Информация

Почему раствор мочевины гипотоничен по сравнению с эритроцитами?

Почему раствор мочевины гипотоничен по сравнению с эритроцитами?


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.

Если я помещаю эритроциты в 0,5M мочевину, мы видим гемолиз.

В моем учебнике говорится, что «раствор является гипотоническим. Мочевина попадает в эритроциты вниз по градиенту концентрации. Вода следует за движением мочевины путем осмоса. Этот приток воды вызывает лизис».

Меня это очень смущает по ряду причин.

  1. Я думал, что тоничность применяется только к непроникающим растворенным веществам (т.е. раствор является гипертоническим по сравнению с клеткой, если раствор имеет большую концентрацию непроникающих растворенных веществ, чем внутриклеточная жидкость). Если мочевина может проникать через мембрану, то почему раствор гипотонический? Как проникающее растворенное вещество не учитывается ли он в тонизме?
  2. Если мочевина является проникающим растворенным веществом, тогда она просто не придет в равновесие через клеточную мембрану, и, следовательно, не будет чистого осмоса, поскольку концентрация внутри клетки будет такой же, как и вне клетки.

Я чувствую, что у меня здесь концептуальная ошибка, но чем больше я гуглию, тем больше запутываюсь.


Я думаю, у вас есть концептуальное понимание, но я предполагаю, что учебник не совсем правильно представляет ситуацию. Судя по формулировке утверждения, я могу представить, что они описывают одну из двух ситуаций:

  1. Представьте, что клетка опускается в раствор 0,5 М мочевины без каких-либо других растворенных веществ. Мочевина будет диффундировать через мембраны эритроцитов за счет облегчения диффузии. Это не сильно повлияет на эту ситуацию. Таким образом, эритроциты содержат белки и другие растворенные вещества, которые заставляют воду поступать в клетку и клетки лизируются. Я не думаю, что это то, что имеет в виду учебник.

  2. А теперь представьте ситуацию, в которой вы точно рассчитали водный потенциал эритроцита. Вы смешали изотонический раствор мочевины и некоторые непроникающие растворенные вещества. Этот раствор поначалу совершенно изотоничен, но по мере того, как мочевина диффундирует в клетку, она изменяет водный потенциал клетки и внешнего раствора, что приводит к осмосу. Думаю, именно эту ситуацию пытается описать учебник.

Теперь представьте себе третью ситуацию, в которой эритроциты находятся в равновесии с раствором. Если вы просто добавите в раствор мочевину, это не повлияет на осмолярность в долгосрочной перспективе по описанной вами причине.


2.3 Осмоляльность и тоничность

Сначала необходимы некоторые определения, которые помогут нам в обсуждении жидкостей и электролитов.

  • Крот - Моль - это количество вещества, которое содержит количество молекул, равное числу Авогадро. Масса в граммах одного моля вещества равна количеству атомных единиц массы в одной молекуле этого вещества (т. Е. Молекулярная масса вещества, выраженная в граммах). Моль (символ: моль) - это основная единица измерения количества вещества в системе СИ.
  • Число Авогадро - это количество молекул в одном моль вещества (т.е. 6,022 x 10 23)
  • Моляльность раствора - это количество молей растворенного вещества на килограмм растворителя.
  • Молярность раствора - это количество молей растворенного вещества на литр раствора.
  • Осмоле - Это количество вещества, которое образует в идеальном растворе такое количество частиц (число Авогадро), которое снижает температуру замерзания растворителя на 1,86 К.
  • Осмоляльность раствора - это количество осмолей растворенного вещества на килограмм растворителя.
  • Осмолярность раствора - это количество осмолей растворенного вещества на литр раствора.

Осмоляльность - это мера количества частиц, присутствующих в растворе, и она не зависит от размера или веса частиц. Его можно измерить только с помощью свойства раствора, которое зависит исключительно от концентрации частиц. Эти свойства вместе именуются коллигативные свойства.

  • понижение давления пара
  • депрессия точки замерзания
  • повышение точки кипения
  • осмотическое давление

Осмотическое давление - это гидростатическое (или гидравлическое) давление, необходимое для противодействия движению воды через полупроницаемую мембрану в ответ на «осмотический градиент» (т. Е. Различные концентрации частиц на двух сторонах мембраны).

