Ma `lumot

Nima uchun karbamid eritmasi eritrotsitlarga nisbatan gipotonikdir?


Agar men 0,5 M karbamidda eritrotsitlar joylashtirsam, biz gemolizni ko'ramiz.

Mening darslikimda aytilishicha, "eritma gipotonikdir. Karbamid eritrotsitlarga kontsentratsiya gradienti bo'yicha tushadi. Suv karbamid harakatini osmos orqali kuzatib boradi. Suvning bu oqimi lizisga olib keladi".

Men bunga juda chalkashib ketdim, bir qancha sabablarga ko'ra.

  1. Menimcha, toniklik faqat erimaydigan eriydigan moddalarga tegishlidir (ya'ni, eritma hujayra ichidagi suyuqlikka qaraganda ko'proq kirmaydigan eritmalar konsentratsiyasiga ega bo'lsa, bu hujayraga nisbatan gipertonikdir). Agar karbamid membranaga kira olsa, unda nima uchun eritma gipotonik? Eriydigan eritma sifatida u toniklikka ta'sir qilmaydi.
  2. Agar karbamid eruvchan modda bo'lsa, u hujayra membranasi bo'ylab muvozanatga erishmaydi va shuning uchun aniq osmos bo'lmaydi, chunki hujayra ichidagi konsentratsiya hujayradan tashqaridagi bilan bir xil bo'ladi.

Men bu erda kontseptual muvaffaqiyatsizlikka uchraganimni his qilyapman, lekin googlega qanchalik ko'p kirsam, shunchalik chalkashib ketaman.


Menimcha, sizda kontseptual tushuncha bor, lekin mening taxminimcha, darslik vaziyatni to'g'ri aks ettirmaydi. Bayonotning iborasiga asoslanib, ular ikkita vaziyatdan birini tasvirlayotganini tasavvur qilishim mumkin:

  1. Tasavvur qiling-a, hujayrani boshqa eritmalarsiz 0,5 M karbamid eritmasiga tushiring. Karbamid oson tarqalishi tufayli eritrotsitlar membranalarida tarqaladi. Bu vaziyatga unchalik ta'sir qilmaydi. Shunday qilib, eritrotsitlar tarkibida oqsillar va boshqa eritmalar mavjud bo'lib, ular suvning hujayraga oqishiga va hujayra lizisiga olib keladi. Menimcha, darslik nimani anglatmaydi.

  2. Endi siz RBCning suv salohiyatini aniq hisoblagan vaziyatni tasavvur qiling. Siz karbamidning izotonik eritmasini va ba'zi erimaydigan eritmalarni aralashtirdingiz. Bu eritma dastlab mukammal izotonikdir, lekin karbamid hujayraga tarqalganda, u hujayraning suv salohiyatini va osmosga olib keladigan tashqi eritmani o'zgartiradi. Menimcha, bu darslik tasvirlamoqchi bo'lgan vaziyat.

Uchinchi holatni tasavvur qiling -a, eritrotsitlar eritmasi bilan muvozanatda. Agar siz faqat karbamid eritmasiga qo'shgan bo'lsangiz, bu siz tasvirlagan sababga ko'ra uzoq muddatda osmolyarlikka ta'sir qilmaydi.


2.3 Osmolallik va toniklik

Suyuq va elektrolitlar holatini muhokama qilishda bizga yordam berish uchun ba'zi ta'riflar zarur.

  • Mol - Mol - bu Avogadro soniga teng molekulalar sonini o'z ichiga olgan moddaning miqdori. Bir mol moddaning grammdagi massasi, bu moddaning bitta molekulasidagi atom massasi birliklarining soni bilan bir xil (ya'ni moddaning molekulyar og'irligi gramm bilan ifodalangan). Mole (belgi: mol) - SI tizimidagi modda miqdori bo'yicha asosiy birlik
  • Avogadro raqami - bu moddaning bir molidagi molekulalar soni (ya'ni 6,022 x 10 23)
  • Molallik Eritma - bu har bir kilogramm erituvchida erigan moddaning mol soni
  • Molarlik Eritma - bu eritmaning har bir litridagi eritilgan mollar soni
  • Osmole - Bu ideal eritmada erituvchining muzlash nuqtasini 1,86K ga tushiradigan zarrachalar soni (Avogadro soni) hosil qiladigan moddaning miqdori.
  • Osmolyarlik Eritma - bu har bir kilogramm erituvchida erigan moddaning osmollari soni
  • Osmolarlik Eritma - bu eritmaning bir litridagi erigan moddaning osmollari soni

Osmolallik - bu eritmadagi zarrachalar sonining o'lchovidir va zarrachalarning kattaligiga yoki og'irligiga bog'liq emas. Buni faqat zarrachalarning kontsentratsiyasiga bog'liq bo'lgan eritmaning xususiyatidan foydalanib o'lchash mumkin. Bu xususiyatlar birgalikda deyiladi kolligativ xususiyatlar.

  • bug 'bosimi depressiyasi
  • muzlash nuqtasi depressiyasi
  • qaynash nuqtasining ko'tarilishi
  • osmotik bosim

Osmotik bosim - bu "osmotik gradiyent" ga javoban yarimo'tkazgichli membrana orqali suvning harakatiga qarshilik ko'rsatish uchun zarur bo'lgan gidrostatik (yoki gidravlik) bosim, ya'ni membrananing ikki tomonida zarracha kontsentratsiyasi har xil).

