Informacije

Osmoza i hidrostatički pritisak

Osmoza i hidrostatički pritisak


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Zbunjen sam oko uloge hidrostatskog pritiska u poređenju sa osmotskim pritiskom.

P1: Ako imam U-cijev s membranom koja propušta samo molekule vode i jednake količine vode s obje strane, ali samo 1 strana (strana B) ima NaCl, osmotski tlak bi uzrokovao pomicanje vode sa strane A na stranu B , tačno?

P2.Ali tada bi hidrostatički pritisak uzrokovao da se voda vrati na stranu A. Dakle, voda bi se kretala sa strane A na stranu B sve dok efekt uzrokovan hidrostatičkim pritiskom = učinak uzrokovan osmotskim pritiskom?

Q3. Posljednja izjava ne bi bila tačna Da sam rekao da se "voda kreće sve dok hidrostatički pritisak=osmotski pritisak" ne bi?

i na kraju, moj prijatelj je rekao da će se voda kretati sve dok hidrostatički pritisak s obje strane ne bude jednak Q4. Ako se voda kreće sa strane A na stranu B, tada imamo više molekula vode na strani B, kako bi strana A ikada dosegla hidrostatički pritisak na strani B? Da li imam nesporazum u konceptu hidrostatičkog pritiska? U tom kontekstu, razumijem da je to pritisak koji vrše molekuli vode na selektivno propusnu membranu.

Što više guglam hidrostatički pritisak, sve više gubim jer svi izvori objašnjavaju jednadžbe i fiziku, a ovo uzimam samo za uvodni tečaj iz fiziologije.


Osmoza se definira kao protok molekula voda/otapalo kroz polupropusnu membranu iz područja niske do visoke koncentracije otopljene tvari, sve dok se ne uspostavi ravnoteža.

Da bi se suprotstavio osmotski protok, mora se primijeniti određeni pritisak na otopinu kako bi se spriječilo da čisti rastvarač prođe kroz polupropusnu membranu koja razdvaja dvije tečnosti; ovo je poznato kao osmotski pritisak.

Osmotski tlak je tlak potreban za suzbijanje, a ne za održavanje osmoze.

Osmotski tlak se može aproksimirati pomoću sljedeće formule: $Pi = i M R T$ .

U-cijev koja pokazuje osmotski tlak. Na lijevoj strani U-cijevi nalazi se vodeni rastvor, a na desnoj strani je čista voda. Čista voda pokušava razrijediti otopinu putujući kroz polupropusnu membranu. Na kraju, dodatna težina dodatne vode s lijeve strane uzrokuje dovoljan pritisak za zaustavljanje osmoze.

Osmotski pritisak je pritisak koji je potrebno primeniti na rastvor da bi se sprečio unutrašnji tok vode kroz polupropusnu membranu. Osmotski tlak se može objasniti i kao pritisak potreban za poništavanje osmoze. Jedan od načina da se zaustavi osmoza je povećanje hidrostatičkog pritiska na strani otopine membrane; ovo na kraju zbližava molekule otapala, povećavajući njihovu "sklonost ka bijegu". Tendencija bježanja otopine može se povećati sve dok se na kraju ne izjednači sa molekulama u čistom rastvaraču; u ovom trenutku, osmoza će prestati. Osmotski tlak je tlak potreban za postizanje osmotske ravnoteže.

Osmotski pritisak. Osmotski pritisak je pritisak potreban za zaustavljanje osmoze.

Osmotski tlak (II) idealnog rješenja može se aproksimirati Morzeovom jednadžbom:

$ Pi = i M R T $

Ovdje je i van 't Hoffov faktor, M je molarnost otopine, R je plinska konstanta, a T je apsolutna temperatura u Kelvinu. Iz ove jednadžbe možemo vidjeti da će količina otopljene tvari prisutne u otopini izravno utjecati na osmotski tlak u sistemu.

Primjer

Koliki je osmotski pritisak 1,35 M rastvora NaCl na 25 $^circ$C?

