnę laisvą energiją lygį sukelia osmosinį (difuzijos) medžiagos perdavimą. O. d) Idealiuose ir labai praskiestuose tirpaluose nėra priklausomas nuo tirpiklio pobūdžio ir tirpiklių. esant pastoviai temperatūrai, ją lemia tik skaičius
"Kinetiniai elementai" - jonai, molekulės, asocijuotos ar koloidinės dalelės - tirpalo tūrio vienetui. Pirmus O. matavimus atliko V. Pfeffer (1877), tiriant cukranendrių cukraus vandeninius tirpalus. Jo duomenys leido J. H. van'tui Hoffui nustatyti (1887) O priklausomybę nuo ištirpusios medžiagos koncentracijos, kuri formoje sutampa su Boyle-Mariotte įstatymu dėl idealių dujų. Paaiškėjo, kad O. d. (P) yra skaitiniu požiūriu lygus slėgiui, kurį tirpiklis būtų turėjęs, jei tam tikroje temperatūroje būtų buvęs idealus dujų kiekis ir užimtas tūris, lygus tirpalo tūriui. Labai praskiestų tirpalų, kuriuose nėra disociacijų, tirpalai, pakankamai tiksliai rastas modelis apibūdinamas lygtimi:
pi.V = nRT, kur n yra ištirpusios medžiagos molių skaičius tirpalo tūryje V. R yra universaliosios dujų konstanta. T yra absoliučioji temperatūra. Jei medžiaga išskiriama tirpale į jonus, faktorius i> 1, van't Hoff koeficientas, įvedamas į dešinę lygties pusę. su tirpikliu i + ir Cl minus yra išskiriami per žiaunas, jūros ropliai (gyvatės ir vėžliai) ir paukščiuose per specialias druskos liaukas, esančias galvos srityje. Mg 2+ jonai, SO₄ 2-, 18 / 18031124.tif šiuose organizmuose išsiskiria per inkstus. A. d) Hiper- ir hipo-osmotiniuose organizmuose gali atsirasti tiek išorinėje aplinkoje vyraujantys jonai, tiek metaboliniai produktai. Pavyzdžiui, ryklių žuvyse ir spinduliuose O. 60% sudaro karbamidas ir trimetilamonis. žinduolių kraujo plazmoje - daugiausia dėl Na + ir Cl jonų minus. vabzdžių lervos dėl įvairių mažo molekulinio svorio metabolitų. Jūrų vienaląsčių, dygiaodžių, galvakojų moliuskų, mišrūnų ir kitų izoosmotinių organizmų, kuriuose O. d.
Vidutinių O. reikšmių diapazonas organizmų ląstelėse, kurios negali išlaikyti osmotinės homeostazės, yra gana plati ir priklauso nuo organizmo tipo, amžiaus, ląstelių tipo ir aplinkos. Optimaliomis sąlygomis bendras pelkių augalų organinių ląstelių sūkuris yra nuo 2 iki 16, o stepių - nuo 8 iki 40 m. Skirtingose ​​augalų ląstelėse O. gali būti labai skirtinga (pvz., Mangrove O. ląstelių sultys yra apie 60 atm, o O. xilemo induose neviršija 1-2 atm). Homo-osmotiniai organizmai, t. Y. Sugebantys išlaikyti santykinę O. pastovumą, yra vidutiniai, o O. svyravimų diapazonas yra skirtingas (sliekai yra 3,6-4,8 atm, gėlųjų vandenų žuvys yra 6,0-6,6, vandeninės kaulinės žuvys - 7,8-8,5, ryklių žuvis - 22,3-23,2, žinduoliai - 6,6–8,0 atm). Žinduolių daugumos biologinių skysčių O. yra lygus O. (išimtis - kai kurių liaukų išskiriami skysčiai - seilės, prakaitas, šlapimas ir kt.). O., sukurta gyvūnų ląstelėse didelių molekulinių junginių (baltymų, polisacharidų ir pan.), Yra nereikšminga, bet vaidina svarbų vaidmenį metabolizme (žr. Onkotinis spaudimas).
V. V. Natochinas, V. V. Kabanovas.
Lit.: Melvin-Hughes E. A., fizinė chemija, trans. iš anglų, pr. 1-2, M., 1962. Fizinės chemijos eiga, p. J. Gerasimova, t. 1-2, M. - L., 1963-1966. Pasynsky AG, Colloid chemistry, 3-asis leidinys, M., 1968: Prosser L., Brown F., gyvūnų lyginamoji fiziologija, trans. iš anglų, M., 1967. Griffin D., Novik El., Gyvasis organizmas, trans. iš anglų., 1973. Nobelio P., Augalų ląstelių fiziologija (fizinis-cheminis požiūris), trans. iš anglų, M., 1973.
Osmosometro schema: A - kameros tirpalui. B - tirpiklio kamera. M - membrana. Skysčių lygis mėgintuvėliuose, esant osmotinei pusiausvyrai: a ir b - esant vienodam išoriniam slėgiui kamerose A ir B, kai rho._A =
rho._B, tuo pačiu metu H - skysčio kolonėlė, balansuojanti osmosinį slėgį. b - esant išorinio spaudimo nelygybės sąlygoms, kada rho._A - rho._B =..

