hiperosmótica

Hyperosmotic Definição

A palavra Hyperosmotic é derivada de duas palavras gregas: ‘hiper’, que significa “o excesso” e “osmos”, que significa “impulso” ou “push”. Então, o que significa hiperosmótico? Hiperosmótica descreve uma solução que exerce maior impulso ou empurra através de uma membrana.

para ter uma compreensão clara desta definição, primeiro precisamos entender que uma solução é preparada misturando dois componentes, ou seja, um soluto e um solvente. Por exemplo: numa solução aquosa de açúcar, o açúcar é o soluto e a água o solvente.

a quantidade de soluto numa solução eventualmente determina a direcção do movimento do solvente em qualquer sistema. É um fato bem estabelecido que a diferença na concentração resulta no desenvolvimento de um gradiente de concentração que impulsiona o movimento das moléculas de uma concentração mais elevada para uma concentração mais baixa. Quando o movimento da molécula solvente (água) ocorre devido a um gradiente de concentração através de uma membrana semi-permeável, então este processo é conhecido como osmose.assim, uma solução contendo uma maior quantidade de soluto em comparação com uma solução similar é conhecida como uma solução hiperosmótica. Por exemplo, a água do mar é hiperosmótica em comparação com água doce ou água da torneira. Assim, uma célula de água doce quando colocada em um copo contendo água do mar será exposta a um ambiente hiperosmótico.

O número de moléculas solúveis por volume ou peso da solução é conhecido como osmolaridade. Esta osmolaridade regula a pressão osmótica exercida por uma solução. Isto é especialmente importante para o sistema biológico em que duas soluções são separadas por uma membrana, que geralmente é semi-permeável na natureza. Assim, o movimento de moléculas em um sistema biológico através de uma membrana biológica pode ser determinado pela osmolaridade. O movimento das moléculas através da membrana biológica é essencial para manter a homeostase celular. Portanto, a osmolaridade desempenha um papel na manutenção da homeostase celular.

a osmolaridade do soro humano é fortemente controlada dentro do intervalo de 285-295 mOsm / kg. A maioria das células do corpo humano tem uma osmolaridade similar e é dito ser isotônica. O fluido com maior ou menor osmolaridade do que o soro humano é classificado como hipertónico ou hipotónico, respectivamente.

a diferença na osmolaridade resulta no desenvolvimento da pressão osmótica, que eventualmente resulta na geração de stress osmótico em um sistema biológico. Pressão osmótica é a pressão ou impulso aplicado às moléculas do solvente para evitar que elas se movam através da membrana.nesta fase, é muito importante entender que a tonicidade e a osmolaridade são duas coisas diferentes e não devem ser considerados sinônimos. Uma solução isotônica não é necessariamente isosmótica ou vice-versa. Similarmente, uma solução hiperosmótica não é necessariamente uma solução hipertônica. Para entender isso, precisamos entender claramente o conceito de tonicidade.

tonicidade é a propriedade apenas dos solutos não penetrantes e é sempre dependente da solução de comparação. Assim, para uma célula mamífera, uma solução isosmótica de sacarose será isotônica, mas para uma célula vegetal, uma solução isosmótica de sacarose seria hipotônica. Isto porque a sacarose não pode permear numa célula de mamíferos devido à falta de transportadores nela, enquanto a sacarose pode permear numa célula vegetal devido à presença de transportadores. Assim, a não permeabilidade da sacarose na célula mamífera resultará na isotonicidade da solução isosmótica de sacarose nas células mamíferas.nesta perspectiva, surge uma questão importante. Como pode uma solução ser hiperosmótica e hipotónica? para compreender isto, é importante ter em mente que a tonicidade é determinada apenas pelos solutos não penetrantes. Então, se uma solução tem uma menor concentração de solutos não penetrantes, ela seria referida como hipotônica. Um exemplo clássico de uma solução hipotónica é uma solução de dextrose a 5% sem solutos não penetrantes. Quando uma célula é colocada em uma solução hiperosmótica mas hipotônica como 10% de dextrano, o movimento da água ocorrerá. Portanto, uma solução pode ser hiperosmótica e hipotônica.

em biologia, quando a osmolaridade do fluido extracelular é maior do que o fluido intracelular, então a célula é referida como exposta a um ambiente hiperosmótico e irá experimentar estresse hiperosmótico.

uma maior osmolaridade do fluido extracelular resulta no fluxo de água para fora da célula, o que resulta na diminuição da célula e, eventualmente, desidratação da célula. (Figura 1).então, o que acontece a uma célula numa solução hiperosmótica? A exposição de uma célula a uma solução hiperosmótica pode ser altamente prejudicial para ela. Essas células terão de lidar com o efluxo de água, o que, eventualmente, resulta na interrupção de vários processos celulares, tais como a interrupção da síntese e reparação do ADN, a tradução de proteínas e a sua degradação, e o mau funcionamento das mitocôndrias. A condição hiperosmótica resulta em encolhimento celular e convolução do núcleo. O encolhimento celular eventualmente induz apoptose levando à morte celular.inversamente, quando a osmolaridade do fluido extracelular é menor que o fluido intracelular, diz-se que a célula está exposta a um ambiente hipoosmótico. Neste tipo de ambiente, ocorrerá um influxo de água /solvente (Figura 1).

Importância Fisiológica da Hyperosmotic Propriedade

O corpo humano é altamente adaptável a tais mudanças e, para isso, as células passam osmo-respostas adaptativas em que as células tentam adaptar-se a tais alterações ambientais e restaurar a homeostase. No entanto, a falha em restaurar esta homeostase muitas vezes resulta em uma doença ou condição inflamatória no corpo.