Prvo popunite sve potrebne podatke, a zatim riješite:

i = 2 (NaCl se raspada na dvije čestice)

M = 1,35 $ frac {moles} {L} $

R = 0,0821 $ frac {L times atm} {K times mol} $

T = 25 $^ circ $C + 273 = 298 K

$ Pi = 2 puta 1,35 puta 0,0821 puta 298 $

$Pi = 66,1 atm$


Key Takeaways

  • Osmoza je neto kretanje molekula otapala kroz djelomično propusnu membranu u područje veće koncentracije otopljene tvari kako bi se izjednačile koncentracije otopljene tvari na dvije strane.
  • Osmoza je primarno sredstvo kojim se voda transportuje u ćelije i iz njih.
  • Osmoregulacija je mehanizam homeostaze organizma da postigne ravnotežu osmotskog pritiska.
  • Ako je medij hipotoničan, stanice će dobiti vodu kroz osmozu.
  • Ako je medij hipertoničan, ćelije će izgubiti vodu osmozom.

Razlika između hidrostatskog pritiska i osmotskog pritiska

Tlak se definira kao sila po jedinici površine primijenjena u smjeru okomitom na objekt. Hidrostatički pritisak je pritisak koji tačka doživljava unutar fluida. Osmotski tlak je tlak potreban za zaustavljanje prijenosa tekućine polupropusne membrane. Ovi koncepti igraju vitalnu ulogu u područjima kao što su hidrostatika, biologija, nauka o biljkama i mnogim drugim poljima. Od vitalnog je značaja imati jasno razumijevanje ovih koncepata kako biste se istakli u takvim područjima. U ovom članku ćemo raspravljati o tome što su osmotski tlak i hidrostatski tlak, definicije ova dva, sličnosti između hidrostatskog tlaka i osmotskog tlaka i na kraju razlike između osmotskog tlaka i hidrostatskog tlaka.

Šta je hidrostatički pritisak?

Pritisak statičkog fluida jednak je težini stupa fluida iznad tačke merenja pritiska. Zbog toga tlak statičke (neprotočne) tekućine ovisi samo o gustoći fluida, gravitacijskom ubrzanju, atmosferskom tlaku i visini tekućine iznad točke na kojoj se mjeri tlak. Tlak se može definirati i kao sila koju stvaraju sudari čestica. U tom smislu, tlak se može izračunati pomoću molekularno -kinetičke teorije plinova i jednadžbe plina. Izraz "hidro" znači voda, a izraz "statičan" znači nepromjenjiv. To znači da je hidrostatički pritisak pritisak vode koja ne teče. Međutim, ovo se također može primijeniti na bilo koju tekućinu, uključujući plinove. Budući da je hidrostatički pritisak težina stupca fluida iznad izmjerene točke, može se formulirati korištenjem P= hdg, gdje je P hidrostatički tlak, h je visina površine fluida iz mjerene tačke, d je gustoća fluida, a g je gravitacijsko ubrzanje. Ukupni pritisak na izmerenoj tački je unison hidrostatskog pritiska i spoljašnjeg pritiska (tj. atmosferskog pritiska) na površini fluida.

Šta je osmotski pritisak?

Kada su dvije otopine s različitim koncentracijama otopljene tvari podijeljene polupropusnom membranom, otapalo na strani niske koncentracije nastoji se pomaknuti na stranu visoke koncentracije. Zamislite balon napravljen od polupropusne membrane napunjene otopinom visoke koncentracije uronjene u nisko koncentrirano otapalo. Rastvarač će se prenijeti u unutrašnjost membrane. To će uzrokovati porast pritiska unutar membrane. Ovaj povišeni pritisak poznat je kao osmotski pritisak sistema. Ovo je vitalni mehanizam za prijenos vode u unutrašnjost ćelija. Bez ovog mehanizma, čak ni drveće ne može preživjeti. Inverzni osmotski pritisak poznat je kao potencijal vode, što predstavlja sklonost rastvarača da ostane u rastvoru. Što je veći osmotski pritisak, manji će biti potencijal vode.

Koja je razlika između hidrostatskog i osmotskog pritiska?

• Hidrostatički pritisak se primjećuje u bilo kojoj tekućini koja se ne kreće. Osmotski pritisak je prisutan samo u određenim sistemima gdje su otopina i otapalo odvojeni polupropusnom membranom.

• Osmotski pritisak se ne može pojaviti samo s čistom tekućinom. Za osmotski pritisak potrebna su dva različita koncentrovana rastvora. Hidrostatički tlak može se pojaviti samo s jednom tekućinom.