Pasakykite savo draugams, kas yra - osmosinis slėgis. Bendrinkite tai savo puslapyje.

Osmosas ir osmosinis slėgis

Jei atskiriate tirpalą ir tirpiklį naudodami pusiau pralaidžią pertvarą (membraną), leidžiančią tirpiklio molekulei laisvai praeiti ir tirpiosios medžiagos sulaikymo molekulę, tuomet stebimas vienpusis tirpiklio difuzija.

Tokia difuzija atsiranda dėl to, kad tirpiklio molekulių skaičius viename tūrio vienete yra didesnis nei tame pačiame tirpalo tūrio, nes tirpalo dalis užima tirpių molekulių. Dėl molekulinio judėjimo tirpiklių molekulių judėjimas iš tirpiklio į tirpiklį yra viršesnis už jų judėjimą priešinga kryptimi.

Vienpusis tirpiklio difuzavimas į tirpalą vadinamas osmoze, o osmosą sukelianti jėga, vadinama pusiau skvarbios membranos paviršiaus dalimi, vadinama osmosiniu slėgiu.

Dėl osmoso ir difuzijos koncentracijos lygiai išnyksta ir būdai, kuriais šis išlyginimas pasiekiamas, iš esmės skiriasi. Difuzijos procese koncentracijų lygybė pasiekiama judant tirpiklio molekules ir osmoso atveju, judant tirpiklio molekules.

Ozmoso mechanizmas negali būti paaiškinamas tik tuo, kad pusiau skvarbios membranos atlieka sietą su ląstelėmis, per kurias tirpiklių molekulės laisvai praeina, bet nežengia tirpių molekulių.

Matyt, osmoso mechanizmas yra daug sudėtingesnis. Čia didelis vaidmuo tenka membranos struktūrai ir sudėčiai.

Priklausomai nuo membranos pobūdžio, osmoso mechanizmas bus kitoks. Kai kuriais atvejais tik tos medžiagos, kurios joje ištirpsta, laisvai praeina per membraną, kitais atvejais membrana sąveikauja su tirpikliu, sudaro tarpinius trapius junginius, kurie lengvai skaidosi, ir galiausiai jis gali būti poringas pertvaras, turintis tam tikrus porų dydžius.

Tam, kad būtų matuojamas osmotinis slėgis inde su pusiau perpylančiomis sienomis, bandomasis tirpalas pilamas ir sandariai uždaromas kamščiu, į kurį įdedamas vamzdis, prijungtas prie slėgio matuoklio. Toks osmosinio slėgio matavimo prietaisas vadinamas osmometru.

Osmometras su tirpalu yra panardinamas į indą su tirpikliu. Proceso pradžioje tirpiklis iš išorinio indo į osmometrą išsisklaido didesniu greičiu nei iš jo, todėl skysčio lygis osmometro vamzdyje pakyla, o tai sukuria hidrostatinį slėgį, kuris palaipsniui didėja. Padidėjus hidrostatiniam slėgiui, tirpiklio difuzijos į osmometrą ir iš osmometro sparta išlyginama, todėl susidaro dinamiška pusiausvyra, o skysčio kilimas osmometro vamzdyje sustoja.

Omoso slėgis nustatomas pagal osmoso sukeltą hidrostatinį slėgį.

Ozmotinio slėgio matavimas osmometru ne visada įmanoma pakankamai tiksliai, nes nėra membranų, galinčių išlaikyti visas tirpalo daleles. Todėl išmatuotas to paties tirpalo osmosinio slėgio dydis tam tikru mastu priklausys nuo membranos pobūdžio.