Sarumning osmolyalligi osmometr yordamida o'lchanishi mumkin yoki uni eritmada mavjud bo'lgan erigan moddalar kontsentratsiyasining yig'indisi sifatida hisoblash mumkin. Laboratoriyada o'lchangan qiymat odatda deyiladi osmolyarlik. Erigan moddaning kontsentratsiyasidan hisoblangan qiymat laboratoriya tomonidan quyidagicha xabar qilinadi osmolarlik. Osmolar bo'shlig'i - bu ikki qiymat o'rtasidagi farq. Ikkala qiymat odatda bir -biriga mos kelmaydi: bir nechta formulalar ishlatilishi mumkin va ularning barchasi biroz boshqacha natijalar beradi, formulalar odatda hisoblashda faqat 3 eritilgan (Na, glyukoza, karbamid) konsentratsiyasidan foydalanadi. g'ayritabiiy kichik MVt zaryadlanmagan moddalarning qo'shimchalari o'tkazib yuboriladi, shuning uchun hisoblangan qiymat bug'li bosim usulini ishlatadigan osmometrlardan kam foydalanish uchuvchi kimyoviy moddalar mavjudligida ishonchsizdir.

Toniklik - bu tibbiyotda tez -tez ishlatiladigan atama. Bu, shuningdek, tez -tez noto'g'ri tushuniladigan atama, chunki u kamida uch xil usulda ta'riflangan. Eng aniq va foydali ta'rif:

Toniklik - bu samarali osmolyallik va membrana bo'ylab osmotik kuch o'tkazish qobiliyatiga ega bo'lgan erigan moddalar kontsentratsiyasi yig'indisiga teng.

Asosiy qismlar samarali va harakat qilish qobiliyati. Bu shuni anglatadiki, toniklik osmolyallikdan past bo'ladi. Qancha kam? Uning qiymati, tarkibidagi "samarasiz" eritmalarning umumiy konsentratsiyasi bo'yicha osmolyarlikdan kamroq. Nega ba'zi eritmalar samarali, boshqalari esa samarasiz?

Ushbu tajribani ko'rib chiqing: U-naychaning o'rta pastki qismida bir-biridan yarim o'tkazuvchan membrana bilan ajratilgan ikkita natriy xlorid eritmasidan iborat shisha U-naychani tasavvur qiling (quyidagi rasmga qarang). Membrana faqat suv o'tkazuvchan bo'lib, mavjud erigan moddalarga (Na + va Cl - ) emas. Agar membrananing bir tomonida Na + va Cl ning umumiy zarracha kontsentratsiyasi (osmolyarligi) boshqa tomoniga qaraganda yuqori bo'lsa, suv membrana orqali past erigan moddalar kontsentratsiyasidan (yoki muqobil ravishda: yuqori H2O konsentratsiyasi) membrana orqali o'tadi. yuqori erigan moddalar konsentratsiyasi tomoni. Suv (erituvchi) kontsentratsion gradienti bo'ylab harakatlanadi.

Agar tajriba boshlanganda U-trubkaning ikki a'zosida suv sathi boshqacha bo'lsa:

  • Membrananing ikki tomonidagi zarrachalar (ya'ni erigan) kontsentratsiyasi bo'yicha muvozanatli vaziyat qanday bo'lar edi?
  • Membrananing ikki tomonidagi suv sathining balandligida (agar mavjud bo'lsa) qanday farq bo'lishi mumkin?
  • Zarrachalar konsentratsiyasi (ya’ni osmolyarlik) membrananing ikki tomonida teng bo‘lganda muvozanat holatiga erishiladimi?

Oxirgi savolga javob yo'q, chunki bu ikki oyoqdagi suv ustunlarining balandligidagi mumkin bo'lgan farqni e'tiborsiz qoldiradi. Bu balandlik farqi gidrostatik (yoki gidravlik) bosim farqidir va bu muvozanatga erishish uchun zarur bo'lgan kuchlarni muvozanatlashda hisobga olinishi kerak bo'lgan qo'shimcha kuch beradi. (Membrana bo'ylab aniq suv harakati bo'lmaganda muvozanat mavjud.)

Bu aniq gidrostatik bosim ikkita eritma orasidagi osmolyallikning qolgan farqi bilan muvozanatlanganda muvozanat yuzaga keladi. Bu osmolyarlik farqi suvni gidrostatik bosim gradientiga teskari yo'nalishda harakatga keltiradigan osmotik kuchga olib keladi. Muvozanat - bu qarama-qarshi kuchlar teng bo'lganda.

Endi yuqoridagi vaziyatda membranani suvga ham, mavjud ionlarga (natriy va xlorid) erkin o'tkazuvchiga almashtirilsa nima bo'lishini ko'rib chiqing. Endi mavjud zarrachalarning hech biri membrana bo'ylab osmotik kuch o'tkazishga qodir emas. Muvozanat holatida U -trubkaning ikki a'zosidagi suyuqlik darajasida farq yo'q, chunki mavjud bo'lgan zarralar membrana bo'ylab Na + yoki Cl uchun kontsentratsion gradiyentlar yo'qolguncha harakatlanadi. Osmolyarlik endi membrananing har ikki tomonida bir xil. Muvozanat holatida gidrostatik gradient ham bo'lmaydi.

Xulosa shundan iboratki, agar membrana ba'zi erigan moddalarning uni erkin kesib o'tishiga imkon bersa, bu eritmalar ushbu membrana osmotik kuch ta'sir qilishda mutlaqo "samarasiz" va membrana bo'ylab zarrachalar kontsentratsiyasini hisobga olgan holda buni "tuzatish" kerak. Toniklik osmolallikka teng, bu samarasiz eritmalar kontsentratsiyasini kamaytiradi va ulardan foydalanish uchun to'g'ri qiymatni beradi.