Osmoza i hidrostatički pritisak - Biologija

Otopina se definira kao homogena mješavina otopljene tvari i rastvarača. Otopine općenito imaju drugačija svojstva od otapala i molekula otopljene tvari koji ih čine. Neka posebna svojstva otopina ovise isključivo o količini otopljenih molekula otopljene tvari, bez obzira na to koja je otopina ta svojstva poznata kao koligativna svojstva.

Osmoza se definira kao neto protok ili kretanje rastvarač molekule kroz polupropusnu membranu kroz koju rastvorena molekula ne mogu pass. Ako se otopina koja se sastoji i od otopljene tvari i od molekula otapala stavi na jednu stranu membrane, a čisto otapalo se stavi na drugu stranu, postoji neto protok rastvarača u stranu membrane za otopinu.

Zamislite da se osmoza odvija u uspravnoj U-cijevi. Visina otopine nastavit će se povećavati zbog neto protoka otapala sve dok dodatni pritisak visine ne uzrokuje zaustavljanje protoka otopine. Visinska razlika između dvije strane može se pretvoriti u pritisak kako bi se pronašao osmotski pritisak koji na otopinu vrši čisti otapalo.

U-cijev koja pokazuje osmotski tlakNa lijevoj strani U-cijevi nalazi se vodeni rastvor, a na desnoj strani je čista voda. Čista voda pokušava razrijediti otopinu putujući kroz polupropusnu membranu. Na kraju, dodatna težina dodatne vode s lijeve strane uzrokuje dovoljan pritisak za zaustavljanje osmoze.

Osmotski tlak je pritisak koji treba primijeniti na otopinu kako bi se spriječio unutarnji tok vode kroz polupropusnu membranu. Osmotski tlak se može objasniti i kao pritisak potreban za poništavanje osmoze. Jedan od načina za zaustavljanje osmoze je povećanje hidrostatičkog pritiska na strani otopine membrane, što na kraju stisne molekule otapala bliže jedna drugoj, povećavajući njihovu tendenciju izbjegavanja. ” Sklonost rastvaranja može se povećati sve dok na kraju ne postane jednaka da će molekula u čistom rastvaraču u ovom trenutku prestati osmoza. Osmotski tlak je tlak potreban za postizanje osmotske ravnoteže.

Osmotski pritisakOsmotski tlak je tlak potreban za zaustavljanje osmoze.

Osmotski tlak (II) idealnog rješenja može se aproksimirati Morzeovom jednadžbom:

Ovdje, i je van ‘t Hoffov faktor, M je molarnost rastvora, R je plinska konstanta, i T je apsolutna temperatura u Kelvinima. Iz ove jednadžbe možemo vidjeti da će količina otopljene tvari prisutne u otopini izravno utjecati na osmotski tlak u sistemu.


Tonicity

Tonicity opisuje količinu otopljene tvari u otopini. Mjera toničnosti otopine ili ukupne količine otopljenih tvari otopljenih u određenoj količini otopine naziva se njezina osmolarnost. Tri pojma - hipotonični, izotonični i hipertonični - koriste se za povezivanje osmolarnosti ćelije s osmolarnošću izvanćelijske tečnosti koja sadrži ćelije. Sva tri ova pojma su a poređenje između dva različita rješenja (na primjer, unutar ćelije u poređenju sa izvan ćelije).

U hipotoničan otopine, poput vode iz slavine, izvanstanična tekućina ima manju koncentraciju otopljenih tvari od tekućine unutar ćelije, a voda ulazi u ćeliju. (U živim sistemima referentna tačka je uvijek citoplazma, dakle prefiks hypo– znači da izvanstanična tekućina ima nižu koncentraciju otopljenih tvari ili nižu osmolarnost od ćelijske citoplazme.) To također znači da izvanćelijska tekućina ima veću koncentraciju vode od ćelije. U ovoj situaciji, voda će slijediti gradijent koncentracije i ući u ćeliju. To može uzrokovati pucanje životinjske ćelije ili lyse.

U hipertonična rešenje (prefiks hiper– se odnosi na ekstracelularnu tečnost koja ima veću koncentraciju rastvorenih materija od ćelijske citoplazme), tečnost sadrži manje vode nego ćelija, kao što je morska voda. Budući da stanica ima nižu koncentraciju otopljenih tvari, voda će napustiti ćeliju. U stvari, otopljena supstanca izvlači vodu iz ćelije. Ovo može uzrokovati da se životinjska ćelija skupi, ili crenate.

