แรงดันออสโมซิส

ของ แรงดันออสโมซิส สอดคล้องกับความดันที่มีอยู่ในตัวทำละลายที่ด้านที่มีความเข้มข้นสูงของเมมเบรนที่ซึมผ่านได้หรือเลือกได้ ความดันขับเคลื่อนการไหลของตัวทำละลายผ่านเมมเบรนและกำหนดทิศทาง โรคที่เกี่ยวข้องกับความดันออสโมติก ได้แก่ ความต้านทานต่อความดันของเซลล์เม็ดเลือดลดลง

แรงดันออสโมติกคืออะไร?

ด้วยคำว่าความดันออสโมติกยาอธิบายถึงความดันทางสรีรวิทยาที่ทำให้เกิดการดูดซึม การออสโมซิสสอดคล้องกับการไหลโดยตรงของอนุภาคโมเลกุลผ่านชั้นแยกที่ซึมผ่านได้หรือแบบเลือกได้ ซึ่งหมายความว่าการออสโมซิสเป็นการขนส่งสารที่จำเป็นในร่างกายมนุษย์

ความดันออสโมติกเป็นข้อกำหนดหลักสำหรับกระบวนการถ่ายเทมวลนี้ โมเลกุลที่ละลายในตัวทำละลายทำให้เกิดแรงดันออสโมติกที่ด้านข้างของส่วนต่อประสานที่มีความเข้มข้นสูงกว่า อัตราส่วนความดันที่ได้จะขับเคลื่อนการไหลของตัวทำละลายผ่านเมมเบรนตามลำดับ ด้วยวิธีนี้ตัวทำละลายจะเคลื่อนที่จากด้านที่มีความเข้มข้นของอนุภาคต่ำกว่าผ่านเมมเบรนและไหลไปด้านข้างด้วยความเข้มข้นที่สูงกว่าซึ่งมีความดันออสโมติกอยู่ อนุภาคของโมเลกุลเองไม่สามารถผ่านเมมเบรนที่ซึมผ่านได้หรือแบบคัดเลือกได้

ฟังก์ชันและงาน

ความดันออสโมติกขึ้นอยู่กับอัตราส่วนความเข้มข้นของสารละลายสองชนิดที่อยู่คนละด้านของเมมเบรนที่ซึมผ่านได้หรือคัดเลือกได้ แม้ว่าจะมีความดันออสโมติกที่ด้านที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า แต่ความดันจะสูงกว่าด้านที่มีความเข้มข้นมากกว่าของตัวถูกละลายเสมอ

ในร่างกายมนุษย์น้ำจะไหลเข้าสู่เซลล์แต่ละเซลล์จากคั่นระหว่างหน้า การไหลเข้านี้เกิดขึ้นจากด้านที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าไปยังด้านที่มีความเข้มข้นสูงกว่า เซลล์มีแรงดันภายในที่แน่นอน ความดันนี้เรียกอีกอย่างว่า turgor การไหลเข้ายังคงดำเนินต่อไปจนกว่า turgor ภายในเซลล์จะถึงระดับเดียวกับความดันออสโมติก ความดันที่มีอยู่ภายในและความดันที่กระทำต่อภายนอกจึงมีค่าเท่ากันเมื่อสิ้นสุดการไหลเข้า

สามารถวัดและคำนวณแรงดันออสโมติกได้ โดยหลักการแล้วกฎฟิสิกส์เดียวกันนี้ใช้กับสารละลายของเหลวเจือจางเช่นเดียวกับก๊าซในอุดมคติ ด้วยเหตุนี้ความดันออสโมติกจึงเป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิสัมบูรณ์เสมอ นอกจากนี้ยังมีสัดส่วนระหว่างความเข้มข้นของโมลาร์ของสารที่ละลายโดยเฉพาะและระดับของความดันออสโมติกความดันขึ้นอยู่กับจำนวนอนุภาคโมเลกุลในสารที่ละลายเป็นหลัก

ในสารละลายของสารหนึ่งโมลในตัวทำละลาย 22.4 ลิตรความดันออสโมติกที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสหรือ 273.15 เคลวินเท่ากับ 101.325 kPa กฎหมายของ Van ’t Hoff ระบุความสัมพันธ์เหล่านี้ อย่างไรก็ตามกฎหมายใช้กับสารละลายเจือจางที่มีค่าต่ำกว่า 0.1 ม. เท่านั้น