Osmolyarlik ma'lum bir eritmaning xossasi bo'lib, har qanday membranaga bog'liq emas.

Toniklik - bu ma'lum bir membranaga nisbatan eritmaning xususiyati.

U yoki bu suyuqlikning plazma bilan izotonik ekanligini aytish mutlaqo noto'g'ri - shuni aytish kerakki, ma'lum suyuqlik hujayra membranasiga nisbatan plazma bilan izotonikdir (ya'ni membranani ko'rsatish kerak.) Konventsiyaga ko'ra, bu spetsifikatsiya emas. amalda kerak, chunki hujayra membranasi mos yozuvlar membranasi ekanligi tushuniladi.

Hujayra nuqtai nazaridan, har qanday vaqtda hujayra membranasida aniq osmolyar gradyan muhim ahamiyatga ega. Tonallik (va osmolyallik emas) osmolallik o'zgarishining umumiy yakuniy natijasini (muvozanat holatini) bashorat qilishda muhim ahamiyatga ega, chunki u erigan eritmalarning membranadan o'tishiga imkon beradi. Tanadagi barcha hujayralar (bir necha istisnolardan tashqari, buyrakning gipertonik medullasidagi hujayralar) bir-biri bilan osmotik muvozanatda bo'ladi. Suvning hujayra membranalari bo'ylab harakatlanishi oson va tez sodir bo'ladi va hujayralararo va hujayradan tashqari tonikalar bir xil bo'lguncha davom etadi. Agar suv membranadan samarasiz erigan erishi mumkin bo'lganidan ko'ra tezroq o'tib ketsa, hujayralararo osmolallikning keskin o'zgarishi faqat o'tkir toniklik o'zgarishi bilan bashorat qilinganidan dastlab va vaqtincha farq qilishi mumkin.

Agar bemorga giperosmolyar eritma yuborilsa, bu suvning hujayradan chiqib ketishiga olib keladi. Ammo agar giperosmolallik uchun javobgar bo'lgan eritma hujayra membranalarini kesib o'tishga qodir bo'lsa, u hujayra ichiga kirib, hujayra ichidagi osmolallikni oshiradi va hujayra ichidagi suyuqlikning yo'qolishini oldini oladi. Bu karbamid hujayra membranalarini nisbatan oson kesib o'tadigan karbamidning yuqori konsentratsiyasi tufayli giperosmolallik holatidir.

Davolanmagan diabet kasalligida giperglikemiya ECFga olib keladi, bu ham giperosmolyar, ham gipertonik (normal holatga nisbatan), chunki bunday sharoitlarda glyukoza hujayralarga osonlikcha kira olmaydi. Osmolyar gradient yo'qolguncha suv hujayralardan tashqariga chiqadi.

Ba'zi hollarda bu atamani tushuntirish uchun toniklikning yanada operativ ta'rifi qo'llaniladi: bu tushuntirish noto'g'ri bo'lmasa ham, yuqorida muhokama qilinganidan ko'ra kamroq ko'p qirrali va qat'iydir. Bu qizil hujayralarni turli sinov eritmalariga botirish va natijani kuzatish tajribasiga asoslangan. Agar qizil qon tanachalari shishib, yorilib ketsa, test eritmasi oddiy plazma bilan solishtirganda gipotonik bo'ladi. Agar qizil qon tanachalari kichrayib, qobiqqa aylansa, eritma gipertonik deyiladi.

Agar qizil qon tanachalari bir xil darajada qolsa, sinov eritmasi plazma bilan izotonik deyiladi. Qizil hujayra membranasi - bu mos yozuvlar membranasi. Oddiy sho'rlangan eritrotsitlar (ya'ni 0,9% sho'r) shishmaydi, shuning uchun oddiy sho'r suv izotonik deyiladi. Tuz eritmasi 0,5% dan kam bo'lmaguncha gemoliz sodir bo'lmaydi. Tozalikning bu ta'rifining mohiyati shundaki, u miqdoriy emas, sifatli. Bu shuni anglatadiki, erigan eritmalar samarasiz bo'ladi, chunki bu haqiqiy membranaga qarshi sinov.

Asosiy fiziologiya matni (Ganong 16-nashri, 1993) toniklik uchun ishlatiladigan atama sifatida tavsiflanadi. plazmaga nisbatan eritmaning osmolyarligini tavsiflang (gipotonik, izotonik yoki gipertonik kabi). Bu kamroq aniq ta'rif noto'g'ri, chunki u "ohangdorlik" atamasi to'liq ma'nosini qamrab olmaydi. Ganongning ta'kidlashicha, 5% dekstroz infuzioni dastlab izotonik bo'ladi, lekin glyukoza hujayralar tomonidan qabul qilinib, metabolizmga uchraganda, umumiy ta'sir gipotonik eritmani quyish bo'ladi. Bu, albatta, uning ta'rifi bilan bog'liq muammo. Aniqroq aytganda, 5% dekstroz dastlab plazma bilan izosmolyar bo'ladi (va bu gemolizni oldini oladi). Glyukoza-bu qandli diabetga kirmaydigan eriydigan va hujayralarga osongina kiradigan. Infuzion qilinganida, 5% dekstroz izosmolyar bo'lishiga qaramay, juda gipotonik (hujayra membranasiga ishora qiladi). Suv dastlab hujayralarni tark etmaydi (va gemoliz sodir bo'lmaydi), chunki hujayra membranasida osmolyar gradient yo'q. Eritma gipotonik bo'lib, glyukoza hujayralarga kirganda suv ham shunday bo'ladi. Agar insulin bo'lmasa, glyukozaning bu harakati sodir bo'lmaydi. Bunday holda, eritma infuziondan oldin izosmolyar bo'lib, infuziyadan keyin ham izotonik deb hisoblanishi mumkin.

