לחץ אוסמוטי

של ה לחץ אוסמוטי תואם את הלחץ הקיים בממס בצד המרוכז יותר של קרום חד-למחצה או חדיר באופן סלקטיבי. הלחץ מניע את זרימת הממס דרך הממברנה ומכתיב את כיווןו. מחלות הקשורות ללחץ אוסמוטי הן, למשל, ירידה בעמידות הלחץ של תאי הדם.

מהו לחץ אוסמוטי?

עם המונח לחץ אוסמוטי, הרפואה מתארת ​​את הלחץ הפיזיולוגי המאפשר אוסמוזה. אוסמוזה תואמת את הזרימה המכוונת של חלקיקים מולקולריים דרך שכבות הפרדה חדירות למחצה או חדירות סלקטיביות. המשמעות היא שאוסמוזה היא הובלה חיונית של חומרים בגוף האדם.

הלחץ האוסמוטי הוא הדרישה העיקרית לתהליך העברת המונים זה. המולקולות המומסות בממס גורמות ללחץ האוסמוטי בצד הממשק בריכוז הגבוה יותר. יחסי הלחץ שנוצרים מניעים את זרימת הממס דרך הממברנה המתאימה. בדרך זו הממס נע מהצד עם ריכוז החלקיקים התחתונים דרך הממברנה וכך זורם לצד עם הריכוז הגבוה יותר עליו קיים הלחץ האוסמוטי. החלקיקים המולקולריים עצמם אינם יכולים לעבור דרך הממברנה הניתנת למחצה או לחדירה סלקטיבית.

פונקציה ומשימה

הלחץ האוסמוטי תלוי ביחסי הריכוז של שני תמיסות הממוקמים בצדדים שונים של קרום חד-חלקי או חדיר סלקטיבי. למרות שיש לחץ אוסמוטי בצד התחתון המרוכז, הלחץ תמיד גבוה יותר בצד המרוכז יותר של המומס.

בגוף האדם, מים זורמים לתאים הפרטניים מהאמצע. זרם זה מתרחש מצד עם ריכוז נמוך יותר לצד עם ריכוז גבוה יותר. לתאים לחץ פנימי מסוים. לחץ זה ידוע גם כטורגור. הזרימה נמשכת עד שהטורגור בתאים הגיע לאותה רמה כמו הלחץ האוסמוטי. הלחץ הקיים בפנים והלחץ הפועל מבחוץ שקולים אפוא בסוף הזרימה.

ניתן למדוד ולחשב את הלחץ האוסמוטי. באופן עקרוני, אותם חוקים בפיזיקה חלים בתמיסות נוזליות מדוללות כמו בגזים אידיאליים. מסיבה זו, הלחץ האוסמוטי תמיד פרופורציונאלי לטמפרטורה המוחלטת בכל מקרה. בנוסף, יש מידתיות בין הריכוז המולארי של החומר המומס המסוים לרמת הלחץ האוסמוטי, הלחץ תלוי בעיקר במספר החלקיקים המולקולריים בחומר המומס.

בתמיסה של שומה אחת של חומר ב 22.4 ליטר ממס, הלחץ האוסמוטי בטמפרטורות של 0 מעלות צלזיוס או 273.15 קלווין הוא 101.325 kPa. החוק של ואן הוף מספק מערכות יחסים אלה. עם זאת, החוק חל רק על פתרונות מדוללים מתחת לערך של 0.1 מ '.

האנלוגיה לחוקי הגזים האידיאליים היא כדלקמן: הלחץ האוסמוטי מנגד את זרם המיסים. מסיבה זו, זרימת הממס נעצרת ברגע שמגיעים לשיווי משקל.

ניתן לקבוע את הלחץ האוסמוטי של תמיסה באמצעות אוסמומטרים. הלחץ נמדד באופן סטטי, לאחר שהושג שיווי משקל, או באופן דינמי. עם מדידה דינאמית, יש להפעיל לחץ חיצוני על מד המעלה כדי להפריע לזרימה האוסמוטית. על ידי מדידת הלחץ, ניתן לקבוע גם את המסה המולקולרית הממוצעת של מקרומולקולות.

מחלות ומחלות

לדוגמא, מחלות הקשורות ללחץ אוסמוטי יכולות להשפיע על תאי הדם. לכדוריות הדם האדומות יש עמידות אוסמוטית. עמידות אוסמוטית זו של כדוריות הדם האדומות מופחתת במחלות שונות. כמו שמחלות רבות קשורות לעלייה בעמידות לאוסמוטית. על מנת להכיר מחלות מסוג זה, נמדדת העמידות לאריתרוציטים אוסמוטית. מעל לכל, המדידה מאפשרת לאבחן מחלות הפחתות עמידות.

מחלות אלה כוללות, למשל, אנמיה תאי כדורית. עם זאת, אנמיות המוליטיות אחרות יכולות גם להפחית את ההתנגדות האוסמוטית של כדוריות הדם האדומות. אנמיה המוליטית היא קבוצה של מחלות הקשורות לאנמיה כתוצאה מהתמוטטות מוקדמת או מוקדמת של אריתרוציטים. הרפואה מכנה עובדה זו המוליזה. המוליזה קשורה לעיתים קרובות למחלות הבסיסיות. הם יכולים להיגרם כתוצאה מתהליכים מכניים או נטייה גנטית. בנוסף למוליזה פיזיולוגית כתוצאה מגיל האריתרוציטים, שימוש יתר מכני כמו החלפת מסתם לב, נזק תרמי כתוצאה מחימום ונזק אוסמוטי יכול לקבוע את ההתפרקות. במקרה של נזק אוסמוטי, פתרונות היפר- או היפו-מולקולריים הם הגורם האמיתי לריקבון.

כדי למדוד עמידות אוסמוטית, תאי הדם האדומים של החולה ממוקמים בצינורות עם ריכוז מלח מוגבר. אחד הצינורות מכיל מים טהורים כמעט. אחד מכיל ריכוז מלח האופטימלי לכדוריות הדם האדומות. לאחר 24 שעות, תאי הדם פורצים במים הטהורים. בצינורות עם ריכוז מלח גבוה יותר, רק מעטים מתאי הדם נוטים להתפרץ. אם החולה סובל ממחלה עם התנגדות אוסמוטית מופחתת של תאי הדם, הגופות מתפרצות אפילו בריכוזי מלח גבוהים יותר ואינן יכולות לעמוד בלחץ האוסמוטי.

ניתן גם להגביר את ההתנגדות האוסמוטית. עלייה בהתנגדות אינה ספציפית ויכולה להיות תוצאה של מחלות שונות. דוגמאות למחלות עם התנגדות אוסמוטית מוגברת של כדוריות הדם האדומות הן תלסמיה, אנמיה חסרת ברזל ואנמיה חרמשית. בנוסף, צהבת ופגיעה בכבד עלולים להגביר את ההתנגדות.