Osmotisk tryk

Af osmotisk tryk svarer til det tryk, der er til stede i opløsningsmidlet på den mere stærkt koncentrerede side af en semipermeabel eller selektiv permeabel membran. Trykket driver strømmen af ​​opløsningsmiddel gennem membranen og dikterer dens retning. Sygdomme, der er relateret til osmotisk tryk, er for eksempel nedsat trykresistens af blodcellerne.

Hvad er osmotisk tryk?

Med udtrykket osmotisk tryk beskriver medicin det fysiologiske tryk, der muliggør osmose. Osmose svarer til den direkte strømning af molekylpartikler gennem semipermeable eller selektivt permeable separerende lag. Dette betyder, at osmose er en vigtig transport af stoffer i den menneskelige krop.

Det osmotiske tryk er hovedkravet for denne masseoverførselsproces. De opløste molekyler i et opløsningsmiddel forårsager det osmotiske tryk på siden af ​​grænsefladen med den højere koncentration. De resulterende trykforhold driver strømningen af ​​opløsningsmidlet gennem den respektive membran. På denne måde bevæger opløsningsmidlet sig fra siden med den nedre partikelkoncentration gennem membranen og strømmer således til siden med den højere koncentration, hvorpå det osmotiske tryk findes. Selve molekylpartiklerne kan ikke passere gennem den semipermeable eller selektivt permeable membran.

Funktion & opgave

Det osmotiske tryk afhænger af koncentrationsforholdene mellem to opløsninger, der er placeret på forskellige sider af en semipermeabel eller selektivt permeabel membran. Selvom der er osmotisk tryk på den lavere koncentrerede side, er trykket altid højere på den mere koncentrerede side af opløsningen.

I den menneskelige krop strømmer vand ind i de enkelte celler fra interstitiet. Denne tilstrømning forekommer fra en side med en lavere koncentration til en side med en højere koncentration. Celler har et vist indre tryk. Dette pres er også kendt som en turgor. Tilstrømningen fortsætter, indtil turgoren inden i cellerne har nået det samme niveau som det osmotiske tryk. Trykket, der findes på indersiden, og det tryk, der virker udvendigt, er derfor ækvivalente i slutningen af ​​indstrømningen.

Det osmotiske tryk kan måles og beregnes. I princippet gælder de samme fysiske love i fortyndede væskeopløsninger som i ideelle gasser. Af denne grund er det osmotiske tryk altid proportionalt med den absolutte temperatur i hvert tilfælde. Derudover er der en proportionalitet mellem den molære koncentration af det bestemte opløste stof og niveauet for det osmotiske tryk. Trykket afhænger primært af antallet af molekylære partikler i det opløste stof.

I en opløsning af en mol stof i 22,4 liter opløsningsmiddel er det osmotiske tryk ved temperaturer på 0 grader Celsius eller 273,15 Kelvin 101,325 kPa. Van 't Hoffs lov indeholder disse forhold. Loven gælder dog kun for fortyndede løsninger under en værdi på 0,1 M.

Analogien til lovgivningen om ideelle gasser er som følger: det osmotiske tryk modvirker tilstrømningen af ​​opløsningsmidler. Af denne grund stopper tilstrømningen af ​​opløsningsmiddel, så snart ligevægten er nået.

Det osmotiske tryk i en opløsning kan bestemmes med osmometre. Trykket måles enten statisk, efter at ligevægten er nået, eller dynamisk. Ved dynamisk måling skal eksternt tryk påføres stigningsmanometeret for at afbryde den osmotiske strømning. Ved at måle trykket kan makromolekylernes gennemsnitlige molekylmasse også bestemmes.

Sygdomme og lidelser

For eksempel kan sygdomme relateret til osmotisk tryk påvirke blodlegemer. De røde blodlegemer har en osmotisk resistens. Denne osmotiske resistens af de røde blodlegemer reduceres ved forskellige sygdomme. Ligesom mange sygdomme er forbundet med en stigning i osmotisk resistens. For at genkende sådanne sygdomme måles den osmotiske erytrocyttesistens. Frem for alt muliggør målingen diagnosen resistensreducerende sygdomme.

Disse sygdomme indbefatter for eksempel sfæroidcelleanæmi. Andre hæmolytiske anemier kan imidlertid også reducere den osmotiske resistens af røde blodlegemer. Hemolytisk anæmi er en gruppe af sygdomme, der er forbundet med anæmi på grund af øget eller for tidlig erytrocytnedbrydning. Medicin kalder dette faktum hæmolyse. Hemolyse er ofte forbundet med underliggende sygdomme. De kan være forårsaget af mekaniske processer eller genetisk disposition. Foruden fysiologisk hæmolyse på grund af erytrocytters alder, kan mekanisk overforbrug såsom hjerteventiludskiftning, termisk skade fra opvarmning og osmotisk skade bestemme forfaldet. I tilfælde af osmotisk skade er hyper- eller hypoosmolære opløsninger den faktiske årsag til forfaldet.

For at måle osmotisk resistens anbringes en patients røde blodlegemer i rør med stigende saltkoncentration. Et af rørene indeholder næsten rent vand. Den ene indeholder en saltkoncentration, der er optimal for røde blodlegemer. Efter 24 timer brast blodcellerne i det rene vand. I rør med en højere saltkoncentration er det kun et par blodceller, der har tendens til at sprænge. Hvis patienten lider af en sygdom med nedsat osmotisk resistens af blodcellerne, sprænger ligene selv i højere saltkoncentrationer og kan ikke modstå det osmotiske tryk.

Den osmotiske modstand kan også øges. En stigning i resistens er uspecifik og kan være resultatet af forskellige sygdomme. Eksempler på sygdomme med forøget osmotisk resistens af de røde blodlegemer er thalassæmi, jernmangelanæmi og seglcelleanæmi. Derudover kan gulsot og leverskade øge modstanden.