Ushbu ta'rifning o'ziga xos muammosi shundaki, u farq qilmaydi toniklik dan osmolyarlik Izosmolyar, ammo gipotonik bo'lgan 5% glyukoza misolida, ma'lum bir membranaga nisbatan mavjud bo'lgan eritmalar o'tkazuvchan (va shuning uchun "samarasiz") yoki o'tkazmaydigan (va shuning uchun "samarali") ekanligini tan olmaydi. . Ta'rif haqiqatan ham gipo- va giper-osmolallik atamalari orqali erishish mumkin bo'lgan ko'proq narsani qo'shmaydi. Albatta, haqiqiy plazma osmolalligiga havola, bu ta'rif "qizil hujayralar testi" ta'rifi bilan bir xil bo'ladi, shu bilan birga toniklik hujayra membranasiga ishora qiladi.

E'tibor bering, toniklik bir necha usullar bilan belgilanadi, lekin ularning hammasi bir xil ma'noga ega emas. Bu chalkash. Toniklikka asoslangan "samarali osmolyarlik" ta'rifi eng yaxshisidir.

  • Samarali osmolallik - eng yaxshi ta'rif, chunki u erigan eritmalarni o'z ichiga oladi va miqdoriy hisoblanadi.
  • Qizil hujayra testi - Toniklik membranaga nisbatan aniqlanishi talabini ta'kidlaydigan amaliy sifat ta'rifi.
  • Plazmaning osmolyalligi bilan taqqoslash - O'tkazuvchan eritmalarni hisobga olmaydi, miqdoriy emas.

Bu erda "osmotik bosim" atamasining ma'nosi bilan bog'liq yakuniy nuqta.

U-naychali tajribani yana bir bor ko'rib chiqaylik, lekin faqat suv o'tkazadigan yarim o'tkazuvchan membrananing bir tomonida toza suv va boshqa tomonida noma'lum osmolyalligi bo'lgan sinov eritmasi. Suv sinov eritmasiga o'tadi. Agar suv harakati sodir bo'lgunga qadar sinov eritmasining qo'shimcha miqdori qo'shilsa nima bo'ladi? Membrananing probirkali tomonidagi gidrostatik bosim (masalan, U-trubkaning ikki a'zosidagi suyuqlik balandligidagi farq) suvning membrana bo'ylab sinovdan o'tishi uchun osmotik moyillikni muvozanatlashtiradigan muvozanatli vaziyatga erishiladi. yechim.

Bu muvozanat nuqtasida gidrostatik bosim sinov eritmasidagi osmotik moyillik o'lchovidir: chindan ham osmotik kuchlarni muvozanatlash uchun zarur bo'lgan qarama -qarshi gidrostatik bosim odatda osmotik bosim deb ataladi.

Bu tajribani tana suyuqliklari bilan o'tkazishda amaliy qiyinchiliklar bo'lar edi, chunki sinov eritmasi o'lchanadigan osmotik bosim 7 atmosferadan oshadi va juda uzun oyoqli U-trubkasi kerak bo'ladi! Shu bilan bir qatorda, bosim suyuqlik ustunidan emas, balki pistondan yoki siqilgan gaz manbasidan berilishi mumkin.


KIRISH

Qizil qon hujayralari (eritrotsitlar) membranasini tashish bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar suv va mayda erigan moddalar biologik membranadan qanday o'tishi haqidagi turli gipotezalarga katta hissa qo'shdi. Sidel va Sulaymon (Sidel va Solomon, 1957) osmotik suv o'tkazuvchanligi, Pf, insondagi eritrotsitlar suvning diffuziya o'tkazuvchanligidan kattaroq edi, Pd (Paganelli va Solomon, 1957). A Pf dan kattaroq Pd membranada gözenekler borligini va nisbatni ko'rsatadi Pf:Pd "ekvivalent gözenek nazariyasi" deb nomlangan teshiklarning kengligi o'lchovi sifatida talqin qilingan (Sulaymon, 1968). Teshiklar suv, karbamid kabi kichik elektrolitlar va hatto anionlarni tashish uchun mo'ljallangan deb hisoblangan (Brown va boshqalar, 1975 Poznanskiy va boshqalar, 1976 Sulaymon va boshqalar, 1983). Biz kontseptsiyani qizil qon tanachalarini o'rganish va turli xil turlardan olingan qizil qon tanachalarini dastlabki sifatli o'rganishda shubha ostiga oldik (Brahm va Wieth, 1977 Wieth va Brahm, 1977). Galey va Bram (Galey va Bram, 1985) shuni ko'rsatdiki, ikkalasi uchun to'g'ri tuzatishdan so'ng Pf va Pd Qizil hujayra membranasining lipid fazasi bilan bog'liq holda, ekvivalent gözenek nazariyasiga ko'ra, gözenek membranaga kira olmaydigan inulinni ham o'z ichiga olishi kerak. Finkelshteyn (Finkelstein, 1987) bu nisbatni taklif qildi Pf:Pd Meysi va Fermerning (Macey and Farmer, 1970) "suv kanallari suvni va boshqa juda oz narsani tashiydiganga o'xshaydi" degan fikrini qo'llab-quvvatlash uchun suv molekulalarini joylashtiradigan teshiklarning uzunligini aniqlaydi. Qizil hujayra membranasidagi suv tashish kanali (aquaporin 1, AQP1) o'ziga xos yoki pravoslav suv tashuvchisi ekanligi qabul qilingan. Boshqa hujayralar va hujayra tizimlarida boshqa AQPlar suvga va boshqa eritmalarga umumiy yo'llarni yaratadigan ko'rinadi (qarang: Borgnia va boshqalar, 1999 Verkman va Mitra, 2000 Wu va Beitz, 2007 Litman va boshq., 2009 Oliva va boshqalar, 2010 Zeuthen , 2010).