การเปรียบเทียบกับกฎของก๊าซในอุดมคติมีดังนี้: ความดันออสโมติกจะต่อต้านการไหลเข้าของตัวทำละลาย ด้วยเหตุนี้การไหลเข้าของตัวทำละลายจะหยุดลงทันทีที่ถึงจุดสมดุล

ความดันออสโมติกของสารละลายสามารถกำหนดได้ด้วยออสโมมิเตอร์ ความดันสามารถวัดได้แบบคงที่หลังจากถึงจุดสมดุลแล้วหรือแบบไดนามิก ด้วยการวัดแบบไดนามิกต้องใช้แรงดันภายนอกกับมาโนมิเตอร์ไรเซอร์เพื่อขัดขวางการไหลของออสโมติก มวลโมเลกุลเฉลี่ยของโมเลกุลขนาดใหญ่สามารถกำหนดได้โดยการวัดความดัน

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

ตัวอย่างเช่นโรคที่เกี่ยวข้องกับความดันออสโมติกอาจส่งผลต่อเซลล์เม็ดเลือด เม็ดเลือดแดงมีความต้านทานการออสโมติก ความต้านทานการออสโมติกของเม็ดเลือดแดงนี้จะลดลงในโรคต่างๆ เช่นเดียวกับโรคต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มความต้านทานการดูดซึม ในการรับรู้โรคดังกล่าวจะมีการวัดความต้านทานของเม็ดเลือดแดงออสโมติก เหนือสิ่งอื่นใดการตรวจวัดช่วยให้สามารถวินิจฉัยโรคที่ลดการดื้อยาได้

โรคเหล่านี้ ได้แก่ โรคโลหิตจางชนิดเซลล์ทรงกลม anemias hemolytic อื่น ๆ สามารถลดความต้านทานการออสโมติกของเม็ดเลือดแดงได้ Hemolytic anemia เป็นกลุ่มของโรคที่เกี่ยวข้องกับโรคโลหิตจางเนื่องจากการสลายตัวของเม็ดเลือดแดงที่เพิ่มขึ้นหรือก่อนวัยอันควร การแพทย์เรียกข้อเท็จจริงนี้ว่าภาวะเม็ดเลือดแดงแตก ภาวะเม็ดเลือดแดงแตกมักเกี่ยวข้องกับโรคประจำตัว อาจเกิดจากกระบวนการทางกลหรือการจัดการทางพันธุกรรม นอกเหนือจากการแตกของเม็ดเลือดแดงทางสรีรวิทยาเนื่องจากอายุของเม็ดเลือดแดงแล้วการใช้เครื่องจักรมากเกินไปเช่นการเปลี่ยนลิ้นหัวใจความเสียหายจากความร้อนจากความร้อนและความเสียหายจากออสโมติกสามารถระบุการสลายตัวได้ ในกรณีของความเสียหายจากออสโมติกสารละลายไฮเปอร์หรือไฮโปโซโมลาร์เป็นสาเหตุที่แท้จริงของการสลายตัว

ในการวัดความต้านทานออสโมติกเซลล์เม็ดเลือดแดงของผู้ป่วยจะถูกวางไว้ในท่อที่มีความเข้มข้นของเกลือเพิ่มขึ้น หนึ่งในหลอดบรรจุน้ำเกือบบริสุทธิ์ หนึ่งประกอบด้วยความเข้มข้นของเกลือที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเซลล์เม็ดเลือดแดง หลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมงเซลล์เม็ดเลือดจะหลั่งออกมาในน้ำบริสุทธิ์ ในหลอดที่มีความเข้มข้นของเกลือสูงกว่าเซลล์เม็ดเลือดจะแตกออกมาเพียงเล็กน้อย หากผู้ป่วยทนทุกข์ทรมานจากโรคที่มีความต้านทานการดูดซึมของเซลล์เม็ดเลือดลดลงเม็ดเลือดจะแตกออกแม้ในความเข้มข้นของเกลือที่สูงขึ้นและไม่สามารถต้านทานแรงดันออสโมติกได้

นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความต้านทานการดูดซึม การเพิ่มขึ้นของความต้านทานไม่เฉพาะเจาะจงและอาจเป็นผลมาจากโรคต่างๆ ตัวอย่างของโรคที่มีความต้านทานการดูดซึมของเม็ดเลือดแดงเพิ่มขึ้น ได้แก่ ธาลัสซีเมียโรคโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็กและโรคโลหิตจางชนิดเคียว นอกจากนี้โรคดีซ่านและความเสียหายของตับสามารถเพิ่มความต้านทานได้