Различают три варианта тоничности: один раствор по отношению к другому может быть изотоническим, гипертоническим и гипотоничнеским.
Гипотонический раствор - раствор, имеющий меньшее осмотическое давление по отношению к другому, то есть обладающий меньшей концентрацией вещества, не проникающего через мембрану. При погружении клетки в гипотонический раствор, происходит осмотическое проникновение воды внутрь клетки с развитием её гипергидратации - набухания с последующим цитолизом . Растительные клетки в данной ситуации повреждаются не всегда; при погружении в гипотонический раствор, клетка будет повышать тургорное давление , возобновляя своё нормальное функционирование.
В клетках животных, гипертоническая среда вызывает выход воды из клетки, вызывая клеточное сморщивание (кренацию). В клетках растений, воздействие гипертонических растворов более драматично. Гибкая клеточная мембрана отходит от клеточной стенки , однако остаётся прикреплённой к ней в области плазмодесм . Развивается плазмолиз - клетки приобретают «игольчатый» вид, плазмодесмы практически прекращают функционировать из-за сокращения.
Некоторые организмы обладают специфическими механизмами преодоления гипертоничности окружающей среды. Например, рыбы, живущие в гипертоническом солевом растворе, поддерживают внутриклеточное осмотическое давление, активно выделяя избыток выпитой соли. Этот процесс носит название осморегуляции.
В гипотонической среде, клетки животных набухают вплоть до разрыва (цитолиза). Для удаления избытка воды у пресноводных рыб постоянно происходит процесс мочеиспускания. Растительные клетки хорошо сопротивляются воздействию гипотонических растворов благодаря прочной клеточной стенке, обеспечивающей эффективную осмолярность или осмоляльность .
Некоторые лекарственные препараты для внутримышечного применения предпочтительно вводить в форме слегка гипотонического раствора, что позволяет достичь их лучшей абсорбции тканями.
Wikimedia Foundation . 2010 .
ВВГБТАТНВЦ-АЯ - HEt BHiH С И С ГОД 4 U ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕГПНАН CIH TFMA III й*гл*. 4411^1. Jinn РИ"И рягцхш^чпт* dj ^LbH
∆А – это термодинамически обратимая работа, затраченная на образование поверхности площадью ∆S. Так как работа совершается над системой, то она является отрицательной .
Силовое определение поверхностное натяжение – это сила, действующая на поверхности по касательной к ней и стремящаяся сократить свободную поверность тела до наименьших возможных пределов при данном объёме.
«жидкость – жидкость» зависит от природы соприкасающихся фаз: чем больше разница полярности фаз, тем больше величина поверхностного натяжения на границе их раздела.
Поверхностное натяжение на границе «жидкость – газ» мера гетерогенной системы. При повышении давления увеличивается взаимодействие поверхностных молекул жидкости с молекулами газовой фазы и уменьшается избыток энергии молекул на поверхности, а также уменьшается поверхностное натяжение.
Вода и соль- это уникальные вещества, свойства которых до сих пор еще полностью не исследованы. Многие ученые называют кристаллы соли основными носителями информации в будущем. Сочетание воды и соли значительно усиливает лечебный эффект обоих элементов.
Любой раствор- это однородная смесь двух или нескольких компонентов. В зависимости от концентрации солей существует три типа растворов:
Растворы, в которых концентрация солей такая, как в плазме крови, называются изотоническими. Их осмотическое давление такое же, как давление крови и тканевых жидкостей. К ним относится раствор хлорида натрия (физиологический раствор)- NaCl 0,9%
. В нем клетка сохраняет все жизненно важные функции, такие как дыхание, размножение, обмен веществ.
Физраствор вводят перорально (через рот, внутривенно, внутримышечно, подкожно и в виде клизм).
Применение:
Физраствор для местного применения можно приготовить в домашних условиях. В одном литре кипяченой воды размешивают одну полную чайную ложку поваренной (не морской) соли. Такой раствор применяется для клизм, полосканий, но ни в коем случае не для парентерального применения. Так же им нельзя обрабатывать открытые раны.
Гипотонический раствор- это раствор с меньшей концентрацией соли и меньшим осмотическим давлением , нежели изотонический. Вследствие этого, при контакте такого раствора с тканями организма, вода с изотонического раствора попадает в клетки тканей. Это опасно при введении большого количества жидкости, так как есть большая вероятность разрыва клеток (такое явление называется лизис).
Применение очень ограничено. В основном используются такие растворы для инфильтрационной анестезии. Гипертонический раствор, в отличии от гипотонического, способствует выведению жидкости из организма. Отличается большей концентрацией соли (2-10%) и большим осмотическим давлением. При контакте с клетками провоцирует их обезвоживание и гибель. Это является основной причиной противомикробного действия гипертонического раствора.
Применение достаточно широкое:
Чтобы приготовить гипертонический раствор в домашних условиях, нужно в один литр кипяченой воды добавить три полные столовые ложки соли и вскипятить. Такой раствор долго хранить нельзя. Нежелательно также превышать указанную концентрацию соли, так как это может спровоцировать повреждение капилляров кожи, их разрыв.
Теперь подведем итог. С вышесказанного видно, что и гипертонический, и изотонический растворы применяются для лечения человека. Физраствор в основном используют для парентерального применения
, введения лекарственных средств, насыщения организма жидкостью.