U an izotoničan rastvor, vanćelijska tečnost ima istu osmolarnost kao i ćelija. Ako koncentracija otopljenih tvari u ćeliji odgovara onoj u ekstracelularnoj tekućini, neće biti neto kretanja vode u ćeliju ili iz nje. Ćelija će zadržati svoj “normalni ” izgled. Krvne ćelije u hipertoničnom, izotoničnom i hipotoničnom rastvoru poprimaju karakterističan izgled (Slika 4).

Upamtite da sva tri ova pojma jesu poređenja između dva rješenja (tj. unutar i izvan ćelije). Rješenje ne može biti hipotonično, to bi bilo kao da kažete da je Bob viši. To nema smisla – morate reći da je Bob viši od Mikea. Možete reći da je rastvor unutar ćelije hipotoničan u odnosu na rastvor izvan ćelije. To također znači da je vanjsko rješenje hipertonično u odnosu na unutrašnje rješenje (baš kao što bi Mike bio niži od Boba).

Slika 4 Osmotski tlak mijenja oblik crvenih krvnih stanica u hipertoničnim, izotoničnim i hipotoničnim otopinama. (zasluge: modifikacija rada Mariane Ruiz Villarreal)

Neki organizmi, poput biljaka, gljiva, bakterija i neki protisti, imaju ćelijski zidovi koji okružuju plazma membranu i sprečavaju lizu ćelija. Plazma membrana se može proširiti samo do granice stanične stjenke, pa se ćelija neće lizirati. Zapravo, citoplazma u biljkama uvijek je blago hipertonična u odnosu na stanično okruženje, a voda će uvijek ući u biljnu ćeliju ako je voda dostupna. Ovaj priliv vode proizvodi turgor pritisak, koji učvršćuje ćelijske zidove biljke (Slika 5). U drvenim biljkama turgor tlak podržava biljku. Ako stanice biljke postanu hipertonične, kao što se događa u suši ili ako biljka nije zalijevana na odgovarajući način, voda će napustiti ćeliju. Biljke u ovom stanju gube turgor pritisak i uvenu.

Slika 5 Pritisak turgora u biljnoj ćeliji zavisi od toničnosti rastvora u kojem je okupana. (zasluge: modifikacija rada Mariane Ruiz Villarreal)


No, prije nego što uđemo u predmet njegovog odnosa sa područjem zdravlja i medicine, ukratko definiramo opće značajke onoga što jest i od čega se sastoji hidrostatički tlak. Hajde da vidimo#8217 ...

Šta je hidrostatički pritisak?

Hidrostatički pritisak se odnosi na pritisak koji vrši bilo koja tečnost u zatvorenom prostoru. Ako se tečnost nalazi u posudi, postojaće određeni pritisak na zid te posude.

Hidrostatički pritisak je pritisak koji nastaje težinom tečnosti na mernoj tački, kada tečnost miruje.

Visina stupca tečnosti, ujednačene gustine, direktno je proporcionalna hidrostatičkom pritisku.

Hidrostatička svojstva tečnosti nisu konstantna, a glavni faktori koji na nju utiču su gustina tečnosti i lokalna gravitacija.

Za određivanje hidrostatičkog pritiska određene tekućine potrebno je poznavati obje veličine.

Hidrostatički pritisak je sila kojom molekuli fluida deluju jedni na druge usled gravitacionog privlačenja Zemlje.

Ova sila nastaje ako je tekućina u pokretu ili je potpuno zaustavljena i tjera fluide naprijed ili prema van kada naiđe na područje najmanjeg otpora u svom polju.

Upravo ta energija tjera vodu iz rupe u papirnoj čaši, plin iz curenja u cijevi i krv iz krvnih žila u okolna tkiva.

Povećanjem nadmorske visine povećava se količina hidrostatičkog pritiska

Tečnost koja teče naniže takođe povećava pritisak, što uzrokuje da voda koja putuje kroz vodopad teče brže od vode koja teče kroz potok dok ne padne.

Temperatura je još jedan faktor koji utječe na pritisak jer se s porastom temperature molekule kreću brže, povećavajući pritisak.