Osmotinis slėgis atsiranda tik riboje tarp tirpalo ir tirpiklio (arba kitokios koncentracijos tirpalo), jei ši riba yra sudaryta iš pusiau perpylimo pertvaros. Paprastame inde esantis tirpalas nesukelia jokių kitų spaudimų, išskyrus įprastą hidrostatinį slėgį. Todėl osmosinis slėgis neturėtų būti vertinamas kaip tirpiklio, tirpiklio ar paties tirpalo savybė, bet kaip tirpiklio ir tirpalo sistemos savybė, tarp kurių yra pusiau laidus barjeras.

Raoulo įstatymai yra bendrieji kiekybinių įstatymų pavadinimai, kuriuos 1887 m. Atrado prancūzų chemikas F. M. Raulis, apibūdinantis kai kuriuos koligatyvus (priklausomai nuo koncentracijos, bet ne ištirpusios medžiagos pobūdžio).

Pirmasis Raulo įstatymas [redaguoti]

Pirmasis Raulio įstatymas sujungia sočiųjų garų slėgį virš tirpalo su jo sudėtimi; Jis suformuluotas taip:

· Tirpalo komponento sočiųjų garų dalinis slėgis yra tiesiogiai proporcingas jo molinei frakcijai tirpale ir proporcingumo koeficientas yra lygus sočiųjų garų slėgiui virš gryno komponento.

Binariniam sprendimui, kurį sudaro komponentai A ir B (komponentas A, mes laikome jį tirpikliu), patogiau naudoti kitą formulę:

· Santykinis dalinio garų slėgio sumažėjimas virš tirpalo nepriklauso nuo tirpiklio pobūdžio ir yra lygus jo molinei frakcijai tirpale.

Ant paviršiaus yra mažiau tirpiklių molekulių, kurios gali išgaruoti, nes tirpiklis užima tam tikrą erdvę.

Sprendimai, kuriems įvykdyti Raulio įstatymai, vadinami idealu. Idealiai tinka bet kokioms koncentracijoms yra tirpalai, kurių komponentai fizikinėse ir cheminėse savybėse yra labai panašūs (optiniai izomerai, homologai ir pan.) Ir kurių susidarymas nėra susijęs su tūrio pasikeitimu ir šilumos išsiskyrimu ar absorbcija. Šiuo atveju tarpmolekulinės sąveikos tarp homogeninių ir heterogeninių dalelių jėgos yra maždaug vienodos, o tirpalo susidarymas priklauso tik nuo entropijos faktoriaus.

Nukrypimai nuo Raoulo įstatymo [taisyti]

Sprendimai, kurių sudėtinės dalys labai skiriasi fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, laikosi Raulio įstatymų tik labai mažų koncentracijų srityje; didelėmis koncentracijomis nukrypimai nuo Raulio įstatymo. Teigiamas nuokrypis vadinamas tuo atveju, kai tikrasis dalinis garų slėgis virš mišinio yra didesnis nei apskaičiuotas pagal Raulo teisę. Priešingas atvejis yra tada, kai daliniai garų slėgiai yra mažesni nei apskaičiuoti - neigiami nuokrypiai.

Nukrypimų nuo Raulio įstatymo priežastis yra tai, kad vienarūšės dalelės tarpusavyje sąveikauja skirtingai nei heterogeniškos (stipresnės teigiamų ir silpnesnių neigiamų nukrypimų atveju).

Realius sprendimus, turinčius teigiamų nukrypimų nuo Raulio įstatymo, sudaro gryni komponentai, turintys šilumos absorbciją (ΔН_sprendimas > 0); tirpalo tūris yra didesnis už komponentų pradinių tūrių sumą (ΔV> 0). Sprendimai su neigiamais nukrypimais nuo Raulio įstatymo suformuojami su šilumos išsiskyrimu (ΔН_sprendimas −1 · kg. Kadangi vienas molinis tirpalas nėra praskiestas, antrasis Raul įstatymas jam paprastai nepatenkinamas, ir šių konstantų vertės gaunamos ekstrapoliuojant priklausomybę nuo mažų koncentracijų srities iki m = 1 mol / kg.

Vandeniniams tirpalams antrojo Raulio įstatymo lygtyje molinė koncentracija kartais pakeičiama moline. Apskritai toks pakeitimas yra neteisėtas, o sprendimams, kurių tankis skiriasi nuo 1 g / cm3, gali atsirasti didelių klaidų.

Antrasis Raulio įstatymas leidžia eksperimentiškai nustatyti junginių molekulinę masę, kurios nesugeba disociacija tam tikrame tirpiklyje; jis taip pat gali būti naudojamas elektrolitų disociacijos laipsniui nustatyti.

