осмоза

Тхе осмоза је усмерени ток молекуларних честица кроз полупропусну мембрану. У биологији је од централног значаја за регулисање водене равнотеже у ћелијама.

Шта је осмоза?

Осмоза је усмерени ток молекуларних честица кроз полупропусну мембрану. У биологији је од централног значаја за регулисање водене равнотеже у ћелијама.

Осмоза на грчком значи "пенетрација". Описана је као спонтани пролазак растварача попут воде кроз селективно пропусну мембрану. Мембрана је пропусна само за растварач, али не и за растворене супстанце. Због селективне дифузије само једне компоненте, хемијски потенцијал је уравнотежен са обе стране мембране.

Осмоза се често налази у природи. Посебно је у биолошким мембранама селективна размена супстанци да би се могли одвијати процеси биолошког транспорта. Међутим, активни транспортни процеси који троше енергију такође обезбеђују да пасивно настали осмотски притисак нема деструктивно дејство на ћелију.

Иако није могуће преокретање са нормалним дифузијским процесима, осмоза је реверзибилан процес.

Функција и задатак

Код осмозе, молекули раствора или чистог растварача селективно дифундирају кроз мембрану док се хемијски потенцијал не уравнотежи са обе стране ове мембране. На пример, концентровани раствор са друге стране се разблажује растварачем све док изграђени хидростатски притисак не спречи даљу дифузију.

Молекули могу да мигрирају кроз мембрану, без обзира са које стране долазе. Међутим, за њих је увек већа вероватноћа да се дифузују у правцу највеће потенцијалне разлике.

Када је хемијски потенцијал избалансиран, исти број честица мигрира с лева на десно као са десна на лијево. Дакле, споља се више ништа не мења. Међутим, као резултат жељеног разблажења концентрованог раствора, на једној страни се акумулирала већа количина течности, која је изградила висок притисак (осмотски притисак). Ако мембрана више не може да издржи притисак, ћелија се може уништити.

Активни транспортни процеси кроз мембрану осигуравају уклањање одређених материја уз употребу енергије. Животни пример осмотског процеса је бубрење зрелих трешања када се помешају са водом. Вода продире кроз вањску кожу плода, док шећер не може да изађе. Процес разблаживања плода траје док не пукне.

У тијелу, комбинација осмотских и активних, транспортних процеса који троше енергију осигурава да се биохемијски процеси несметано одвијају у просторима одијељеним биомембранама. Могу постојати ћелије које се одвајају од спољашњег окружења, али су у сталној размени супстанци с њим.

Органеле су такође присутне у ћелији где се могу одвијати одвојене реакције. Да се ​​спречи пораст осмотског притиска до те мере да се биомембрана рупти, молекули се избацују кроз активне транспортне процесе.

У ћелијама сисара, када се осмотски притисак повећа, протеин НФАТ5 се производи у већој мери. Омогућава бројне контра-механизме за заштиту ћелије од хипертоничног стреса (вишка притиска). У том се процесу стварају транспортни протеини који помоћу енергије каналишу одређене супстанце из ћелије. Између осталог, мокраћне материје као што су глукоза и вишак електролита излучују се путем бубрега, како би регулисали осмотски притисак у телу.

Болести и тегобе

Осмоза такође игра важну улогу у регулисању равнотеже електролита. Електролити су растворене соли и састоје се од позитивно набијених јона метала, као што су јони натријума, калијума, магнезијума или калцијума и негативно наелектрисани аниони као што су аниони хлорида, бикарбоната или фосфата.

Присутни су у различитим концентрацијама и у ћелији (интраћелијски), изван ћелија (међупросторно) или у крвотоку (интраваскуларно). Разлике у концентрацији стварају електрични напон на ћелијским мембранама и на тај начин покрећу мноштво процеса на ћелијском нивоу. Ако се разлике у концентрацији поремете, целокупна равнотежа електролита се такође помеша.

Бубрези регулишу ову равнотежу електролита кроз различите механизме као што су механизми жеђи, хормонални процеси или пептиди који делују на бубреге. Код јаке дијареје, повраћања, губитка крви или затајења бубрега, равнотежа воде и електролита може се пореметити. Сваки електролит може се појавити у концентрацијама које су или превисоке или прениске.

Поремећаји у равнотежи воде и електролита понекад су опасни по живот, зависно од њихове тежине. Примери таквих стања укључују дехидрацију, хиперхидратацију, хипер- и хиповолемију (волумен крви је повећан или смањен), хипо- и хипернатриемију, хипо- и хиперкалемију или такође хипо- и хиперкалцемију.

Свако од ових стања захтева интензивно лечење. Обично се равнотежа воде и електролита брзо уравнотежи. Међутим, ако је регулаторни механизам између активних транспортних процеса и осмотских процеса поремећен бубрежна инсуфицијенција или неко друго обољење, може доћи до хроничне неравнотеже електролита. Као резултат тога, појављују се едеми, кардиоваскуларне болести, едеми мозга, стања конфузије или напада.

Веза између водене и електролитне равнотеже и биолошких процеса у тијелу је толико сложена да се слични симптоми често примјећују код свих облика поремећаја електролита. Одређивање равнотеже електролита требало би да буде део стандардних прегледа уколико су ови симптоми хронични.