首先让我们来了解什么是渗透压。这是物理上的一个概念。
将溶液和水置于u型管中,在u型管中间安置一个半透膜,以隔开水和溶液,可以见到水通过半透膜往溶液一端跑,假设在溶液端施加压力,而此压力可刚好阻止水的渗透,则称此压力为渗透压,
定性理解:溶液浓度越大,渗透压越大。溶液的浓度越大,那么他对半透膜的另一端产生的压力也就越大,因此对面的水分就会被挤过来。就像你用一个手指头按水绵,你对水绵产生压力,那么水绵里面的水就会溢出。
所以浓度越高的液体,它的物质浓度越高,他的渗透压就越高。那么他就会从对面吸收水分。
浓度低的只能是被吸水。
而细胞膜也是一个具有选择性的半透膜,因此在它的两端的物质会产生浓度差,从而引起两端的水分的流动。
细胞的浓度高,那么就吸水,细胞变大。细胞的浓度低,那么就失水,细胞就会萎缩。
渗透压
细胞内液体(ICF)和细胞外液体(ECF)的离子组成有明显差别.主要的细胞内阳离子是钾,平均浓度是140mEq/L,细胞外钾(虽甚重要和严密受调节)要低得多3.5~5mEq/L.主要细胞外阳离子是钠,平均浓度140mEq/L.细胞内钠浓度很低,约12mEq/L.这些差别维持有赖于位于所有细胞膜上的N+
,
K
+
-ATP酶离子泵,需能泵将钠运至细胞外伴随钾运动进入细胞内,使用贮存在ATP能量.
细胞内和细胞外腔隙水的运动受每一腔隙渗透压控制,因大多数细胞膜对水高度可渗透.正常ECF渗透压(290mOsm/kgH2
O)约等于ICF渗透压.因此,血浆渗透压是方便和正确指示细胞内渗透压.体液渗透压可用以下公式近似计算:
血浆渗透压(mOsm/kg)=2〔血清(Na)〕+〔葡萄糖〕/18+
〔BUN〕/2.8
血N+
a
以mEq/L表示,葡萄糖和BUN以mg/dl表示.如在公式中所示,血清钠浓度是血浆渗透压主要决定簇.所以,高血钠通常指示血浆和细胞高张(脱水),低血钠通常指示血浆和细胞低张.
血浆渗透压正常不受葡萄糖和BUN太大影响.然而某些情况高血糖或明显氮质血症可以提高血浆渗透压.显著高血糖,ECF渗透压升高,超过ICF渗透压,因为葡萄糖在缺乏胰岛素时缓慢地通过细胞膜,导致水向细胞外运动进入ECF.血清钠浓度下降与ECF稀释成正比,增加血浆葡萄糖超过正常值每
100mg/dl(5.55mmol/L),血清钠降低1.6mEq/L.这一现象称为转移性低血钠,因为TBW中总钠量无改变.无特殊治疗指征,因为一旦血浆葡萄糖浓度降低,血钠浓度随之恢复正常.尿素不像葡萄糖,易进入细胞内,细胞内外尿素浓度相等,细胞内容量无明显变化.因此,氮质血症虽然血浆渗透压升高,但血浆张力或有效血浆渗透压不变.
最后,血浆渗透压明显改变是血清钠测定的错误.正常血浆渗透压的假性低血钠症见于高脂血症或极高蛋白血症,因为脂肪和蛋白质占据作为分析血浆的空间.最新测定血浆电解质采用离子选择电极法避免了这一伪差.
血浆渗透压可以直接测定.当测定血浆渗透压超过上述公式计算>10mOsm/L,即出现渗透压间隙.出现增加的渗透压间隙,可能是由于血浆中有一个或一个以上不能测定渗透活性物质有关.表12-1列出的几个最常见增加渗透压间隙原因.当发现增加渗透压间隙,应立即进行特殊检查决定原因,并进行特殊治疗.
TBW容量受口渴,抗利尿激素(ADH)分泌和肾脏调节.下丘脑前侧区渗透压受体受渗透压增高的兴奋,并刺激邻近口渴中枢.口渴兴奋引起口渴感知,随之增加水摄入.渗透压受体同样对高渗反应,刺激垂体后叶ADH释放.ADH依次使远端肾单位水重吸收增加,这是由于该段肾单位对水通透性增加,而对其他物质相对不能透过.ECF渗透压维持在狭窄范围内.增加2%导致口渴和ADH释放.除了增加血浆渗透压,可以有正常渗透压兴奋ADH释放.严重容量丧失情况下,不管渗透压如何,为防止ECF容量减少,ADH随之分泌,这种情况下,水得以保留,血浆渗透压降低.