Elektrolitų tirpalai [redaguoti]

Raulio įstatymai nėra įvykdyti sprendimams (net ir be galo praskiestiems), kurie vykdo elektros elektrolitų sprendimus. Siekiant atsižvelgti į šiuos nukrypimus, Vant-Hoffas pristatė pirmiau minėtų lygčių, izotoninio koeficiento i, korekciją, kuri netiesiogiai atsižvelgia į ištirpusios medžiagos molekulių disociaciją:

Elektrolitinių tirpalų nepateikimas Raoulo įstatymams ir „Vant-Hoff“ principas buvo pradinis taškas S. Arrheniui sukurti elektrolitinio disociacijos teoriją.

Elastingumas Saturation - vandens garų elastingumas, didžiausia įmanoma temperatūra. Tai didesnis, tuo aukštesnė oro temperatūra. Dėl to prasideda vandens garų kondensacija.

Ebullioskopinė konstanta yra skirtumas tarp tirpalo virimo temperatūros ir gryno tirpiklio temperatūros.

Krioskopinė konstanta yra skirtumas tarp tirpalo užšalimo temperatūros ir gryno tirpiklio temperatūros.

74. osmoso reiškinys, jo vaidmuo biologinėse sistemose. Osmotinis slėgis. Vant-Hoffo įstatymas.

Tirpalai izotoniniai, hipoglikeminiai ir hipertoniniai.

Omoso reiškinys pastebimas tose aplinkose, kur tirpiklio judumas yra didesnis nei tirpiųjų medžiagų judumas. Svarbus konkretus osmoso atvejis yra osmosas per pusiau laidžią membraną. Pusiau laidžios membranos vadinamos membranomis, kurių pralaidumas yra nepakankamas ne visiems, bet tik kai kurioms medžiagoms, ypač tirpikliams. (Tirpių judėjimas membranoje yra nulinis). Paprastai tai yra dėl molekulių dydžio ir mobilumo, pavyzdžiui, vandens molekulė yra mažesnė nei daugelis tirpių molekulių. Jei tokia membrana atskiria tirpalą ir gryną tirpiklį, tirpiklio koncentracija tirpale pasirodo ne tokia didelė, nes ten jo molekulių dalis pakeičiama tirpios molekulės (žr. 1 pav.). Kaip rezultatas, tirpiklio dalelių perėjimas iš skyriaus, kuriame yra grynas tirpiklis, į tirpalą atsiras dažniau nei priešinga kryptimi. Todėl tirpalo tūris padidės (ir sumažės medžiagos koncentracija), o tirpiklio tūris atitinkamai sumažės.

Ozmoso reikšmė [redaguoti]

Osmosas atlieka svarbų vaidmenį daugelyje biologinių procesų. Normalaus kraujo ląstelės aplinkoje esanti membrana yra pralaidi tik vandens molekulėms, deguoniui, kai kurioms maistinėms medžiagoms, ištirpintoms kraujyje ir ląstelių aktyvumo produktuose; didelių baltymų molekulių, kurios yra ištirpintos ląstelės viduje, yra neperleidžiamos. Todėl baltymai, kurie yra svarbūs biologiniams procesams, lieka ląstelės viduje.

Osmosas yra susijęs su maistinių medžiagų perkėlimu į aukštų medžių kamienus, kur kapiliarinis perdavimas negali atlikti šios funkcijos.

Osmosas plačiai naudojamas laboratorijų technologijose: nustatant polimerų molines charakteristikas, tirpalų koncentraciją, įvairių biologinių struktūrų tyrimą. Ozmotiniai reiškiniai kartais naudojami pramonėje, pavyzdžiui, ruošiant tam tikras polimerines medžiagas, labai mineralizuoto vandens valymą skysčių atvirkštinio osmoso metodu.

Augalų ląstelės taip pat naudoja osmosą, kad padidintų vakuolų tūrį, kad jis plečia ląstelių sieneles (turgorinis slėgis). Augalų ląstelės tai daro laikydamos sacharozę. Didinant arba mažinant sacharozės koncentraciją citoplazmoje, ląstelės gali reguliuoti osmosą. Tai padidina viso augalo elastingumą. Daugelis augalų judesių yra susiję su turgoro slėgio pokyčiais (pvz., Žirnių ir kitų laipiojimo augalų traškučiai). Gėlo vandens pirmuonys taip pat turi vakuolių, tačiau paprasčiausių vakuolų užduotis yra tik perkrauti pernelyg didelį vandens kiekį iš citoplazmos, kad išlaikytų pastovią joje ištirpusių medžiagų koncentraciją.