Yang va Verkman (Yang va Verkman, 1998) suv va karbamid qizil qon tanachalarida umumiy yo'l bo'lishi va bu yo'l karbamidning ko'p tashuvchisi UT-B (sinonimlar: UT3, UT11) degan fikrni qayta ilgari surdilar. Ular UT-B AQP1 kabi RBCdagi suvni tashishda samarali degan xulosaga kelishdi. Sidoux-Valter va boshqalar. (Sidoux-Walter va boshq., 1999) Yang va Verkman (Yang va Verkman, 1998) tomonidan oositlarda ekspresyon tadqiqotlari xulosasini shubha ostiga qo'ydi, chunki ular UT-B fiziologik darajada ifodalanganida suv o'tkazuvchanligining ortishi aniqlanmadi. Tanqid er -xotin nokautli sichqonlarning RBC tadqiqotida (Yang va Verkman, 2002) va Levin va boshq. (Levin va boshqalar, 2007).

Ushbu tadqiqot ikkita maqsadni ko'zlaydi: u turli turlardan qizil qon tanachalarida xlorid, karbamid va suv tashishning umumiy tavsifini kengaytiradi va qizil qon tanachalarida UT-B karbamid va suvga umumiy yo'lni yaratish yoki yo'qligini aniqlash uchun qiyosiy yondashuvdan foydalanadi. Oldingi ishlardan ilhomlanib (Jacobs, 1931 Jacobs va boshqalar, 1950), bu tadqiqot oldingi tadqiqotlar bilan birgalikda (Brahm va Viet, 1977 Brahm, 1977 Brahm, 1982 Brahm, 1983b) xlorid, karbamid va suv o'tkazuvchanligini taqqoslaydi. Jo'jalar, o'rdaklar, semenderlardan olingan eritrotsitlar (Amphiuma degan ma'noni anglatadi), itlar va odamlar. Oldingi va hozirgi natijalar bir xil usullar yordamida olingan va shuning uchun ularni to'g'ridan -to'g'ri solishtirish mumkin. Ushbu tadqiqotning xulosasi shundaki, buzilmagan eritrotsitlardagi UT-B karbamid va suv transportini birlashtiradigan umumiy yo'l sifatida ishlamaydi.


Janubiy Frid fan

Dengiz hayotining o'ziga xos muammolaridan biri tashqi osmotik bosimga qarshi ichki muvozanatni saqlashdir. Hujayra membranalari suv o'tkazuvchan, suv esa past ionli joylardan yuqori ion kontsentratsiyali joylarga oqib o'tadi (bu ‘osmosis ’). Hujayra aql bovar qilmaydigan darajada murakkab bo'lsa-da, osmotik nuqtai nazardan u, asosan, ichida ba'zi ionlari bo'lgan kichik bir qop suvdir. Agar hujayralar atrof-muhitga izosmotik bo'lmasa (ya'ni, ionlarning bir xil konsentratsiyasi bo'lsa), suv hujayra membranasi bo'ylab oqadi. Hujayraning atrof-muhitga nisbatan ionli kontsentratsiyasiga qarab, suv hujayra ichiga yoki tashqarisiga oqib chiqishi mumkin. Qanday bo'lmasin, bu suv oqimi organizmga yomon ta'sir qiladi va bu hujayralarning qichishi yoki yorilishiga olib kelishi mumkin.

Turli xil organizmlar bu muammoni turli yo'llar bilan hal qilishadi.

Xagfish va ko'plab dengiz umurtqasizlari osmokonformatorlar va ion konformerlardir. Ular dengiz suvida mavjud bo'lgan bir xil ionlardan foydalangan holda tana suyuqliklarini dengiz suvi bilan izosmotik holatda ushlab turadilar. Dengiz suvi va ularning tana suyuqliklari o'rtasida osmotik farq bo'lmasa, suv u yoki bu tomonga oqmaydi.

Ko'pchilik teleost baliqlari osmoregulyatorlar va ion regulyatorlardir. Ular o'z tana suyuqliklarini dengiz suvidan osmotik jihatdan farq qiladi va osmos ta'siriga qarshi faol ishlaydi. Baliq tanasi suyuqligida dengiz suviga qaraganda kamroq ionlar bo'lganligi sababli, baliq doimo suv yo'qotadi. Bu bilan kurashish uchun dengiz baliqlari deyarli doimo dengiz suvini ichishadi. Ular faqat tuzni emas, balki suvni xohlagani uchun, ular tuzni olib tashlaydigan maxsus xlorli nasoslarga ega.