Осмоляльность сыворотки можно измерить с помощью осмометра или рассчитать как сумму концентраций растворенных веществ, присутствующих в растворе. Значение, измеренное в лаборатории, обычно называют осмоляльность. Значение, рассчитанное на основе концентраций растворенных веществ, сообщается лабораторией как осмолярность. Осмолярный зазор - это разница между этими двумя значениями. Эти два значения обычно не совпадают в точности для разных: существует ряд формул, которые можно использовать, и все они дают несколько разные результаты; в формулах обычно используются концентрации только 3 растворенных веществ (Na, глюкоза, мочевина) в расчетах, поэтому вклад ненормальных незаряженных веществ с малой молекулярной массой будет пропущен, поэтому расчетное значение будет низким. Использование осмометров, использующих метод давления пара, ненадежно в присутствии летучих химикатов.

Тоничность - это термин, часто используемый в медицинском контексте. Это также термин, который часто неправильно понимают, поскольку он определяется как минимум тремя различными способами. Наиболее строгое и полезное определение:

Тоничность - это эффективная осмоляльность и равен сумме концентраций растворенных веществ, которые обладают способностью оказывать осмотическую силу через мембрану.

Ключевые части эффективный а также способность проявлять. Подразумевается, что тоничность меньше осмоляльности. Насколько меньше? Его значение меньше осмоляльности на общую концентрацию содержащихся в нем «неэффективных» растворенных веществ. Почему одни растворенные вещества «эффективны», а другие - «неэффективны»?

Рассмотрим этот эксперимент: Представьте себе стеклянную U-образную трубку, содержащую два раствора хлорида натрия, которые отделены друг от друга полупроницаемой мембраной в средней нижней части U-образной трубки (см. Рисунок ниже). Мембрана проницаема только для воды, а не для присутствующих растворенных веществ (Na + и Cl -). Если общая концентрация частиц (осмоляльность) Na + и Cl - на одной стороне мембраны будет выше, чем на другой стороне, вода будет перемещаться через мембрану со стороны более низкой концентрации растворенного вещества (или, альтернативно, более высокой концентрации H2O) в сторона более высокой концентрации растворенного вещества. Вода (растворитель) движется вниз по градиенту концентрации.

Если в начале эксперимента уровни воды в двух концах U-образной трубки были разными, тогда:

  • Какой была бы ситуация равновесия в отношении концентрации частиц (т.е. растворенного вещества) на двух сторонах мембраны?
  • Какая будет разница (если есть) в высоте уровней воды с двух сторон мембраны?
  • Достигнуто ли состояние равновесия, когда концентрация частиц (т. Е. Осмоляльность) одинакова на двух сторонах мембраны?

Ответ на последний вопрос - нет, поскольку при этом не учитывается вероятная разница в высоте водяных столбов в двух конечностях. Этот перепад высот представляет собой гидростатический (или гидравлический) перепад давления, и он обеспечивает дополнительную силу, которую необходимо учитывать при уравновешивании сил, необходимых для достижения равновесия. (Равновесие присутствует, когда нет чистого движения воды через мембрану.)

Равновесие наступит, когда это чистое гидростатическое давление уравновешивается остающейся разницей осмоляльности между двумя растворами. Эта разница осмоляльности приводит к появлению осмотической силы, которая стремится перемещать воду в направлении, противоположном градиенту гидростатического давления. Равновесие - это когда эти противоположные силы равны.

Теперь рассмотрим, что произошло бы в вышеупомянутой ситуации, если бы мембрану заменили на мембрану, которая была бы свободно проницаемой как для воды, так и для присутствующих ионов (натрия и хлорида). Теперь ни одна из присутствующих частиц не обладает способностью передавать осмотическую силу через мембрану. В состоянии равновесия нет разницы в уровнях жидкости в двух концах U-образной трубки, потому что присутствующие частицы будут перемещаться через мембрану до тех пор, пока градиенты концентрации Na + или Cl - не исчезнут. Осмоляльность теперь одинакова с обеих сторон мембраны. В состоянии равновесия также не будет гидростатического градиента.

Вывод состоит в том, что если мембрана позволяет определенным растворенным веществам свободно проходить через нее, то эти растворенные вещества полностью `` неэффективны '' при оказании осмотической силы через эту мембрану, и это должно быть `` скорректировано '' при рассмотрении концентраций частиц на мембране. Тоничность равна осмоляльности за вычетом концентрации этих неэффективных растворенных веществ и обеспечивает правильную ценность для использования.

Осмоляльность - это свойство конкретного раствора, которое не зависит от какой-либо мембраны.

Тоничность - это свойство раствора применительно к определенной мембране.

