לחץ אוסמוטי: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

לחץ אוסמוטי תואם את הלחץ הקיים במעלה ריכוז הצד של קרום חדיר למחצה או סלקטיבי בממיס. הלחץ מניע את זרימת הממס דרך הממברנה ומכתיב את כיוונו. מחלות הקשורות ללחץ אוסמוטי כוללות ירידה בהתנגדות לחץ של דם תאים.

מהו לחץ אוסמוטי?

מחלות הקשורות ללחץ אוסמוטי הן, למשל, ירידות בהתנגדות הלחץ של דם תאים. הרפואה משתמשת במונח לחץ אוסמוטי בכדי להתייחס ללחץ הפיזיולוגי המאפשר להתרחש אוסמוזה. אוסמוזה תואמת את הזרימה הכיוונית של חלקיקים מולקולריים דרך ממשקים חד-חדירים או חדירים סלקטיבית. לפיכך, אוסמוזה היא תחבורה חיונית של חומרים בגוף האדם. לחץ אוסמוטי הוא התנאי העיקרי לכך מסה תהליך העברה. המומס מולקולות בממיס גורם ללחץ האוסמוטי בצד שכבת הפרידה עם הגבוה יותר ריכוז. תנאי הלחץ המתקבלים מניעים את זרימת הממיס דרך הקרום המתאים. באופן זה, הממס נע דרך הממברנה מהצד עם החלקיק התחתון ריכוז וכך זורם לצד עם הריכוז הגבוה יותר בכל מקרה, בו קיים הלחץ האוסמוטי. החלקיקים המולקולריים עצמם אינם יכולים לעבור דרך הממברנה הניתנת למחצה או לחדירה סלקטיבית.

פונקציה ומשימה

לחץ אוסמוטי תלוי ביחסי הריכוז של שניים פתרונות ממוקם בצדדים שונים של קרום חדיר למחצה או סלקטיבי. למרות שלחץ אוסמוטי קיים גם בצד הריכוז התחתון, הלחץ בצד הריכוז המומס הגבוה תמיד גבוה יותר. בגוף האדם ישנה נהירה של מַיִם לתאים בודדים מהאינטרסטיציום. זרם זה מתרחש מצד עם ריכוז נמוך יותר לצד עם ריכוז גבוה יותר. לתאים יש לחץ פנימי מסוים. לחץ זה נקרא גם טורגור. הזרימה מתקדמת עד שהטורגור בתוך התאים מגיע לאותה רמה של הלחץ האוסמוטי. הלחץ הקיים בפנים והלחץ הפועל מבחוץ שווים זה לזה בסוף הזרימה. ניתן למדוד ולחשב את הלחץ האוסמוטי. בעיקרון, אותם חוקי פיזיקה חלים בנוזל מדולל פתרונות כמו בגזים אידיאליים. מסיבה זו, הלחץ האוסמוטי תמיד פרופורציונאלי לטמפרטורה המוחלטת בהתאמה. בנוסף, יש מידתיות בין טוֹחֶנֶת ריכוז החומר המומס בהתאמה ורמת הלחץ האוסמוטי. הלחץ תלוי אם כן בעיקר במספר החלקיקים המולקולריים של 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 נותן מערכות יחסים אלה. עם זאת, החוק חל אך ורק על דילול פתרונות מתחת לערך של 0.1 מ '

ניתן להבין את האנלוגיה לחוקי הגזים האידיאליים באופן הבא: הלחץ האוסמוטי נוגד את זרם הממיסים בכל מקרה. מסיבה זו, זרם הממיס נעצר ברגע שמגיעים לשיווי המשקל. ניתן להשתמש באוסמומטרים לקביעת הלחץ האוסמוטי של תמיסה. או שהלחץ נמדד בצורה סטטית, לאחר שהושג שיווי משקל, או באופן דינמי. במדידה דינמית, יש להפעיל לחץ חיצוני על המונומטר העולה כדי להפריע לזרימה האוסמוטית. על ידי מדידת הלחץ, הממוצע המולקולרי מסה של מקרומולקולות ניתן גם לקבוע.

מחלות ומחלות

מחלות הקשורות ללחץ אוסמוטי יכולות להשפיע על דם תאים, למשל. לתאי הדם האדומים יש עמידות אוסמוטית. במחלות שונות, עמידות אוסמוטית זו של כדוריות דם אדומות פוחתת. בדיוק כמו שמחלות רבות מלוות בעלייה בתנגודת האוסמוטית. כדי לאתר מחלות כאלה נמדדת עמידות אוסמוטית של תאי דם אדומים. המדידה מאפשרת בעיקר אבחון של מחלות להפחתת עמידות. מחלות אלו כוללות, למשל, ספרוציטים אנמיה. עם זאת, אנמיות המוליטיות אחרות יכולות להפחית את ההתנגדות האוסמוטית של כדוריות הדם האדומות. אנמיות המוליטיות הן קבוצה של מחלות הקשורות אנמיה עקב ריקבון מוגבר או מוקדם של אריתרוציטים. נסיבה זו מכונה ברפואה המוליזה. המוליזה מלווה לעיתים קרובות במחלות בסיסיות. הם יכולים להיגרם על ידי תהליכים מכניים או נטייה גנטית. בנוסף למוליזה פיזיולוגית עקב גיל התאים האדומים, עומס יתר מכני כמו א לֵב החלפת שסתום, נזק תרמי עקב חימום ונזק אוסמוטי עשויים לקבוע את ההתפרקות. במקרה של נזק אוסמוטי, תמיסות היפר או היפוסמולריות הן הגורם בפועל לריקבון. למדידת עמידות אוסמוטית, תאי הדם האדומים של המטופל ממוקמים בצינורות בעלי ריכוז מלח גדל. אחד הצינורות מכיל טהור בערך מַיִם. האחד מכיל ריכוז מלח האופטימלי לתאי דם אדומים. לאחר 24 שעות, תאי הדם נקיים מַיִם הִתפָּרְצוּת. בצינורות עם ריכוז מלח גבוה יותר, בדרך כלל רק מעט מתאי הדם מתפוצצים. אם לחולה יש מחלה עם עמידות אוסמוטית מופחתת של תאי הדם, הגופות יתפוצצו אפילו בריכוזי מלח גבוהים יותר ולא יוכלו לעמוד בלחץ האוסמוטי. התנגדות אוסמוטית עשויה להיות מוגברת. עלייה בהתנגדות אינה ספציפית ועשויה להיות תוצאה של מחלות שונות. דוגמאות למחלות בעלות עמידות אוסמוטית בתאי הדם האדומים כוללות תלסמיה, מחסור בברזל אנמיה, ואנמיה חרמשית. בנוסף, צַהֶבֶת ו כבד נזק יכול להגביר את ההתנגדות.