Aksincha, akulalar (amfibiyalar va colokantlar bilan bir qatorda) osmokonformatorlar va ion regulyatorlaridir. Ularning tana suyuqliklari dengiz suvi bilan deyarli bir xil ion konsentratsiyasiga ega, ammo ular turli ionlardan foydalanadilar. Akulalar, albatta, rektal bez tomonidan chiqariladigan ozgina tuz oqimi bilan kurashishlari kerak.

Akulalar ishlatadigan ionlardan biri - karbamid. Karbamidni ishlab chiqarish nisbatan oson (aksariyat organizmlar uni qandaydir shaklda ishlab chiqaradilar, ular uni shunchaki chiqarib yuborishadi) va osmotik nuqtai nazardan ion sifatida yaxshi ishlaydi. Asosiy salbiy tomoni shundaki, karbamid ko'plab fermentlarga beqaror ta'sir ko'rsatadi, bu esa boshqa ion: tri-metil amin oksidi (TMAO) dan foydalanishga qarshi. Akula vafot etgandan so'ng, ularning organizmidagi karbamidlar hidli va zaharli ammiakga aylanadi.

Akulalarni ko'pincha "ibtidoiy" organizmlar deb hisoblashadi, ammo ular sho'r suvda yashashning murakkab va samarali usuliga ega. Akulalar ’ osmotik muvozanatni saqlash uchun chiqindilardan foydalanish - bu hayvonlarning yana bir ajablanarli joyi.

Burger, J. va Xess, V. (1960). To'g'ridan-to'g'ri ichak tutqichi fanlaridagi vazifasi, 131 (3401), 670-671 DOI: 10.1126/fan.131.3401.670

Foskett JK va Scheffey C (1982). Xlorid hujayrasi: teleostlarda tuz-sekretor hujayra sifatida aniq identifikatsiya. Ilm (Nyu-York, Nyu-York), 215 (4529), 164-6 PMID: 7053566

SMITH., H. (1936). ELASMOBRANCHII dagi karbamidning ta'rifi va fiziologik roli Biologik sharhlar, 11 (1), 49-82 DOI: 10.1111/j.1469-185X.1936.tb00497.x


Gipertonik echimlar

Gipertonik eritmalar mavjud yuqoriroq plazmadan ko'ra elektrolitlar kontsentratsiyasi. Gipertonik eritma tomir ichiga yuborilganda, suyuqlik elektrolitlarni suyultirish uchun interstitsial va hujayralararo bo'shliqlardan qon oqimiga o'tadi. Gipertonik eritmalarning umumiy misollari D5 0,9% oddiy sho'r suvda va D5 laktatsiyali ringerlarda. Gipertonik eritmalarning kiritilishini juda qattiq nazorat qilish kerak, chunki ular tezda suyuqlikning ortiqcha yuklanishiga olib kelishi mumkin.


Nima uchun karbamid eritmasi eritrotsitlarga nisbatan gipotonikdir? - Biologiya

4 -bob: Tashish osmolalligi va ampisiklik

1. To'liq dissotsiatsiyani nazarda tutsak, quyidagi echimlarning qaysi biri osmolalligi eng katta bo'ladi?

2. To'liq dissotsiatsiyani nazarda tutsak, tarkibida 100 mM NaCl, 100 mM glyukoza va 20 mM CaCl bo'lgan eritmaning osmolalligi.2 bu:

3. Suvni hujayra membranasi orqali tashish:

a. hujayra membranasining fosfolipid qismi orqali tarqalishi

b. ion selektiv kanallar orqali tarqalishi

c. aquaporin teshiklari orqali diffuziya

4. Agar qizil qon tanachasining hujayra membranasi glitserin o'tkazuvchan bo'lsa va eritrotsitlar tarkibidagi osmolalligi 286 miliomol/kg suv bo'lsa, agar eritrotsitlar 286 mM eritmasiga joylashtirilsa nima bo'ladi? glitserin? Hujayralar:

a. qisqarish va stabillashtirilgan hajmda (krenat)

b. bir muddat kichrayib, keyin asl hajmiga qayting

c. kichraymaydi va shishib ketmaydi

d. shishib ketadi va oxir -oqibat yorilib ketadi (gemoliz)

5. Hujayra membranasi glitserinni erkin o'tkazuvchanligini va eritrotsitlar tarkibidagi osmolyarligi 300 mOsmol/L ekanligini hisobga olsak, 300 mM glitserin eritmasi:

a. qizil hujayralarga izotonik va izosmotik

b. izotonik, ammo qizil hujayralar uchun izosmotik emas

c. izosmotik, lekin qizil hujayralarga izotonik emas

d. qizil qon hujayralari uchun na izotonik, na izosmotik

6. Hujayra membranasi amalda NaCl o'tkazmaydigan, ammo karbamidga erkin o'tkazuvchanligini va eritrotsitlar tarkibidagi osmolyalligi 300 mOsmol/kg suv ekanligini hisobga olsak, tarkibida 100 mM NaCl va 100 mM karbamid bo'lgan eritma:

a. qizil qon hujayralari uchun gipotonik va izosmotik

b. qizil hujayralarga izotonik va izosmotik

c. qizil qon hujayralari uchun izosmotik va gipertonik

d. qizil hujayralarga na izotonik, na izosmotik

7. Quyidagilardan qaysi biri eritrotsitlar uchun izotonik bo'lgan eritmaning eng to'g'ri ta'rifidir?

a. hujayra tarkibining molyarligiga teng molyarlikka ega bo'lgan eritma

b. hujayra tarkibining osmolyarligiga teng osmolyarlikka ega bo'lgan eritma

c. eritma, unda eritrotsitlar shishmaydi va kamaymaydi

d. yuqoridagi tavsiflarning hech biri to'g'ri emas

8. Suvni hujayra membranasi orqali tashish:

b. ba'zida oson diffuziya natijasida sodir bo'ladi

c. odatda yuqori eritma kontsentratsiyasiga ega bo'linmadan past eritma kontsentratsiyasiga ega bo'linmaga to'g'ri keladi

d. hujayra ichidagi ozmolyarlikni hujayradan tashqari suyuqlikdan ikki baravar ko'proq saqlaydi


Gipertonik eritmada qizil qon tanachalari nima qiladi?