参考资料:
指两种不同浓度的溶液隔以半透膜(允许溶剂分子通过,不允许溶质分子通过的膜),水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。或水分子从水势高的一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。
原理
水分子从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象,就称为渗透作用(osmosis)。故渗透现象发生的条件有两个:一.有半透膜 ;二.半透膜两侧有物质的量浓度差。
植物细胞的液泡充满的水溶液叫细胞液,我们可以将液泡膜、细胞质及细胞膜称为原生质层,这相当于半透膜。细胞与细胞之间,或细胞浸于溶液或水中,只要原生质层两侧溶液有浓度差,都会发生渗透作用。
实际上,生物膜并非理想半透膜,它是选择透性膜,既允许水分子通过也允许某些溶质通过,但通常使溶剂分子比溶质分子通过要多得多,因此可以发生渗透作用。
植物细胞由于细胞壁的存在,细胞壁有保护和支持作用,可以产生压力而逐渐使细胞内外水势相等,细胞满足动态平衡。所以植物细胞放在水中一般不会破裂。动物细胞如红细胞放入水中即会因吸水而破裂。
影响因素
1、渗透压
可以通过相对于低溶质浓度区域增加高溶质浓度区域的压力来对抗渗透。防止水(或任何其他高流动性溶液)通过选择性渗透膜进入更高浓度的溶液所需的每单位面积的力或压力等于溶液或膨胀液的渗透压。渗透压是一种依数性,意味着该性质取决于溶质的浓度,而不取决于其含量或化学性质。
2、渗透梯度
渗透梯度是在半透膜两侧的两种溶液之间的浓度差,用于表示溶解在溶液中的特定颗粒的浓度百分比差。
通常,在比较溶液之间具有半渗透膜的溶液时使用渗透梯度,从而使水在两种溶液之间向高渗溶液(浓度较高的溶液)扩散。最终,水柱在半透膜的高渗侧的力将等于低渗(浓度较低的一侧)的扩散力,从而达到平衡。当达到平衡时,水继续流动,但是水以相等的数量和力流动,因此使溶液稳定。
以上内容参考 百度百科-渗透作用
渗透压
是用半透膜把两种不同浓度的溶液隔开时发生渗透现象,到达平衡时半透膜两侧溶液产生的位能差。
细胞膜也是一个具有选择性的半透膜
,因此在它的两端的物质会产生浓度差,从而引起两端的水分的流动,这就形成了
细胞
渗透压。细胞液有一定的浓度,可以提供一定的渗透压,渗透压低的溶液,较低渗溶液,溶液里溶质少,渗透压就低。细胞的浓度高,那么就吸水,细胞变大。细胞的浓度低,那么就失水,细胞就会萎缩。
对于两侧水溶液浓度不同的半透膜,为了阻止水从低浓度一侧渗透到高浓度一侧而在高浓度一侧施加的最小额外压强称为渗透压。渗透压与溶液中不能通过半透膜的微粒数目和环境温度有关。
100多年前就有生物学家对渗透压作了系统的研究。生物的细胞膜具有奇妙的半透膜特性,中学的生物课就有这样的实验,将植物浸泡在纯水中会发生“浮肿”,浸泡在浓的盐溶液中则很快枯萎,而在介乎中间浓度的溶液则基本能保持原状。这个实验最早是荷兰植物学家德弗里在1884年做的,他当时已想到,最后一种情况是由于细胞膜内外的溶液具有大致相同的渗透压,他还发现由不同盐制备出的相等渗透压的溶液具有相同的冰点。
渗透压相等的两种溶液称为等渗溶液。渗透压不同的两种溶液,把渗透压相对高的溶液叫做高渗溶液,把渗透压相对低的溶液叫做低渗溶液。对同一类型的溶质来说,浓溶液的渗透压比较大,稀溶液的渗透压比较小。因此,在发生渗透作用时,水会从低渗溶液(即稀溶液)进入高渗溶液(即浓溶液),直至两溶液的渗透压达到衡为止。在医疗实践中,溶液的等渗、低渗或高渗是以血浆总渗透压为标准。即溶液的渗透压与血浆总渗透压相等的溶液为等渗溶液。溶液的渗透压低于血浆总渗透压的溶液为低渗溶液。溶液的渗透压高于血浆总渗透压的溶液为高渗溶液。
关键词:细胞渗透压的概念