Гипертонический- наоборот, чаще для наружного применения
, как сорбент. Он втягивает на себя патогенные микроорганизмы вместе с жидкостью и гноем, очищает ткани.
Обмен веществ. Понятие.
Обмен веществ (метаболизм) - это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Благодаря этим химическим реакциям питательные вещества, попадающие в наш организм, превращаются в составные части клеток организма, а продукты распада выводятся из него.
Поддержание концентраций растворённых веществ - важное условие жизни. Для правильного протекания реакций метаболизма необходимо, чтобы концентрации растворённых в организме веществ сохранялись постоянными в довольно узких пределах.
Значительные отклонения от нормального состава обычно несовместимы с жизнью. Перед живым организмом стоит задача поддержать надлежащие концентрации растворённых веществ в жидкостях тела, несмотря на то, что потребление этих веществ с пищей может значительно изменяться.
Одним из средств поддержания постоянной концентрации является осмос.
Осмос.
Осмос - это процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону бо?льшей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя).
В нашем случае полупроницаемая мембрана - это стенка клетки. Клетка заполнена внутриклеточной жидкостью. Сами клетки окружены межклеточной жидкостью. Если концентрации какого-либо вещества внутри клетки и вне её окажутся не одинаковыми, то возникнет ток жидкости (растворителя), стремящийся выровнять концентрации. Этот ток жидкости будет оказывать на стенку клетки давление. Это давление называется осмотическим . Причина возникновения осмотического давления - разница концентраций жидкостей, находящихся по разные стороны стенки клетки.
Изотонический, гипотонический и гипертонический растворы.
Растворы, входящие в состав нашего организма, которые отличаются друг от друга осмотическим давлением, можно разделить на следующие:
1. Изотонические растворы - это растворы с одинаковым осмотическим давлением. Клетка наполнена внутриклеточной жидкостью. Вокруг клетки находится межклеточная жидкость. Если осмотические давления этих жидкостей одинаковы, то такие растворы называют изотоническими. В нормально функционирующих животных клетках внутриклеточное содержимое обычно изотонично внеклеточной жидкости.
2. Гипертонические растворы - это растворы, осмотическое давление которых выше осмотического давления клетках и тканях.
3. Гипотонические растворы - это растворы, осмотическое давление которых ниже, чем осмотическое давление в клетках.
Если растворы межклеточной и внутриклеточной жидкостей имеют разное осмотическое давление, то возникнет осмос - процесс, призванный выровнять концентрации.
В случае если межклеточная жидкость гипертонична по отношению к внутриклеточной, то возникнет ток жидкости изнутри клетки вовне. Клетка будет терять жидкость, «съёживаться». При этом концентрация растворённых в ней веществ будет расти.
И наоборот, если межклеточная жидкость гипотонична по отношению к внутриклеточной, то возникнет ток жидкости, направленный вовнутрь клетки. Клетка будет «насасываться» жидкостью, увеличиваться в своём объёме. При этом концентрация растворённых в ней веществ будет уменьшаться.
Пот - это гипотонический раствор.
Наш пот - это гипотонический раствор. Гипотонический по отношении к внутриклеточной и межклеточной жидкостям, крови, лимфе и т.д.
В результате потоотделения наш организм теряет воду. Кровь теряет воду. Она становится густой. Концентрация растворённых в ней веществ повышается. Она превращается в гипертонический раствор. Гипертонический по отношению к межклеточной и внутриклеточной жидкостям. Сразу вслед за этим возникает осмос. Растворённые в межклеточной жидкости вещества дифундируют в кровь. Вещества внутриклеточной жидкости дифундируют во внеклеточную жидкость, а затем снова в кровь. Клетка «съёживается» и концентрация растворённых в ней веществ увеличивается.
Кто всем этим руководит?
Всеми этими процессами руководит мозг. Он получает от терморецепторов сигнал о том, что температура тела поднимается. Если мозг считает, что это увеличение чрезмерно, то он отдаст команду железам внутренней секреции и те увеличат объём потоотделения. В результате испарения пота температура тела снизится.
Дальше рассмотрим ситуацию, если осморецепторы сообщат о потере жидкости и о повышении внутриклеточной концентрации солей. Теперь мозг через нервную систему подскажет нам, что неплохо было бы её пополнить. Возникнет жажда. После её удовлетворения водный баланс и осмотическое давление в клетках восстановятся. Всё придёт в норму.
Похожая схема может быть реализована и по другим причинам. Например, из организма необходимо вывести какие-нибудь вредные для него вещества. Эти вещества могли попасть в него с пищей. А могли появиться в качестве отхода собственного обмена веществ. И теперь их надо удалить из клеток.
Опять будут запущены процессы регулирования, похожие на те, что были описаны выше. Могут измениться участники процесса. Будут задействованы другие рецепторы, другие отделы мозга, другие железы внутренней секреции. Но результат должен быть тот же - должны быть сохранены условия для правильного протекания обменных процессов.
А что, если всем этим никто не руководит?
И такое тоже случается.
В случае нарушений в деятельности нервной системы, эндокринной системы или локальных поражений коры головного мозга (например, гипоталамуса), наш организм перестаёт действовать так слаженно, как это необходимо. Система регуляции даёт сбой.
В этом случае процессы обмена веществ не смогут протекать должным образом. Человек будет страдать какой-нибудь из болезней нарушения обмена.