Industrija obično koristi metode ispitivanja hidrostatičkog pritiska kako bi osigurala da tekućine ostanu u zatvorenim okruženjima.

Testovi ne samo da osiguravaju da cijevi i druge vrste kontejnera ne propuštaju, već i potvrđuju da materijali mogu izdržati veći pritisak mogućih promjena okoline.

Nije neuobičajeno da kompanije ispoljavaju unutrašnje sile 150 puta više od uobičajenih, dok kontrolišu promene pritiska instrumentima.

Zamislimo li spremnik u obliku stupa, možemo vidjeti da je pritisak koji gura njegov zid veći u pozadini, koji će biti u gornjem dijelu. To je dijelom povezano sa silom gravitacije.

Kapilare su ekvivalent posude u obliku stupa, rotirane sa strane. Pritisak koji krv vrši na kapilare poznat je kao krvni pritisak.

Sila hidrostatskog pritiska znači da se krv kreće duž kapilare, tekućina kroz pore i u međuprostor.

Ovo kretanje znači da će pritisak koji vrši krv postati manji, krv se kreće duž kapilare, od arterijskog do venskog kraja.

Fluidna ili hidrostatička statika grana je mehanike fluida koja proučava nekomprimirane fluide u mirovanju.

Pokriva proučavanje uslova pod kojima fluidi miruju u stabilnoj ravnoteži u odnosu na dinamiku fluida, proučavanje fluida u pokretu.

Hidrostatika je klasificirana kao dio statičkog fluida, koji se bavi proučavanjem svih fluida, nekompresibilnih ili ne, u stanju mirovanja.

Hidrostatika je fundamentalna za hidrauliku, inženjering opreme za skladištenje, transport i korištenje tekućina.

Takođe je relevantan za geofiziku i astrofiziku (na primjer, za razumijevanje tektonike ploča i anomalija Zemljinog gravitacionog polja), za meteorologiju, za medicinu (u kontekstu krvnog pritiska) i na mnoga druga polja.

Hidrostatika nudi fizička objašnjenja za mnoge fenomene svakodnevnog života, kao što su zašto se atmosferski pritisak mijenja s visinom, zašto drvo i ulje plutaju na vodi i zašto je površina vode uvijek ravna i horizontalna, bez obzira na oblik vašeg spremnika.

Pritisak u tekućinama u mirovanju

Zbog osnovne prirode fluida, tekućina ne može ostati u mirovanju pod utjecajem posmičnog naprezanja. Međutim, tekućine mogu vršiti normalan pritisak na bilo koju dodirnu površinu.

Ako se smatra da je tačka fluida beskonačno mala kocka, onda iz principa ravnoteže slijedi da pritisak na svakoj strani ove jedinice fluida mora biti jednak.

Da nije tako, fluid bi se kretao u pravcu rezultujuće sile.

Dakle, pritisak na fluid koji miruje je izotropan, odnosno djeluje jednakom veličinom u svim smjerovima.

Ova funkcija omogućava fluidima da prenose silu duž cijevi ili cijevi. To jest, sila primijenjena na tekućinu u cjevovodu prenosi se, kroz fluid, na drugi kraj cijevi.

Ovaj princip je prvo, u malo proširenom obliku, formulirao Blaise Pascal, a sada se naziva Paskalov zakon.

U fluidu u mirovanju nestaju sve sile trenja i inercijske sile, a stanje napetosti sistema naziva se hidrostatičko.

Kada se ovaj uvjet od V = 0 primijeni na Navier-Stokesovu jednadžbu, gradijent pritiska postaje funkcija samo sila tijela.

Za barotropnu tečnost u polju konzervativne sile kao polje gravitacione sile, pritisak koji fluid vrši u ravnoteži postaje funkcija sile koja deluje na gravitaciju.

Hidrostatički pritisak u medicini

Krvni sudovi imaju jedinstven način održavanja odgovarajućeg pritiska u cijelom tijelu. Hidrostatički kapilarni arterijski pritisak obično mjeri 35 milimetara žive ili 35 mm Hg. Venski kapilarni tlak obično mjeri 15 mm Hg.

Sila iza srčanih kontrakcija, zajedno s gravitacijom koja povlači krv iz srca, uzrokuje sve veći pritisak.

Porozna priroda venskih kapilara također smanjuje pritisak protočne krvi.

