Hiperosmotyczna

Hiperosmotyczna
adj.,
definicja: odnosząca się do lub charakteryzująca się zwiększonym ciśnieniem osmotycznym. Źródło: zmodyfikowane przez Marię Wiktorię Gonzagę

definicja Hiperosmotyczna

słowo hiperosmotyczne pochodzi od dwóch greckich słów: „hyper”, oznaczającego „nadmiar” i „osmos”, oznaczającego „pchnięcie” lub „pchnięcie”. Co oznacza hiperosmotyka? Hyperosmotic opisuje rozwiązanie, które wywiera większy nacisk lub przepycha przez membranę.

aby mieć jasne zrozumienie tej definicji, najpierw musimy zrozumieć, że roztwór przygotowuje się przez zmieszanie dwóch składników, tj. substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika. Na przykład: w wodnym roztworze cukru cukrem jest substancja rozpuszczona, a wodą rozpuszczalnik.

ilość substancji rozpuszczonej w roztworze ostatecznie określa kierunek ruchu rozpuszczalnika w dowolnym układzie. Jest to dobrze ugruntowany fakt, że różnica w stężeniu powoduje rozwój gradientu stężenia, który napędza ruch cząsteczek z wyższego stężenia w kierunku niższego stężenia. Gdy ruch cząsteczki rozpuszczalnika (wody) występuje z powodu gradientu stężenia w półprzepuszczalnej membranie, proces ten jest znany jako osmoza.

tak więc roztwór zawierający większą ilość substancji rozpuszczonej w porównaniu z podobnym roztworem jest znany jako roztwór hiperosmotyczny. Na przykład woda morska jest hiperosmotyczna w porównaniu do wody słodkiej lub kranowej. Tak więc, komórka ze słodkiej wody po umieszczeniu w zlewce zawierającej wodę morską będzie wystawiona na działanie środowiska hiperosmotycznego.

liczba rozpuszczonych cząsteczek na objętość lub masę roztworu jest znana jako osmolarność. Ta osmolarność reguluje ciśnienie osmotyczne wywierane przez roztwór. Jest to szczególnie ważne dla systemu biologicznego, w którym dwa roztwory są oddzielone błoną, która jest zwykle półprzepuszczalna w przyrodzie. Tak więc ruch cząsteczek w systemie biologicznym przez błonę biologiczną może być określony przez osmolarność. Ruch cząsteczek przez błonę biologiczną jest niezbędny do utrzymania homeostazy komórkowej. Dlatego osmolarność odgrywa rolę w utrzymaniu homeostazy komórkowej.

osmolarność ludzkiej surowicy jest ściśle kontrolowana w zakresie 285-295 mOsm/kg. Większość komórek ludzkiego ciała ma podobną osmolarność i mówi się, że są izotoniczne. Ciecz o większej lub mniejszej osmolarności niż ludzka surowica jest klasyfikowana odpowiednio jako hipertoniczna lub hipotoniczna.

różnica w osmolarności powoduje rozwój ciśnienia osmotycznego, co ostatecznie skutkuje wytwarzaniem stresu osmotycznego w systemie biologicznym. Ciśnienie osmotyczne to ciśnienie lub siła przyłożona do cząsteczek rozpuszczalnika, aby zapobiec ich przemieszczaniu się przez membranę.
na tym etapie bardzo ważne jest zrozumienie, że toniczność i osmolarność to dwie różne rzeczy i nie powinny być uważane za synonimy. Roztwór izotoniczny niekoniecznie jest izosmotyczny lub odwrotnie. Podobnie, roztwór hiperosmotyczny niekoniecznie jest roztworem hipertonicznym. Aby to zrozumieć, musimy jasno zrozumieć pojęcie toniczności.

toniczność jest własnością nierozpuszczalnych substancji rozpuszczalnych i jest zawsze zależna od roztworu porównującego. Tak więc, dla komórki ssaków izosmotyczny roztwór sacharozy będzie izotoniczny, ale dla komórki roślinnej izosmotyczny roztwór sacharozy będzie hipotoniczny. Wynika to z faktu, że sacharoza nie może przenikać do komórki ssaków z powodu braku w niej transporterów, podczas gdy sacharoza może przenikać do komórki roślinnej z powodu obecności transporterów. Zatem nieprzepuszczalność sacharozy w komórkach ssaków spowoduje izotoniczność izosmotycznego roztworu sacharozy w komórkach ssaków.

w związku z tym powstaje ważne pytanie. Jak rozwiązanie może być hiperosmotyczne i hipotoniczne?

aby to zrozumieć, ważne jest, aby pamiętać, że toniczność jest określana tylko przez nierozpuszczalne substancje rozpuszczalne. Tak więc, jeśli roztwór ma niższe stężenie nierozpuszczalnych substancji rozpuszczalnych, będzie on określany jako hipotoniczny. Klasycznym przykładem roztworu hipotonicznego jest 5% roztwór dekstrozy nie zawierający substancji nierozpuszczalnych. Gdy komórka zostanie umieszczona w hiperosmotycznym, ale hipotonicznym roztworze, takim jak 10% dekstran, nastąpi ruch wody. Dlatego roztwór może być hiperosmotyczny i hipotoniczny.

w biologii, gdy osmolarność płynu zewnątrzkomórkowego jest większa niż płynu wewnątrzkomórkowego, komórka jest określana jako wystawiona na działanie środowiska hiperosmotycznego i doświadcza stresu hiperosmotycznego.

wyższa osmolarność płynu pozakomórkowego powoduje strumień wody z komórki, co powoduje kurczenie się komórki, a ostatecznie odwodnienie komórki. (Rys. 1).

co się dzieje z komórką w roztworze hiperosmotycznym? Narażenie komórki na działanie roztworu hiperosmotycznego może być dla niej bardzo szkodliwe. Takie komórki będą musiały radzić sobie z wypływem wody, co ostatecznie skutkuje zakłóceniem różnych procesów komórkowych, takich jak zakłócenie syntezy i naprawy DNA, translacja białek i ich degradacja oraz nieprawidłowe działanie mitochondriów. Stan hiperosmotyczny powoduje kurczenie się komórek i splot jądra. Kurczenie się komórek ostatecznie indukuje apoptozę prowadzącą do śmierci komórki.

odwrotnie, gdy osmolarność płynu zewnątrzkomórkowego jest mniejsza niż płynu wewnątrzkomórkowego, mówi się, że komórka jest narażona na działanie środowiska hipoosmotycznego. W takim środowisku nastąpi napływ wody / rozpuszczalnika (ryc. 1).