diffúzió

Tól től diffúzió akkor, amikor a folyadékok vagy a gázok Brown-molekuláris mozgásokkal keverednek. A diffúzió a testben zajlik az anyagcserére a sejtekben és a gázcserére a tüdőben. A tüdőben lévő diffúziós rendellenességek légzési elégtelenséget okoznak.

Mi a diffúzió?

A diffúzió során a saját keverékük véletlenszerű mozgásai különböző, koncentrált anyagokat kevernek, amelyek közvetlen vagy közvetett kapcsolatban vannak egymással. A diffúzió belső mozgásait Brown-molekuláris mozgásoknak is nevezzük. Ezek apró, csak mikroszkóposan látható részecskék ráncos és szabálytalan hőmozgásai gázokban és folyadékokban. A mozgásokat Robert Brown botanikusról nevezték el, aki először látta őket a 19. században.

A diffúzió passzív módon vagy aktívan zajlik. Az aktív forma esetében az aktív tömegszállításról is beszélünk. Ez abban különbözik a passzív diffúziótól, hogy energiát fogyaszt.

Az emberi testben a diffúzió szerepet játszik az anyagcsereben a sejtek és a környezet között. A passzív diffúzió ritkán fordul elő a sejtekben. Az aktív forma az anyagok fiziológiai diffúziós formája egy sejtmembránon keresztül. A diffúzió szelektív formája a szervekben, például a vesékben vagy a vér-agy gáton is megy végbe.

Funkció és feladat

Ha egy csepp tintát egy pohár vízbe tesz és nem kever, akkor csíkokat láthat. Egy idő után azonban a víz viszonylag egyenletes kékké válik és a csíkok eltűnnek. Ezt a folyamatot passzív diffúziónak is nevezik, amely kompenzálja a két folyadék közötti koncentrációbeli különbségeket. A részecskék önmozgása önmagában kiküszöböli a koncentrációbeli különbségeket.

Az ilyen diffúzió elvégezhető elválasztott folyadékok között is.Ez az eset az emberi testben, ahol a membránok elválasztják az anyagokat egymástól. A két anyag egyikének áteresztőképességű membránok koncentráltabb oldatból kevésbé koncentrált oldatba vándorolnak. Az áttérés az úgynevezett koncentráció-gradiens mentén zajlik. Az első folyadékban lévő részecskék száma az elején továbbra is eltéréseket mutat a diffúziós útvonal mentén. A diffúzió során a szám kiegyensúlyozódik a diffúziós úton, és egyensúlyi állapot lép fel. Az egyensúly elérése után azonos számú molekula diffundál a membránon mindkét irányban. A diffúzió végén a membrán mindkét oldalán azonos a koncentráció.

A membrán pórusmérete különösen meghatározó a passzív diffúzió szempontjából, mivel a kisebb részecskék passzívebben diffundálnak, mint a nagyobbik. A diffúziós sebességet nem csak a pórusméret, hanem az oldószer viszkozitása és a hőmérséklet határozza meg.

A testben a diffúzió elengedhetetlen az anyagok sejtek közötti cseréjéhez. A test sejtjeinek fenn kell tartaniuk bizonyos anyagok koncentrációját. A teljes koncentráció-kiegyenlítés passzív diffúzióval összefüggésben a sejthalálhoz vezet. Az anyagok ezért hajlamosak diffundálni a testben a koncentráció-gradiens függvényében.

Az aktív forma ismert példája a K + / Na + szivattyúkban található. A szelektív diffúzióval, amint az az emberi test különféle szerveiben megtalálható, a diffúziós membrán csak a kiválasztott anyagok permeabilitását mutatja.

Itt megtalálja gyógyszereit

Betegségek és betegségek

Az emberi tüdőben állandó gázcsere zajlik. Az O2 felvétel és a CO2 felszabadulása a tüdő alveolusaiban zajlik. A szellőzés, a perfúzió és az elosztás mellett a diffúzió is fontos szerepet játszik a cserében. Légzéskárosodás esetén a négy folyamat közül egynek vagy többnek vannak rendellenességei, amelyek részt vesznek a gázcserében.

A légzőszervi elégtelenségnek számos oka lehet. Mind a légutak elzáródása, mind a központi vagy perifériás légzésdepresszió, valamint például a megváltozott tüdő-morfológia lehetséges kiváltó tényezők. Ha a diffúzió részleges lépése megzavaródik, ez gyakran meghosszabbodott diffúziós útnak tudható be. Egy ilyen kiterjesztés jelen lehet a tüdőgyulladás, aspiráció vagy ARDS összefüggésében. A fibrózis, tüdőödéma vagy szarcoid szintén oka lehet.

Néha a diffúziós rendellenességeket és a kapcsolódó légzési elégtelenséget a vérrel való érintkezés idejének lerövidülése okozza. Ilyen rövidítések például emfizema, fibrózis vagy vérszegénység révén fordulnak elő. A szepszis vagy a szívteljesítmény növekedése szintén lehetséges elsődleges okok.

Ha a tüdő diffúziós rendellenessége sem a vérrel való érintkezés idejének lerövidülése, sem a hosszabb diffúziós távolság miatt, akkor a légzőszervi elégtelenség oka valószínűleg a csökkent cserefelület. A vendégcserére szolgáló felület például fibrosissal csökkenthető. A megfigyelések szintén lehetséges elsődleges okok. Ugyanez vonatkozik az atelektázisra, a pleurális effúzióra és a hema vagy pleumotothoraxra. Bizonyos körülmények között egy emelt membrán csökkenti a felületet is.

Az orvos diffúziós tesztet használhat a tüdőben levő diffúzió megértésére és a zavarok azonosítására. Mind az egyensúlyi állapot, mind a belégzés, mind az egy légzés módszerei használhatók tesztekként. A diffúziós képességet vagy csak a kilégzett levegőben a gázok koncentrációja határozza meg, vagy az árapály térfogatának mérésével kombinálva.

A diffúziós rendellenességek nemcsak a tüdőben lévő gázcserét, hanem a test sejtjeiben lévő anyagok cseréjét vagy a szervekben, például a vesékben történő szelektív diffúziót is befolyásolhatják. A szelektív diffúzióra például a vér-agy gáton kerül sor, amelynek állítólag megvédi a központi idegrendszert a káros vagy felhasználhatatlan anyagoktól. Különböző neurológiai betegségek esetén a vér-agy gát feladja ezt a szelektív funkciót, és lehetővé teszi, hogy hamis vagy akár minden anyag áthaladjon.