Difūzija ir tad, kad šķidrumi vai gāzes sajaucas, izmantojot Brauna molekulāro kustību. Organismā difūzija notiek vielu apmaiņai starp šūnām un gāzu apmaiņai plaušās. Difūzijas traucējumi plaušās izraisa elpošanas mazspēju.
Kas ir difūzija?
Difūzija organismā notiek vielu apmaiņai starp šūnām un gāzu apmaiņai plaušās. Difūzija ietver dažādu koncentrāciju vielu sajaukšanu, kas tieši vai netieši saskaras viens ar otru ar nejaušām pareizām kustībām. Pareizas difūzijas kustības sauc arī par Brauna molekulārajām kustībām. Tās ir saraustītas un neregulāras sīku daļiņu termiskas kustības gāzēs un šķidrumos, kas redzamas tikai mikroskopiski. Kustības ir nosauktas botānista Roberta Brauna vārdā, kurš tos pirmoreiz novēroja 19. gadsimtā. Difūzija notiek vai nu pasīvi, vai aktīvi. Aktīvajā formā ir arī runāt no aktīvajiem masa nodošana. No pasīvās difūzijas tas atšķiras ar to, ka tiek iztērēta enerģija. Cilvēka ķermenī difūzijai ir nozīme vielu apmaiņā starp šūnām un vidi. Šūnās pasīva difūzija notiek reti. Aktīvā forma ir vielu fizioloģiskā difūzijas forma caur a šūnu membrānu. Selektīvā difūzijas forma notiek arī tādos orgānos kā nieres vai pie asinis-smadzenes barjera.
Funkcija un mērķis
Ja pievienojat atsevišķus tintes pilienus glāzei ūdens un nemaisiet, jūs varat novērot svītras. Tomēr pēc kāda laika ūdens kļūst samērā vienveidīgi zils, un svītras pazūd. Šo procesu sauc arī par pasīvo difūziju, kas kompensē atšķirības koncentrācija divu šķidrumu. Daļiņu iekšējās kustības vien atceļ koncentrācija atšķirības. Šādas difūzijas var notikt arī starp atdalītiem šķidrumiem. Tas notiek cilvēka ķermenī, kur membrānas atdala vielas. Membrānas ar caurlaidību jebkurai vielai migrē no koncentrētāka šķīduma uz mazāk koncentrētu šķīdumu. Viņu migrācija notiek gar t.s. koncentrācija gradients. Daļiņu skaits pirmajā šķidrumā parāda atšķirības gar difūzijas ceļu sākumā. Difūzijas laikā skaitlis pa difūzijas ceļu izlīdzinās un iestājas līdzsvara stāvoklis. Pēc līdzsvara iestāšanās tas pats skaits molekulas izkliedējas caur membrānu katrā virzienā. Tādējādi difūzijas beigās koncentrācija ir vienāda abās membrānas pusēs. Pasīvai difūzijai vissvarīgākais ir membrānas poru izmērs, un mazākas daļiņas, visticamāk, difūzās pasīvi nekā lielākas. Papildus poru izmēram difūzijas ātrumu nosaka arī šķīdinātāja viskozitāte un temperatūra. Organismā difūzijai ir izšķiroša nozīme vielu apmaiņā starp šūnām. Ķermeņa šūnām jāsaglabā noteiktu vielu koncentrācija. Pilnīga koncentrācijas līdzsvars pasīvās difūzijas apstākļos ierosinātu šūnu nāvi. Tāpēc vielas mēdz aktīvi difundēt organismā pret koncentrācijas gradientu. K + / Na + sūkņos var izsekot labi zināmam aktīvās formas piemēram. Selektīvās difūzijas gadījumā, kā atrodams cilvēka ķermenī dažādos orgānos, difūzijas membrāna parāda caurlaidību tikai atsevišķām vielām.
Slimības un kaites
Cilvēka plaušās notiek pastāvīga gāzes apmaiņa. O2 uzņemšana un CO2 izdalīšanās notiek plaušu alveolās. Papildus ventilācija, perfūzija un sadalesvarīga loma apmaiņā ir arī difūzijai. Elpošanas mazspējas gadījumā ir viens vai vairāki no četriem gāzes apmaiņas procesiem. Elpošanas mazspējas cēloņi var būt dažādi. Piemēram, elpceļu obstrukcija un centrālās vai perifērās elpošanas sistēmas depresija kā arī mainīts plaušu morfoloģija ir visi iespējamie izraisītāji. Ja daļējās difūzijas solis ir traucēts, tas bieži notiek ilgstoša difūzijas attāluma dēļ. Šāds pagarinājums var būt, iestājoties pneimonija, tiekšanās vai ARDS. Fibroze, plaušu tūska, vai sarkoidoze var būt arī cēlonis. Dažreiz difūzijas defektus un ar tiem saistīto elpošanas mazspēju izraisa arī saīsināšana asinis kontakta laiks.Šāda saīsināšana notiek, piemēram, emfizēmas, fibrozes vai anēmija. Tomēr, sepsis vai sirds jaudas palielināšanās var būt arī galvenie cēloņi. Ja plaušu difūzijas mazspēja nav saistīta ar vai nu saīsināšanu asinis kontakta laiks vai ilgstošs difūzijas attālums, elpošanas mazspējas cēlonis, iespējams, ir samazināta apmaiņas virsma. Gāzu apmaiņas virsmu var samazināt, piemēram, fibroze. Rezekcijas var uzskatīt arī par galveno cēloni. Tas pats attiecas arī uz atelektāze, pleiras izsvīdums, un hēma vai pleumototoraks. Dažos gadījumos augstums diafragma samazina arī virsmas laukumu. Izmantojot a difūzijas tests, ārsts var izsekot difūziju plaušās un identificēt visas novirzes. Stabila stāvokļa, intra-elpas un vienas elpas metodes ir visi iespējamie testi. Difūzijas spēju nosaka vai nu ar gāzu koncentrāciju izelpotajā gaisā atsevišķi, vai arī to apvieno ar izelpu tilpumu mērīšanu. Difūzijas traucējumi var ietekmēt ne tikai gāzu apmaiņu plaušās, bet arī ķermeņa šūnu vielmaiņas apmaiņu vai selektīvu difūziju tādos orgānos kā nieres. Selektīvā difūzija notiek, piemēram, pie asins-smadzeņu barjera, kas ir paredzēts, lai aizsargātu centrālo nervu sistēmas no kaitīgām vai nederīgām vielām. Dažādu neiroloģisku slimību gadījumā asins-smadzeņu barjera atsakās no šīs selektīvās funkcijas un ļauj iziet cauri viltus vai pat visām vielām.