Tečne komponente krvi prirodno teku kroz pore u intersticijsko tkivo zbog ovog pritiska, ostavljajući za sobom lipide, proteine ​​i čestice prevelike da bi pobjegle.

Ovo obično smanjuje venski pritisak. Naprotiv, pritisak koji raste unutar tkiva vrši silu prema kapilarama, što se naziva hidrostatički osmotski pritisak.

Dok osmotski tlak potiskuje tekućine u kapilarne pore, električni naboji krutih tvari unutar posude uzrokuju vezivanje molekula tijekom njihovog protoka u krv.

Ova reakcija se naziva Gibbs-Donnanov efekt.

Osmotski pritisak i Gibbs-Donnan efekat koji rade zajedno, izvlače tečnosti iz intersticijalnog tkiva u plazmu, što je poznato kao koloidni osmotski pritisak.

Kada tijelo opazi abnormalno nisku količinu venskog pritiska, arterije obično kompenziraju suženje.

Kada dođe do oštećenja krvnih sudova, plazma sadrži nedovoljan broj čvrstih materija, ili snižava krvni pritisak, tada nastaje edem ili otok.

Kapilarski hidrostatički pritisak:

Ovaj pritisak izbacuje tečnost iz kapilare (tj. filtracija), i veći je na arteriolarnom kraju kapilare, a niži na venularnom kraju.

Ovisno o organu, pritisak može pasti duž kapilare na 15-30 mmHg (aksijalni ili uzdužni gradijent pritiska).

Aksijalni gradijent pogoduje filtriranju na arteriolarnom kraju i reapsorpciji na venularnom kraju kapilare.

Tkivni pritisak (intersticijski):

Ovaj hidrostatički pritisak je određen zapreminom intersticijalne tečnosti i usklađenošću intersticijuma tkiva, što je definisano kao promena zapremine podeljena sa promenom pritiska.

Što više tekućine prodire u procjep, veći je volumen međuprostornog prostora i hidrostatički tlak unutar tog prostora. U nekim organima intersticijalna usklađenost je niska, što znači da mala povećanja intersticijalnog volumena dovode do velikog povećanja pritiska.

Primjeri ovoga uključuju mozak i bubreg, koji su obloženi krutom kosti (mozak) ili kapsulom (bubreg).

Nasuprot tome, meka tkiva poput kože, mišića i pluća imaju visoku usklađenost i stoga međuprostor može doživjeti veliko proširenje uz relativno mali porast pritiska.

Kako se volumen intersticija povećava, intersticijski tlak raste, što može ograničiti količinu propuštanja u međuprostoru jer se ovaj tlak suprotstavlja kapilarnom hidrostatskom tlaku.

Drugim riječima, kako se gradijent hidrostatičkog pritiska smanjuje zbog povećanja intersticijskog pritiska, filtracija tekućine će biti oslabljena. Međutim, veliko povećanje intersticijskog pritiska u tkivu može dovesti do oštećenja tkiva i smrti ćelija.

Uobičajeno, intersticijski tlak je blizu nule. U nekim tkivima je blago subatmosferska, dok je u drugima blago pozitivna.

Kapilarni kapilarni onkotski pritisak:

Budući da je kapilarna barijera lako propusna za jone, osmotski tlak unutar kapilare uglavnom određuju proteini plazme koji su relativno nepropusni.

Stoga se, umjesto da se govori o “osmotskom ” pritisku, ovaj pritisak naziva “konkotski ” ili “koloidni osmotski ” pritisak jer ga stvaraju koloidi.

Albumin stvara približno 70% onkotskog pritiska. Ovaj pritisak je tipično 25-30 mmHg.

Onkotski pritisak raste u cijeloj kapilari, posebno u kapilarama koje imaju visoku neto filtraciju (na primjer, u bubrežnim glomerularnim kapilarama), jer filtrirajuća tekućina ostavlja proteine ​​koji dovode do povećanja koncentracije proteina.

Uobičajeno, kada se mjeri onkotski tlak, mjeri se kroz polupropusnu membranu koja je propusna za tekućine i elektrolite, ali ne i za velike molekule proteina.

U većini kapilara, međutim, zid (uglavnom endotel) ima konačnu propusnost za proteine.

Stvarna propusnost za protein ovisi o vrsti kapilarnosti, kao i o prirodi proteina (veličini, obliku, naboju).

