Osmotiskais spiediens atbilst spiedienam, kas atrodas augstākajā koncentrācija puscaurlaidīgas vai selektīvi caurlaidīgas membrānas pusē šķīdinātājā. Spiediens virza šķīdinātāja plūsmu caur membrānu un nosaka tā virzienu. Ar osmotisko spiedienu saistītās slimības ietver samazinātu spiediena pretestību asinis šūnas.
Kas ir osmotiskais spiediens?
Slimības, kas saistītas ar osmotisko spiedienu, ir, piemēram, samazināta spiediena pretestība asinis šūnas. Medicīnā tiek lietots termins osmotiskais spiediens, lai apzīmētu fizioloģisko spiedienu, kas ļauj rasties osmozei. Osmoze atbilst molekulāro daļiņu virziena plūsmai caur puscaurlaidīgām vai selektīvi caurlaidīgām saskarnēm. Tādējādi osmoze ir būtiska vielu transportēšana cilvēka ķermenī. Osmotiskais spiediens tam ir galvenais priekšnoteikums masa pārsūtīšanas process. Izšķīdis molekulas šķīdinātājā izraisa osmotisko spiedienu tajā šķirošā slāņa pusē, kurā ir lielāks koncentrācija. Iegūtie spiediena apstākļi virza šķīdinātāja plūsmu caur attiecīgo membrānu. Tādā veidā šķīdinātājs pārvietojas caur membrānu no sāniem ar apakšējo daļiņu koncentrācija un tādējādi katrā gadījumā plūst uz pusi ar lielāku koncentrāciju, kur pastāv osmotiskais spiediens. Pašas molekulārās daļiņas nevar iziet cauri daļēji caurlaidīgai vai selektīvi caurlaidīgai membrānai.
Funkcija un uzdevums
Osmotiskais spiediens ir atkarīgs no divu koncentrācijas koeficientiem risinājumi kas atrodas puscaurlaidīgas vai selektīvi caurlaidīgas membrānas dažādās pusēs. Kaut arī osmotiskais spiediens pastāv arī zemākās koncentrācijas pusē, spiediens uz augstākās izšķīdušās vielas koncentrācijas pusi vienmēr ir lielāks. Cilvēka ķermenī ir pieplūdums ūdens atsevišķās šūnās no intersticija. Šī ieplūde notiek no sāniem ar zemāku koncentrāciju uz sāniem ar lielāku koncentrāciju. Šūnām ir noteikts iekšējais spiediens. Šo spiedienu sauc arī par turgoru. Ieplūde turpinās, līdz turgors šūnu iekšienē sasniedz tādu pašu līmeni kā osmotiskais spiediens. Iekšpusē esošais spiediens un spiediens, kas darbojas no ārpuses, tādējādi ieplūdes beigās ir vienāds ar otru. Osmotisko spiedienu var izmērīt un aprēķināt. Principā tie paši fizikas likumi attiecas uz atšķaidītu šķidrumu risinājumi kā ideālajās gāzēs. Šī iemesla dēļ osmotiskais spiediens vienmēr ir proporcionāls attiecīgajai absolūtai temperatūrai. Turklāt pastāv proporcionalitāte starp molārs attiecīgās izšķīdušās vielas koncentrācija un osmotiskā spiediena līmenis. Tādējādi spiediens galvenokārt ir atkarīgs no izšķīdušās vielas molekulāro daļiņu skaita. Viena vielas mola šķīdumā 22.4 litros šķīdinātāja osmotiskais spiediens 0 grādu pēc Celsija vai 273.15 Kelvina temperatūrā ir 101.325 kPa. Van 't Hoff likums dod šīs attiecības. Tomēr likums attiecas tikai uz atšķaidīšanu risinājumi zem 0.1 M vērtības.
Analogiju ideālo gāzu likumiem var saprast šādi: osmotiskais spiediens katrā gadījumā neitralizē šķīdinātāju ieplūdi. Šī iemesla dēļ šķīdinātāja ieplūde apstājas, tiklīdz ir sasniegts līdzsvars. Osmometrus var izmantot, lai noteiktu šķīduma osmotisko spiedienu. Vai nu spiedienu mēra statiski, pēc līdzsvara sasniegšanas, vai dinamiski. Dinamiskā mērījumā uz stāvvadītāja manometra jāpieliek ārējs spiediens, lai pārtrauktu osmotisko plūsmu. Mērot spiedienu, vidējais molekulārais masa var noteikt arī no makromolekulām.
Slimības un kaites
Slimības, kas saistītas ar osmotisko spiedienu, var ietekmēt asinis šūnas, piemēram. Sarkanajām asins šūnām ir osmotiskā rezistence. Dažādu slimību gadījumā šī sarkano asins šūnu osmotiskā rezistence ir samazināta. Tāpat kā daudzas slimības pavada osmotiskās rezistences palielināšanās. Lai atklātu šādas slimības, tiek mērīta sarkano asins šūnu osmotiskā rezistence. Mērījumi galvenokārt ļauj diagnosticēt rezistenci mazinošas slimības. Šīs slimības ietver, piemēram, sferocītu anēmija. Tomēr citas hemolītiskās anēmijas var arī samazināt sarkano asins šūnu osmotisko rezistenci. Hemolītiskās anēmijas ir slimību grupa, kas saistīta ar anēmija palielinātas vai priekšlaicīgas sabrukšanas dēļ eritrocīti. Šo apstākli medicīnā sauc par hemolīzi. Hemolīzes bieži pavada pamata slimības. Tos var izraisīt mehāniski procesi vai ģenētiska nosliece. Papildus fizioloģiskajai hemolīzei sarkano šūnu vecuma dēļ rodas arī mehāniska pārspīlēšana, piemēram, a sirds vārstu nomaiņa, termiski bojājumi apkures dēļ un osmotiski bojājumi var noteikt sabrukšanu. Osmotisko bojājumu gadījumā faktiskais sabrukšanas cēlonis ir hiper- vai hiposmolāri šķīdumi. Lai izmērītu osmotisko pretestību, pacienta sarkanās asins šūnas tiek ievietotas caurulēs ar pieaugošu sāls koncentrāciju. Vienā no mēģenēm ir aptuveni tīra ūdens. Viens satur sāls koncentrāciju, kas ir optimāla sarkanajām asins šūnām. Pēc 24 stundām asins šūnas tīrā ūdens pārsprāgt. Caurulēs ar lielāku sāls koncentrāciju parasti pārsprāgst tikai dažas no asins šūnām. Ja pacientam ir slimība, kurai ir samazināta asins šūnu osmotiskā rezistence, korpuskuli pārsprāgs pat augstākā sāls koncentrācijā un nespēs pretoties osmotiskajam spiedienam. Var paaugstināties arī osmotiskā pretestība. Pretestības palielināšanās nav specifiska, un to var izraisīt dažādas slimības. Piemēri slimībām ar osmotiskās rezistences palielināšanos sarkano asins šūnu skaitā talasēmija, dzelzs deficīts anēmijaun sirpjveida šūnu anēmija. Papildus, dzelte un aknas bojājumi var palielināt pretestību.
