A ozmotikus nyomás A nyomás megfelel az oldószerben egy félig áteresztő vagy szelektíven áteresztő membrán erősebb koncentrált oldalán. A nyomás az oldószer áramlását vezeti a membránon, és diktálja az irányát. Az ozmotikus nyomással kapcsolatos betegségek például a vérsejtek csökkentett nyomásállósága.
Mi az ozmotikus nyomás?
Az ozmotikus nyomás alatt az orvostudomány az ozmózist lehetővé tevő fiziológiai nyomást írja le. Az ozmózis a molekuláris részecskéknek a féligáteresztő vagy szelektíven áteresztő elválasztó rétegeken keresztüli irányított áramlásának felel meg. Ez azt jelenti, hogy az ozmózis nélkülözhetetlen anyagszállítás az emberi testben.
E tömegátadási folyamat fő követelménye az ozmotikus nyomás. Az oldószerben feloldott molekulák ozmotikus nyomást okoznak az interfész oldalán, a magasabb koncentrációval. A kapott nyomási arányok az oldószer áramlását vezetik át a megfelelő membránon. Ilyen módon az oldószer oldalirányban mozog az alacsonyabb részecskekoncentráció mellett a membránon, és így az oldal felé áramlik, azzal a nagyobb koncentrációval, amelyen az ozmotikus nyomás fennáll. Maguk a molekuláris részecskék nem haladhatnak át a féligáteresztő vagy szelektíven áteresztő membránon.
Funkció és feladat
Az ozmotikus nyomás két oldat koncentráció-arányától függ, amelyek egy féligáteresztő vagy szelektíven áteresztő membrán különböző oldalán helyezkednek el. Bár az alsó koncentrált oldalon ozmotikus nyomás van, az oldott anyag koncentráltabb oldalán mindig nagyobb a nyomás.
Az emberi testben a víz az interstitiumból az egyes sejtekbe folyik. Ez a beáramlás egy alacsonyabb koncentrációs oldalról a nagyobb koncentrációjú oldalra történik. A sejteknek van bizonyos belső nyomása. Ezt a nyomást turgornak is nevezik. Az áramlás addig folytatódik, amíg a sejtekben lévő turgor el nem éri az ozmotikus nyomás szintjét. A belső nyomás és a külső nyomás tehát egyenértékű a beáramlás végén.
Az ozmotikus nyomás mérhető és kiszámítható. A híg folyékony oldatokban elvileg ugyanazok a fizikai törvények vonatkoznak, mint az ideális gázokra. Ezért az ozmotikus nyomás mindig arányos az abszolút hőmérséklettel. Ezenkívül arányos az adott oldott anyag moláris koncentrációja és az ozmotikus nyomás szintje között.A nyomás elsősorban az oldott anyagban lévő molekuláris részecskék számától függ.
Egy mol anyag 22,4 liter oldószerben készített oldatában az ozmotikus nyomás 0 Celsius fok vagy 273,15 Kelvin hőmérsékleten 101,325 kPa. Van 't Hoff törvénye biztosítja ezeket a kapcsolatokat. A törvény azonban csak a 0,1 M alatti hígított oldatokra vonatkozik.
Az ideális gázok törvényeihez hasonló analógia a következő: az ozmotikus nyomás ellensúlyozza az oldószerek beáramlását. Ezért az oldószer beáramlása az egyensúly elérésekor leáll.
Az oldat ozmotikus nyomása ozmométerekkel meghatározható. A nyomást statikusan, az egyensúly elérése után vagy dinamikusan mérjük. A dinamikus mérés során az ozmotikus áramlás megszakításához külső nyomást kell gyakorolni a felszálló manométerre. A nyomás mérésével meg lehet határozni a makromolekulák átlagos molekulatömegét is.
Betegségek és betegségek
Például az ozmotikus nyomással kapcsolatos betegségek befolyásolhatják a vérsejteket. A vörösvértestek ozmotikus ellenállással rendelkeznek. A vörösvértestek ezen ozmotikus rezisztenciája számos betegség esetén csökkent. Ugyanúgy, mint sok betegség az ozmotikus rezisztencia növekedésével jár. Az ilyen betegségek felismerése érdekében megmérjük az ozmotikus vörösvértest-ellenállást. Mindenekelőtt a mérés lehetővé teszi a rezisztenciacsökkentő betegségek diagnosztizálását.
Ezek a betegségek magukban foglalják például a szferoid sejtes vérszegénységet. Más hemolitikus anémiák ugyanakkor csökkenthetik a vörösvértestek ozmotikus rezisztenciáját is. A hemolitikus vérszegénység olyan megbetegedések csoportja, amelyek anémiával járnak fokozott vagy korai eritrociták bomlás miatt. Az orvostudomány ezt a tényt hemolízisnek nevezi. A hemolízis gyakran társul az alapbetegségekkel. Ezeket mechanikai folyamatok vagy genetikai diszpozíciók okozhatják. A vörösvértestek kora miatt bekövetkező fiziológiai hemolízis mellett a mechanikai túlhasználat, például a szívszelep cseréje, a melegítésből származó hőkárosodás és az ozmotikus károsodás meghatározhatja a bomlást. Ozmotikus károsodás esetén a pusztulás tényleges oka a hiper- vagy hypoosmoláris oldatok.
Az ozmotikus rezisztencia mérésére a beteg vörösvérsejtjeit csövekbe helyezzük növekvő sókoncentrációval. Az egyik cső szinte tiszta vizet tartalmaz. Az egyik sókoncentrációt tartalmaz, amely a vörösvértestek számára optimális. 24 óra elteltével a vérsejtek felrobbannak a tiszta vízben. A nagyobb sókoncentrációjú csövekben a vérsejteknek csak néhányja hajlamos felrobbanni. Ha a beteg olyan betegségben szenved, amelyben a vérsejtek csökkent ozmotikus ellenállása van, akkor a sejtek még nagyobb sókoncentrációban is felbomlanak, és nem tudják ellenállni az ozmotikus nyomásnak.
Az ozmotikus ellenállás szintén növelhető. Az ellenállás növekedése nem specifikus, és különféle betegségek következménye lehet. A vörösvértestek fokozott ozmotikus ellenállású betegségekre példa a talasémia, a vashiányos vérszegénység és a sarlósejtes vérszegénység. Ezen felül a sárgaság és a májkárosodás fokozhatja az ellenállást.