Zbog ove konačne propusnosti, stvarni onkotski pritisak koji se stvara kroz kapilarnu membranu je manji od onog izračunatog iz koncentracije proteina.

Efekti konačne propusnosti proteina na fiziološki onkotički pritisak mogu se odrediti poznavanjem koeficijenta refleksije (σ) kapilarnog zida.

Ako je kapilara nepropusna za protein, onda je jednaka 1.

Kada je vrijednost σ vrlo niska, onkotički pritisci plazme i tkiva mogu imati zanemariv utjecaj na neto pokretačku snagu.

Rana (međuprostorna):

Onkotski tlak intersticijske tekućine ovisi o koncentraciji intersticijskog proteina i koeficijentu refleksije stijenke kapilara.

Što je kapilarna barijera za proteine ​​propusnija, to je veći intersticijski onkotski pritisak.

Ovaj tlak je također određen količinom filtracije fluida u procjepu. Na primjer, povećana kapilarna filtracija smanjuje koncentraciju intersticijskog proteina i smanjuje onkotski tlak.

Smanjenje intersticijskog onkotičkog pritiska povećava neto onkotski pritisak kroz endotel kapilara, koji se protivi filtriranju i potiče reapsorpciju i služi kao mehanizam za ograničavanje propuštanja kapilara.

U “tipičnom” tkivu, onkotski pritisak tkiva je oko 5 mmHg (odnosno, mnogo niži od onkotičkog pritiska kapilarne plazme).

Koja je razlika između onkotskog i hidrostatičkog pritiska?

Hidrostatički tlak povećava filtraciju istiskivanjem tekućine i otopljene tvari iz kapilara, dok onkotski tlak u kapilari (poznat i kao koloidni osmotski tlak) uvlači tekućinu u kapilare i / ili sprječava hidrostatički tlak.

Hidrostatički pritisak se zasniva na pritisku koji vrši pritisak krvi na zidove kapilara, dok onkotski pritisak postoji zbog proteina, kao što su albumin, globulini i fibrinogen, koji ne napuštaju kapilaru i izvlače vodu.

Iste sile djeluju i na intersticijsku tekućinu.

Arterije transportuju oksigenisanu krv i hranljive materije do metaboličkih tkiva tela. Ova oksigenirana krv putuje kroz kapilarnu mrežu unutar tkiva.

Razmjena tečnosti u krvnim kapilarama naziva se mikrocirkulacija. Hidrostatički i onkotski pritisak su dvije vrste pokretačkih sila koje intervenišu u kretanju tečnosti tokom mikrocirkulacije.

Glavna razlika između hidrostatičkog i onkotičkog tlaka je u tome što je hidrostatički tlak sila koja tjera tekućinu iz krvnih kapilara, dok je onkotski tlak sila koja gura tekućinu u krvne kapilare.

Opću interakciju između hidrostatičkog i onkotskog pritiska opisuje Starlingov princip .


Šta je hidrostatički pritisak

Hidrostatički pritisak je pritisak u bilo kojoj tački tečnosti koja ne teče usled sile gravitacije. Zamislite teglu vode. Pritisak na površini vode je atmosferski pritisak. To je pritisak koji atmosfera vrši na vodu. Ali ako uzmemo u obzir tačku na sredini vode u toj posudi, pritisak u toj tački se razlikuje od pritiska na površini. To je zato što voda iznad te tačke takođe vrši pritisak na tu tačku zbog gravitacije.

Slika 1: Staklenka ili posuda koja prikazuje gustoću (d) vode i dubinu do sredine staklenke

Gornja slika prikazuje teglu vode. Na njemu su označene tri tačke. Pritisak u tački na površini vode je atmosferski pritisak. Ovaj atmosferski pritisak može se dati kao π. Tačka u sredini je na dubini h od površine. Pritisak koji vrši tečnost je dat kao

P je primijenjeni pritisak

h je dubina ili visina tekućeg tijela

d je gustoća tečnosti

Stoga se pritisak na srednju tačku na gornjoj slici može dati kao,

Pritisak na dno tegle je,

Zbog toga je hidrostatički pritisak na različitim tačkama iste tečnosti različit. Ali hidrostatički pritisak u tačkama na istom nivou iste tečnosti je isti.

Slika 2: Tegla vode koja prikazuje tri tačke koje se nalaze na istom nivou.