Qizil qon tanachasi gipertonik eritmaga joylashtirilsa, u hujayradan suv va uning atrofidagi eritma ichiga tortilganda u kichrayadi. Agar bir xil qon hujayrasi gipotonik eritma ichiga joylashtirilsa, qon hujayrasi kattalashadi. Izotonik eritmalardagi qon hujayralari kichraymaydi va shishmaydi.

Har xil tuz konsentratsiyali eritma ichiga joylashtirilganda qon hujayralari kattaligi o'zgarishi sababi osmos jarayonidir. Osmoz tuzning yuqori konsentratsiyali eritmalarini tuzni past bo'lgan joylardan olib chiqishiga olib keladi.

Bu hodisadan bir nechta istisnolar mavjud. Qon hujayralari suvni tortib olishi va bir nechta maxsus holatlarda gipertonik eritma ichiga solinganida portlashi mumkin. Ba'zi kasalliklar qon hujayralarining tuzilishiga ta'sir qiladi. Qolaversa, inson qon hujayralari sovuqqa yaqinlashganda, ular suv tortib, portlashi mumkin.

Osmos - tirik tizimlar uchun muhim hodisa. Berilgan eritmadagi tuz miqdori atrof-muhit orqali tarqalish tendentsiyasini namoyon qiladi, natijada muvozanat paydo bo'ladi. Qon hujayralaridan tashqari, buyraklar osmotik printsiplar yordamida ishlaydi. Buyraklar ortiqcha tuzni olib tashlash va hayvondagi suv miqdorini muvozanatlash uchun hayvonning qonini filtrlaydi.


Qo'shimcha fan bo'yicha darslik yechimlari

Umumiy, organik va biokimyoga kirish

Atrof -muhit fanlari (MindTap kurslari ro'yxati)

Biologiya: dinamik fan (MindTap kurslari ro'yxati)

Biologiya (MindTap kurslari ro'yxati)

Hayot tsikli bo'ylab ovqatlanish (MindTap kurslari ro'yxati)

Oziqlanishni tushunish (MindTap kurslari ro'yxati)

Fizik geografiya asoslari

Kimyo va kimyoviy reaktivlik

Bugungi kimyo: umumiy, organik va biokimyo

Hayot tsikli orqali ovqatlanish

Kardiopulmoner anatomiya va fiziologiya

Ufqlar: Koinotni o'rganish (MindTap kurslari ro'yxati)

Inson irsi: tamoyillar va muammolar (MindTap kurslari ro'yxati)

Inson biologiyasi (MindTap kurslari ro'yxati)

Oziqlanish: tushunchalar va munozaralar - mustaqil kitob (MindTap kurslari ro'yxati)

Fizika faniga kirish

Muhandislik talabalari uchun kimyo

Atrof -muhit fanlari (MindTap kurslari ro'yxati)

Umumiy kimyo - mustaqil kitob (MindTap kurslari roʻyxati)

Muhandislik talabalari uchun kimyo

Kimyo: atomlarga birinchi yondashuv

Biologiya: hayotning birligi va xilma -xilligi (MindTap kurslari ro'yxati)

Kimyo: printsiplar va reaktsiyalar

Kirish kimyo: asos

Organik va biologik kimyo

Olimlar va muhandislar uchun fizika

Kimyo va kimyoviy reaktivlik

Olimlar va muhandislar uchun fizika, texnologiyani yangilash (kirish kodlari kiritilmagan)


Izotonik, gipertonik va gipotonik eritmalar

Ushbu maqolada biz uchta turdagi echimlarni ko'rib chiqamiz: izotonik, gipertonik va gipotonik eritmalar.

Muayyan turlarga kirishdan oldin, biz birinchi navbatda yechim mavjud bo'lgan stsenariyni ko'rib chiqamiz. Masalan, yuqoridagi eritmalar haqida gapiradigan bo'lsak, bular moddadan tashqaridagi eritmalardir. Misol uchun, agar biz hujayrani eritma ichiga joylashtirsak, bu biz barcha turli echimlar uchun misol bo'ladi. Hujayradan tashqaridagi eritma biz izotonik, gipertonik yoki gipotonik haqida gapirganda nazarda tutilgan narsadir. Eritma toza suv bo'lishi mumkin yoki eritma unda erigan eritma bo'lgan suv yoki shunga o'xshash eritma bo'lishi mumkin.

Quyidagi misollar uchun 0,9%NaCL konsentratsiyali hujayradan foydalanamiz. Shunday qilib, uning ichidagi suv kontsentratsiyasi 99,1%ni tashkil qiladi.

