bullock (5)

Fizjologia błony komórkowej i komórki 5

RYC. 1-3. Jeśli błona półprzepuszczalną oddziela dwa roztwory o różnej osmolalności, to (A) woda przepływa z roztworu o niższym stężeniu osmotycznym do roztworu o wyższym stężeniu osmotycznym. (B) Woda przepływa między roztworami, dopóki istnieje różnica ciśnień (hyd rosła tycznego i osmotycznego). Przepływ prowadzi do zwiększenia wysokości słupa wody w zbiorniku po prawej stronie, a tym samym do zwiększenia ciśnienia hydrostatycznego w tym zbiorniku w porównaniu ze zbiornikiem po lewej stronie. W rezultacie ciśnienie osmotyczne (stężenie) w warunkach równowagi będzie w zbiorniku po prawej stronie nieco niższe niż w warunkach wyjściowych, (C) Przepływ wody można powstrzymać, wywierając ciśnienie na zbiornik zawierający roztwór o wyższym stężeniu. Wielkość ciśnienia, które trzeba zastosować, aby powstrzymać przepływ wody, jest miarą różnicy ciśnienia osmotycznego między obydwoma zbiornikami.

b. Prędkość. Szybkość dyfuzji ułatwionej, w przeciwieństwie do dyfuzji prostej, wzrasta z gradientem stężeń substancji po obu stronach błony, dopóki wszystkie nośniki nie zostaną wykorzystane. Dalszy wzrost gradientu stężeń nie wpływa na szybkość dyfuzji ułatwionej. Zjawisko to nazywa się wysyceniem łub kinetyką Michaelisa-Mentena (ryc. 1-2B).

Osmoza. Jest to bierny przepływ wody przez błonę półprzepuszczalną zgodny z gradientem ciśnienia osmotycznego (ryc. 1-3).

1. Gradient ciśnienia osmotycznego powstaje wówczas, gdy istnieje różnica stężeń substancji w roztworze przedzielonym błoną półprzepuszczalną.

a.    Ciśnienie osmotyczne jest cechą roztworu, co oznacza, że zależy od ilości cząsteczek rozpuszczonych w roztworze, a nie od ich wielkości, ciężaru cząsteczkowego, składu chemicznego czy ładunku. Tak więc to różnica stężeń osmotycznych (AC), a nie różnica ciężaru cząsteczkowego danej substancji odzwierciedla różnicę stężenia cząsteczek. Na przykład stężenie osmotyczne (ciśnienie osmotyczne) roztworu glukozy 1 mmol/ł wynosi 1 mOsm/1, a stężenie osmotyczne roztworu chlorku sodu (NaCł) 1 mmoł/1 wynosi 2 mOsm/1 (NaCl dysocjuje w roztworze wodnym na 2 cząsteczki).

b.    Obliczanie ciśnienia osmotycznego

(1) Wartość ciśnienia osmotycznego można obliczyć z prawa vanT Hoffa:

n = AC • R • T, gdzie:

7i - ciśnienie osmotyczne (mm Hg),

AC - różnica stężenia cząsteczek między roztworami umieszczonymi po obu stronach błony (mOsm/1),

R - stała gazowa (62 mm Hg - 1/mmol • °K),

T - temperatura bezwzględna (°K),