Na gornjoj slici, "a", "b" i "c" se nalaze na istom nivou. Stoga bi pritisak u svakoj tački bio isti. Ovaj hidrostatički tlak uzrokuje različite brzine protoka vode na različitim točkama iste tekućine. Ova pojava je prikazana na donjem dijagramu.

Slika 3: Različite brzine vode na različitim nivoima.

Na gornjoj slici, A, B i C su rupe koje se nalaze na različitim nivoima u istoj posudi s vodom. Najveća brzina se opaža u točki C. To je zato što se na točku C. primjenjuje veći pritisak. Najmanja brzina se opaža u A budući da se na tu točku primjenjuje samo atmosferski tlak.


Osmosis

Ako su dvije otopine različite koncentracije razdvojene polupropusnom membranom koja je propusna za manje molekule otapala, ali ne i za veće molekule otopljene tvari, tada će otapalo težiti da difundira preko membrane od manje koncentrirane do više koncentrisane otopine. . Ovaj proces se naziva osmoza.

Osmoza je od velike važnosti u biološkim procesima gdje je otapalo voda. Prijenos vode i drugih molekula kroz biološke membrane bitan je za mnoge procese u živim organizmima. O energiji koja pokreće proces obično se govori o osmotskom pritisku.


Metode

Dvoslojni sistem, kao i tipični profil koncentracije (u konvencionalnom režimu) prikazani su na slici 1.

Jednačine prijenosa otopljene tvari i otapala u barijernom sloju čitaju se na ovaj način

gdje c je referentna (virtualna) koncentracija otopljene tvari (referentna (virtualna) otopina definirana je kao takva koja bi mogla biti u termodinamičkoj ravnoteži s danom točkom unutar membrane, vidi ref. 18 za više detalja), ω je propusnost rastvora, σ je koeficijent refleksije otopljene tvari, Js je tok otopljene tvari, Jv je zapreminski tok, je mehanička propusnost, P je hidrostatički pritisak, π je osmotski pritisak (oba u referentnom rastvoru). U ograničavajućem slučaju σ = 1, jednadžbe (6 i 7) svode se na model difuzije rješenja 19.

Ako su konstante materijala neovisne o koordinati ili koncentraciji (Spiegler-Kedemov model 16), jednadžba (7) se može integrirati po debljini barijernog sloja

je hidraulična propusnost barijernog sloja (po običaju zanemarujemo hidraulički otpor porozne podloge).

Pri konstantnim materijalnim konstantama, jednačina (6) se također može integrirati

L je debljina zaštitnog sloja, cd je koncentracija otopljene tvari u otopini za izvlačenje, ci je koncentracija otopljene tvari na granici barijernog sloja/nosača. U podršci

gdje De je efektivni koeficijent difuzije otopljene tvari (uzimajući u obzir konačnu poroznost i zavojitost pora). Jednadžba (12) se također može lako integrirati.

δ je debljina nosača, cf je koncentracija otopljene tvari u razrijeđenijoj (napojnoj) otopini.

Zbog jednodimenzionalnosti fluksa, oba fluksa otopljene tvari, Jsi protok zapremine, Jv, su isti u sloju barijere i nosaču. Dakle, iz jednačine (10) i jednačine (13) dobijamo

Radi jednostavnosti, zanemarujemo vanjsku koncentracijsku polarizaciju (postojanje slojeva otopine bez miješanja blizu površine membrane). U ovom slučaju, koncentracije na strani uvlačenja i napajanja na površini membrane, cd i cf, poznati su. Péclet brojevi Pem i Pes su direktno proporcionalne transmembranskom zapreminskom protoku, koji je dat jednačinom (8).

U slučaju neretardirane osmoze (ΔP = 0), dodatnim pretpostavkama da je rješenje idealno, možemo povezati zapreminski protok trans-membrane s razinom koncentracija preko barijernog sloja.

gdje v je stehiometrijski koeficijent soli. Korištenjem definicija Pécletovih brojeva jednadžbe (11) i jednadžbe (14) nakon nekih identičnih transformacija dobivamo ovu transcendentalnu jednadžbu za bezdimenzionalnu razliku koncentracije preko barijernog sloja,


Pogledajte video: Fizika 1 - Hidrostatski tlak (Februar 2023).