Izotonik eritma

Izotonik eritma - bu eritma va eritmaning bir xil miqdori hujayra ichida va tashqarisida mavjud bo'lgan eritma. Eritma va eritmaning foizi hujayraning tashqarisidagi eritmada bo'lgani kabi hujayra ichida ham bir xil bo'ladi. Shuning uchun yuqoridagi raqamlardan foydalanib, 0,9% NaCL li suv eritmasiga joylashtirilgan hujayra muvozanatda bo'ladi. Shunday qilib, hujayra bir xil o'lchamda qoladi. Eritma hujayraga nisbatan izotonikdir.

Gipertonik eritma

Gipertonik eritma - ichiga joylashtirilgan hujayradan ko'proq erigan moddani o'z ichiga olgan eritma. NaCl konsentratsiyasi 0,9% bo'lgan hujayra 10% konsentratsiyali NaCl bo'lgan suv eritmasiga joylashtirilsa, eritma gipertonik deyiladi. Giper ko'proq narsani anglatadi, ya'ni hujayra ichiga solingan eritma hujayra ichidagi eritmadan ko'ra ko'proq erigan moddalarni o'z ichiga oladi. Eritmada ko'proq erigan moddalar bo'lsa, bu uning tarkibida suv kamroq bo'ladi. Hujayra tashqarisidagi eritma 10% NaCl, ya'ni 90% suvdan iborat. Hujayra ichidagi eritma 0,9% NaCl, ya'ni 99,1% suv. Yodingizda bo'lsin, eritma suvning yuqori konsentratsiyasidan pastroq suvga o'tadi. Bu muvozanatga erishish uchun yuqori eritilgan konsentratsiyali joylarni suyultirishdir. Tashqi eritma 90% suv bo'lsa, ichkarida 99,1% suv bo'lganligi sababli, suv eruvchan moddalar kontsentratsiyasining yuqori joylarini suyultirish uchun hujayraning ichidan tashqi eritmaga oqib o'tadi. Shuning uchun hujayra suv yo'qotadi va qisqaradi.

Shunga qaramay, biz hiper va gipo deb aytish uchun eritmaga murojaat qilganimizda, eritmadagi hujayra ichidagi erigan moddaga nisbatan eritmada mavjud bo'lgan erigan moddaning miqdorini nazarda tutamiz. Agar hujayradan tashqaridagi eritmada hujayra ichidagi eritmadan ko'proq erigan bo'lsa, eritma gipertonikdir. Agar hujayra ichidagi eritma hujayradan tashqaridagi eritmadan ko'proq erigan bo'lsa, eritma gipotonik hisoblanadi. Agar hujayradan tashqaridagi eritma hujayra ichidagi eritma bilan bir xil erigan moddani o'z ichiga olsa, eritma izotonikdir.

Gipotonik eritma

Gipotonik eritma - bu ichiga joylashtirilgan hujayradan kamroq eritilgan moddalarni o'z ichiga olgan eritma. Agar NaCl kontsentratsiyasi bo'lgan hujayra distillangan suv eritmasiga joylashtirilsa, u erigan moddalarsiz toza suv bo'lsa, hujayraning tashqi tomonidagi eritma 100% suv va 0% NaCl bo'ladi. Hujayra ichida eritma 99,1% suv va 0,9% NaCLdir. Suv yana yuqori konsentratsiyadan past konsentratsiyaga o'tadi. Shunday qilib, suv distillangan suv eritmasidan hujayraning ichki qismiga o'tadi. Natijada, hujayra shishadi va ehtimol portlashi mumkin. Shunday qilib, erigan hujayrani distillangan suv eritmasiga qo'yish hujayraning shishishi va portlashiga olib keladi.

Bularning barchasini eslab qolishning asosiy usuli shundaki, biz har xil echimlar haqida gapirganda, biz hujayra ichidagi eritma emas, balki tashqi yechim haqida gapiramiz. Then, next, when we talk about isotonic, hypertonic and hypotonic solutions, we can use the prefixes and suffixes to determine which is which. The suffix -tonic is in relation to the amount of solute in the solution. Hyper means more, hypo means below. So a hypertonic solution is a solution which contains more solute than the solution inside of the cell. And a hypotonic solution is a solution which contains less solute than the solution inside of the cell. This is the best way to learn this.


Osmosis in eggplant and potato cells

Materiallar

  • Thin slice of eggplant
  • Two slices of potato pre-cut
  • NaCl (table salt)
  • 2 test tubes
  • 10% NaCl solution
  • 1 piece of weigh paper or plastic

Jarayon

  1. Obtain a thin slice of eggplant. Sprinkle the eggplant with salt. Place on a piece of plastic or weigh paper. Incubate at room temperature for approximately 10 minutes.
  2. Obtain two pieces of peeled potato, approximately 2 cm X 0.25cm. Label two test tubes with a wax marker at the 5 cm point
    Tube 1: Add distilled water to the 5 cm mark
    Tube 2: Add 10% sodium chloride to the 5 cm mark

Add a potato piece to each tube and incubate at room temperature for

15 minutes Pour off the solution and feel each potato piece. Rinse test-tubes thoroughly with water to remove traces of salt and potato starch

Kuzatishlar

Describe how the eggplant slice looks.

In terms of osmosis, why does it appear this way?

Were eggplant cells exposed to a hypertonic or a hypotonic environment (choose 1)

What is the experimental variable in the potato experiment?

Identify 2 controlled variables in the potato experiment

Which potato piece is stiff? Explain why with respect to osmosis.

What happens to human red blood cells when placed in saline, an isotonic solution?

A slug is a garden pest. Why, in terms of osmosis, do some people salt slugs?


Videoni tomosha qiling: Проти болі в урології. Юрах. (Dekabr 2021).