Осмос. Осмотичний тиск.

Уявімо собі таку мембрану, яка повністю прозора для розчинника (води), і непрозора для іонів солей. Якщо по різні боки мембрани створити різну концентрацію іонів, то вода почне вільно переходити через мембрану в напрямку тієї частини, де концентрація іонів вище, намагаючись вирівняти концентрацію розчину по обидві сторони мембрани. Це є осмосом, і це термодинамічно обумовлений натуральний процес.

Розподіл рідини між внутрішньо-і позаклітинної середовищами в основному визначається осмотическими силами дрібних молекул розчинених речовин, переважно натрію, хлору та інших електролітів, що діють по різні сторони мембрани. Причина цього розподілу обумовлена властивостями мембран, проникність яких для води висока, а для іонів навіть дуже невеликого діаметру, таких як натрій і хлор, практично дорівнює нулю. Отже, вода швидко проникає через мембрану, а внутрішньоклітинна рідина, тим не менш, залишається ізотонічни по відношенню до позаклітинної.

Осмос - процес дифузії води через напівпроникну мембрану. Він відбувається з області з високою концентрацією води в область з її низькою концентрацією. Розчинення речовини у воді призводить до зниження концентрації води в даному розчині. Отже, чим більше концентрація речовини в розчині, тим нижче в ньому вміст води. Крім того, вода дифундує з області з низькою концентрацією речовини (високим вмістом води) в область з високою концентрацією речовини (низьким вмістом води).

Оскільки проникність мембрани клітин вибіркова (вона відносно низька для більшості розчинених речовин, але висока для води), то при підвищенні концентрації речовини з одного боку мембрани вода проникає в цю область шляхом дифузії. Якщо розчинену речовину, таку як NaCl, додати в позаклітинну рідину, вода буде швидко виходити з клітки до тих пір, поки концентрації молекул води по обидві сторони мембрани не зрівняються. Якщо, навпаки, концентрація NaCl в позаклітинній рідині знизиться, вода з позаклітинної рідини спрямується в клітини. Інтенсивність, з якою вода дифундує в клітку, називають осмотичної силою.

Співвідношення молей і засмолений. Оскільки концентрація води в розчині залежить від кількості в ньому частинок речовини, під терміном "концентрація речовини» (незалежно від його хімічного складу) розуміють загальне число часток речовини в розчині. Це число вимірюють в осмолу. Один осмолу (осм) відповідає одному молю (1 моль, 602 x10) часток розчиненої речовини. Отже, кожен літр розчину, що містить 1 моль глюкози, відповідає концентрації 1 осм /л. Якщо молекула дисоціює на 2 іона, тобто виникають дві частинки (наприклад, NaCl розпадається на іони Na + і Сl-), то одномолярний розчин (1 моль /л) матиме осмолярність 2 осм /л. Аналогічно розчин, що містить 1 моль речовини, яка дисоціює на 3 іона, наприклад сульфат натрію Na2SО4> міститиме 3 осм /л. Тому термін «осмолу» визначають, орієнтуючись не на молярну концентрацію речовини, а на число розчинених частинок.

В цілому осмолу - занадто велика величина, щоб використовувати її в якості одиниці вимірювання осмотичної активності рідких середовищ організму. Зазвичай використовують 1/1000 обсмоли - мілліосмол' (моєму).

Осмоляльність і осмолярність. Осмолял'ностью називають осмоляльну концентрацію речовини в розчині, яка виражається в кількості засмолений на кілограм розчинника. Коли ж мова йде про кількість засмолений в літрі розчину, цю концентрацію називають осмолярністю. Для сильно розведених розчинів, якими є рідкі середовища організму, справедливо використовувати обидва терміни, тому що різниця значень невелика. У багатьох випадках відомості про рідких середовищах організму легше висловлювати в літрах, ніж в кілограмах, тому в більшості розрахунків, що використовуються в клініці, а також у наступних розділах, за основу прийнята не осмоляльність, а осмолярність.

Осмотичний тиск. Осмос молекул води через вибірково проникну мембрану може бути урівноважений силою, яка додається в напрямку, зворотному осмосу. Величину тиску, необхідну для припинення осмосу, називають осмотичним тиском. Таким чином, осмотичний тиск є непрямий характеристикою змісту води і концентрації речовин в розчині. Чим воно вище, тим менше в розчині вміст води і вище концентрація розчиненого речовини.