Osmosas taip pat atlieka svarbų vaidmenį vandens telkinių ekologijoje. Jei druskos ir kitų medžiagų koncentracija vandenyje pakyla ar sumažėja, šių vandenų gyventojai mirs dėl neigiamo osmoso poveikio.

Osmotinis slėgis (žymimas π) - per didelis hidrostatinis slėgio slėgis, atskirtas nuo gryno tirpiklio pusiau laidžios membranos, kurioje tirpiklio difuzija per membraną sustoja. Šis slėgis linkęs išlyginti abiejų tirpalų koncentracijas dėl tirpių ir tirpiklių molekulių priešpriešinės difuzijos.

LAIKAS VANT-GOFFA aprašo atskiestų tirpalų OSMOTINIO SLĖGIO priklausomybę nuo tirpalo temperatūros ir molinės koncentracijos:
Van't Hoff priėjo prie išvados, kad „Avogadro“ įstatymas galioja ir praskiestiems sprendimams. Jis eksperimentiškai nustatė, kad osmosinis slėgis, kuris yra dviejų skirtingų tirpalų noras abiejose membranos pusėse išlyginti koncentraciją, silpnuose sprendimuose priklauso ne tik nuo koncentracijos, bet ir nuo temperatūros, todėl paklūsta dujų termodinamikos įstatymams. Van't Hoffas išreiškė osmotinį slėgį, kurio formulė PV = iRT, kur P - tai skystyje ištirpintos medžiagos osmosinis slėgis; V yra tūris; R yra dujų konstanta; T - temperatūra ir i - koeficientas, kuris dažnai yra lygus 1 dujų, ir tirpalams, kuriuose yra druskų - daugiau nei vienas. „Van't Hoff“ galėjo paaiškinti, kodėl i vertė keičiasi, susiejant šį koeficientą su tirpalo jonų skaičiumi. Van't Hoffo atliktų skiedtų tirpalų tyrimai buvo S.Arrheniaus elektrolitinio disociacijos teorijos pagrindas. Vėliau Arrhenius atvyko į Amsterdamą ir dirbo su Vant-Hoff.

Izotoninis tirpalas (izoosmotinis tirpalas) - tirpalas, kurio osmosinis slėgis yra lygus kraujo plazmos osmotiniam slėgiui; pavyzdžiui, 0,9% vandeninio natrio chlorido tirpalo, 5% gliukozės vandeninio tirpalo. Visi šie tirpalai naudojami įvairioms ligoms gydyti, siekiant sumažinti apsinuodijimą ir kitas ligos apraiškas. Izotoninis rasvtoras, skirtingai nei hipertoninis ir hipertoninis (nenaudojamas intraveniniam vartojimui), nesukelia raudonųjų kraujo kūnelių hemolizės, kai vartojamas į veną.

Hipotoniniai tirpalai skiriasi nuo mažesnės izotoninės koncentracijos ir atitinkamai mažesnio osmotinio slėgio. Susilietus su audiniais, į audinių ląsteles patenka vandens iš hipotoninių tirpalų. Kaip rezultatas, jie išsipučia, ir jei vanduo kaupiasi jose pernelyg, ląstelių membranos plyšsta, t. Y. Ląstelių lizė.

Hipotoninių natrio chlorido tirpalų naudojimas praktikoje yra labai ribotas. Kai kuriais atvejais jie naudojami medžiagų, naudojamų infiltracijos anestezijai, tirpalams ruošti. Padidėja anestetikų poveikis hipotoniniuose tirpaluose, nes pastarieji padeda giliau įsiskverbti į audinius.

Hipertoniniai tirpalai, tirpalai, kurių osmosinis slėgis yra didesnis nei osmotinis slėgis augalų arba gyvūnų ląstelėse ir audiniuose. Priklausomai nuo ląstelių funkcinės, rūšies ir ekologinės ypatybės, osmotinis slėgis jose yra skirtingas, o kai kurių ląstelių hipertoninis tirpalas gali būti izotoninis arba netgi hipotoninis kitiems. jis siurbia vandenį iš ląstelių, kurios sumažina tūrį, o tada tolesnės suspaudimo stotelės ir protoplazmos atsilieka nuo ląstelių sienelių (žr. Plazmolizė). Žmonių ir gyvūnų raudonieji kraujo kūneliai G. p. taip pat praranda vandenį ir sumažėja tūris. G. r. kartu su hipotoniniais tirpalais ir izotoniniais tirpalais naudojamas osmotiniam slėgiui gyvose ląstelėse ir audiniuose matuoti.