O desequilíbrio na osmolaridade pode ser prejudicial para as células e processos biológicos e pode resultar em um estado de doença. Esta homeostase da osmolaridade no corpo humano é controlada firmemente através do rim, juntamente com a hormona antidiurética, arginina vasopressina (AVP) libertada da pituitária posterior. Um aumento da osmolaridade plasmática induz a libertação de AVP da glândula pituitária. A AVP, então, atua sobre o rim e aumenta a permeabilidade da membrana do túbulo distal, a fim de aumentar a reabsorção tubular de água do rim. O rim regula a proporção do soluto, bem como a água na urina.dependendo da condição do fluido corporal, a produção de urina pode ter baixa osmolaridade (50 mOsm/L) ou alta osmolaridade (1200-1400 mOsm/L). A baixa osmolaridade ocorre quando o corpo tem um excesso de água e fluido extracelular tem baixa osmolaridade. Nesta condição a urina é hipoosmótica. Pelo contrário, quando o corpo tem uma deficiência de água e fluido extracelular tem alta osmolaridade, a formação de urina hiperosmótica ocorre. Fluidos corporais com maior osmolaridade sinalizam a pituitária para liberar o AVP, o que aumenta a reabsorção tubular de água a partir do rim. Como resultado, devido à reabsorção de água, a quantidade de água é reduzida a partir da saída de urina resultando na formação de urina altamente concentrada ou urina hiperosmótica.verificou-se também que a alteração da osmolaridade está associada à indução de processos inflamatórios no organismo. Verificou-se que a osmolaridade do fluido extracelular elevado está associada a doenças como a hipernatremia, acidente vascular cerebral, diabetes, queimaduras nos tecidos, desidratação, asma, fibrose cística e uremia. Citocinas pró-inflamatórias como TNF, IL1ß, IL6, IL8 e IL18 foram encontradas relacionadas com patologias relacionadas ao estresse hiperosmótico.

Aplicações Terapêuticas da Hyperosmotics

Hyperosmotic agentes são utilizados para o tratamento de Glaucoma. Glaucoma é uma doença ocular ou oftálmica em que há um aumento na pressão intra-ocular (foi). Um aumento na PIO é uma condição altamente dolorosa para o paciente, juntamente com a má visualização. Os agentes hiperosmóticos diminuem a PIO gerando um gradiente osmótico entre o sangue e os compartimentos do fluido intra-ocular, o que resulta no fluxo de fluido oftálmico para o sangue. Esta abordagem terapêutica é preferível quando o glaucoma não corresponde aos inibidores da anidrase carbónica administrados topicamente ou mesmo sistemicamente. Contudo, os agentes hiperosmóticos têm uma curta duração de eficácia e também induzem efeitos secundários sistémicos.no glaucoma, a Pio está elevada devido ao fluido vítreo no olho. Na administração de agentes hiperosmóticos, a osmolalidade do fluido intravascular aumenta (hiperosmolaridade). No entanto, a barreira oftálmica não permite a permeação destes agentes no humor vítreo. Isto resulta na geração do gradiente osmótico. Isto, por sua vez, resulta no fluido de efluxo vítreo para o fluido vascular. Consequentemente, a quantidade reduzida de humor vítreo reduz a PIO no paciente.foi notificada uma redução de quase 3-4% na pio na administração dos agentes hiperosmóticos em doentes com glaucoma. A eficácia destes agentes depende de vários factores como o peso molecular, dose, concentração, velocidade de administração, modo de administração, taxa de excreção, distribuição e penetração oftálmica.alguns dos exemplos do hiperosmótico utilizado na terapêutica com glaucoma são glicerina, ureia, isossorbida, manitol, etc. Estes agentes podem ser administrados por via Topica, parentérica e oral. No entanto, a administração sistémica (parentérica) ou oral destes fármacos pode resultar em certos efeitos secundários (Quadro 1).

Tabela 1: Comumente usado hyperosmotic agentes para o tratamento de doença ocular, Glaucoma, e a sua dose e efeitos colaterais potenciais

Hyperosmotic agentes também são usados para melhorar a visualização em pacientes com edema corneal em que, hyperosmotic agentes de causa transitória desidratação para aliviar a edematosa condição de córnea. Além do edema da córnea, agentes hiperosmóticos também são usados no gerenciamento de edema cerebral. Agentes hiperosmóticos também podem ser potencialmente utilizados no tratamento da hemorragia hipovolêmica, como um expansor de volume plasmático. Uma mistura de 7, 5% NaCl (cloreto de sódio) e 6% de dextrano-70, foi notificada como sendo um expansor plasmático eficaz. Esta composição de agentes hiperosmóticos (NaCl e dextrano) também tem sido relatada para reduzir significativamente a mortalidade devido a hipotensão traumática e lesão na cabeça. O tratamento com o agente hiperosmótico tem sido relatado para induzir efeitos cardiovasculares rápidos, que incluem elevação dos parâmetros cardíacos, como pressão arterial, saída cardíaca, volume de plasma, contração cardíaca, pressão sistémica circulatória média, e fornecimento de oxigênio e seu consumo.

Hyperosmotic Estresse em Plantas

Não só os animais são suscetíveis a perturbações fisiológicas devido a hyperosmotic o stress, mas também as plantas. O estresse hiperosmótico nas plantas é muitas vezes causado por condições hiperosmóticas (quando a osmolaridade externa é maior que o interior da célula). As causas comuns são a alta concentração de sal no solo ou quando há seca. Quando isso acontece, as plantas contraem o efluxo de água e a eventual diminuição do volume celular por uma mudança na expressão genética, produção de osmolitos intracelulares, e endocitose ativa, bem como sequestro de íons através do transporte vacuolar. Caso contrário, a célula da planta pode morrer devido à perda da pressão turgor e do colapso da membrana plasmática quando a perturbação extrema não é fixada logo.