Osmotski tlak

Od Osmotski tlak odgovara tlaku koji je u otapalu prisutan na visoko koncentriranoj strani polupropusne ili selektivno propusne membrane. Tlak pokreće protok otapala kroz membranu i diktira njegov smjer. Bolesti povezane s osmotskim tlakom su, na primjer, smanjena otpornost na krvne stanice.

Što je osmotski tlak?

Pojmom osmotski tlak medicina opisuje fiziološki tlak koji omogućuje osmozu. Osmoza odgovara usmjerenom protoku molekularnih čestica kroz polupropusne ili selektivno propusne razdvajajuće slojeve. To znači da je osmoza osnovni transport tvari u ljudskom tijelu.

Osmotski tlak je glavni zahtjev ovog procesa prijenosa mase. Otopljene molekule u otapalu uzrokuju osmotski tlak na strani sučelja s većom koncentracijom. Rezultirajući omjeri tlaka pokreću protok otapala kroz odgovarajuću membranu. Na taj se način otapalo pomiče sa strane s nižom koncentracijom čestica kroz membranu i tako teče u stranu s većom koncentracijom na kojoj postoji osmotski tlak. Sama molekularna čestica ne može proći kroz polupropusnu ili selektivno propusnu membranu.

Funkcija i zadatak

Osmotski tlak ovisi o omjeru koncentracije dvije otopine koje se nalaze na različitim stranama polupropusne ili selektivno propusne membrane. Iako postoji osmotski tlak na nižoj koncentriranoj strani, tlak je uvijek veći na koncentriranijoj strani otopljene tvari.

U ljudskom tijelu voda ulazi u pojedine stanice iz intersticija. Taj se priliv događa sa strane s nižom koncentracijom na stranu s većom koncentracijom. Stanice imaju određeni unutarnji pritisak. Taj je pritisak poznat i kao turgor. Priliv se nastavlja sve dok turgor unutar stanica ne dosegne istu razinu kao i osmotski tlak. Tlak postojeći iznutra i tlak koji djeluje izvana su jednaki na kraju dotoka.

Osmotski tlak se može mjeriti i izračunati. U principu vrijede isti zakoni fizike u razrijeđenim tekućim otopinama kao u idealnim plinovima. Iz tog razloga, osmotski tlak je uvijek proporcionalan apsolutnoj temperaturi u svakom slučaju. Uz to, postoji proporcija između molarne koncentracije određene otopljene tvari i razine osmotskog tlaka. Tlak prvenstveno ovisi o broju molekularnih čestica u otopljenoj tvari.

U otopini jednog mola tvari u 22,4 litre otapala, osmotski tlak pri temperaturama od 0 stupnjeva Celzijusa ili 273,15 Kelvina iznosi 101,325 kPa. Van’t Hoffov zakon predviđa te odnose. Međutim, zakon se primjenjuje samo na razrijeđene otopine ispod vrijednosti od 0,1 M.

Analogija zakonima idealnih plinova je sljedeća: osmotski tlak djeluje suprotno prilivu otapala. Zbog toga se dotok otapala zaustavlja čim se postigne ravnoteža.

Osmotski tlak otopine može se odrediti osmometrima. Tlak se mjeri bilo statički, nakon što je postignuta ravnoteža, ili dinamički. Dinamičkim mjerenjem na vanjski tlak se mora primijeniti manometar, kako bi se prekinuo osmotski protok. Mjerenjem tlaka može se odrediti i srednja molekulska masa makromolekula.

Bolesti i bolesti

Na primjer, bolesti povezane s osmotskim tlakom mogu utjecati na krvne stanice. Crvene krvne stanice imaju osmotsku otpornost. Ova osmotska otpornost crvenih krvnih stanica smanjuje se kod različitih bolesti. Jednako je toliko bolesti povezano s porastom osmotske otpornosti. Da bi se prepoznale takve bolesti, mjeri se osmotska otpornost eritrocita. Prije svega, mjerenje omogućuje dijagnozu bolesti koje smanjuju otpornost.

Te bolesti uključuju, na primjer, anemiju sferoidnih stanica. Međutim, druge hemolitičke anemije mogu također smanjiti osmotsku otpornost crvenih krvnih stanica. Hemolitička anemija je skupina bolesti povezanih s anemijom uslijed povećanog ili prevremenog raspada eritrocita. Medicina ovu činjenicu naziva hemolizom. Hemoliza je često povezana s osnovnim bolestima. Mogu biti uzrokovani mehaničkim procesima ili genetskom dispozicijom. Pored fiziološke hemolize zbog starosti eritrocita, mehaničko prekomjerno korištenje poput zamjene srčanih zalistaka, toplinska oštećenja zagrijavanjem i osmotska oštećenja mogu odrediti propadanje. U slučaju osmotskog oštećenja, hiper- ili hipoosmolarne otopine stvarni su uzrok propadanja.

Za mjerenje osmotske otpornosti pacijentove crvene krvne stanice su smještene u epruvete s povećanom koncentracijom soli. Jedna od epruveta sadrži gotovo čistu vodu. Jedna sadrži koncentraciju soli koja je optimalna za crvena krvna zrnca. Nakon 24 sata, krvne stanice se rasprsnu u čistoj vodi. U epruvetama s većom koncentracijom soli samo nekoliko krvnih stanica ima puknuće. Ako bolesnik pati od bolesti sa smanjenom osmotskom otpornošću krvnih stanica, tjelesne kosti puknu čak i u većim koncentracijama soli i ne mogu odoljeti osmotskom tlaku.

Osmotska otpornost se također može povećati. Povećanje otpornosti nije specifično i može biti posljedica raznih bolesti. Primjeri bolesti s povećanom osmotskom otpornošću crvenih krvnih stanica su talasemija, anemija nedostatka željeza i anemija srpastih stanica. Osim toga, žutica i oštećenje jetre mogu povećati otpornost.