Строго неправильно утверждать, что та или иная жидкость изотонична плазме - следует сказать, что конкретная жидкость изотонична плазме по отношению к клеточной мембране (т.е. мембрана должна быть указана). По соглашению, эта спецификация не является Это необходимо на практике, поскольку подразумевается, что клеточная мембрана является эталонной мембраной.

С точки зрения клетки, важен чистый осмолярный градиент через клеточную мембрану в любой момент. Тоничность (а не осмоляльность) важна для прогнозирования общего конечного результата (состояния равновесия) изменения осмоляльности, поскольку она учитывает те растворенные вещества, которые будут проходить через мембрану. Все клетки в организме (за некоторыми исключениями, например, клетки гипертонического мозгового вещества почек) находятся в осмотическом равновесии друг с другом. Движение воды через клеточные мембраны происходит легко и быстро и продолжается до тех пор, пока внутриклеточный и внеклеточный тоничность не станет идентичным. Если вода может пройти через мембрану быстрее, чем неэффективное растворенное вещество может пройти, тогда эффект резкого изменения внеклеточной осмоляльности может первоначально и временно отличаться от эффекта, предсказанного только на основании острого изменения тоничности.

Если пациенту вводить гиперосмолярный раствор, это может вызвать выход воды из клетки. Однако, если бы растворенное вещество, ответственное за гиперосмоляльность, также могло пересекать клеточные мембраны, оно проникало бы в клетку, увеличивая внутриклеточную осмоляльность и предотвращая эту потерю внутриклеточной жидкости. Это ситуация с гиперосмоляльностью из-за высоких концентраций мочевины, поскольку мочевина относительно легко проникает через клеточные мембраны.

Гипергликемия у нелеченных диабетиков приводит к ЭКФ, которая является как гиперосмолярной, так и гипертонической (по сравнению с нормальной ситуацией), поскольку глюкоза не может легко проникнуть в клетки в этих обстоятельствах. Вода выходит из клеток до тех пор, пока не исчезнет осмолярный градиент.

В некоторых ситуациях для объяснения этого термина используется более оперативное определение тоничности: хотя и не неверно, это объяснение менее универсально и строго, чем рассмотренное выше. Это основано на эксперименте по погружению эритроцитов в различные тестовые растворы и наблюдению за результатом. Если эритроциты набухают и разрываются, тестовый раствор считается гипотоническим по сравнению с нормальной плазмой. Если эритроциты сжимаются и становятся зубчатыми, раствор считается гипертоническим.

Если эритроциты остаются того же размера, тестовый раствор считается изотоническим плазме. Мембрана эритроцитов - это эталонная мембрана. Эритроциты, помещенные в физиологический раствор (т.е. 0,9% физиологический раствор), не набухают, поэтому нормальный физиологический раствор считается изотоническим. Гемолиз не происходит, пока физиологический раствор не станет менее 0,5%. Суть этого определения тоничности в том, что оно качественное, а не количественное. Это означает, что проницаемые растворенные вещества будут неэффективными, потому что это, по сути, испытание на реальной мембране.

Основной текст по физиологии (Ganong, 16-е изд., 1993) определяет тоничность как термин, используемый для описать осмоляльность раствора относительно плазмы (как гипотонический, изотонический или гипертонический). Это менее строгое определение неверно, поскольку оно не охватывает полного смысла, в котором используется термин «тоничность». Ганонг утверждает, что инфузия 5% декстрозы изначально изотонична, но когда глюкоза поглощается и метаболизируется клетками, общий эффект заключается в инфузии гипотонического раствора. Это действительно проблема с его определением. Точнее, можно было бы сказать, что 5% -ная декстроза изначально изосмолярна плазме (и это позволяет избежать гемолиза). Глюкоза является проницаемым растворенным веществом у людей, не страдающих диабетом, и может легко проникать в клетки. При введении 5% -ная декстроза очень гипотонична (по отношению к клеточной мембране), несмотря на то, что она изосмолярна. Изначально вода не покидает клетки (и гемолиза не происходит), потому что нет осмолярного градиента через клеточную мембрану. Однако раствор является гипотоническим, и когда глюкоза попадает в клетки, вода тоже. Если инсулина нет, этого движения глюкозы не происходит. В этом последнем случае раствор является изосмолярным до инфузии и может считаться изотоническим также после инфузии.

Особая проблема с этим определением заключается в том, что оно не различает тонус из осмоляльность поскольку он не определяет, являются ли доступные растворенные вещества проницающими (и, следовательно, `` неэффективными '') или непроницаемыми (и, следовательно, `` эффективными '') по отношению к конкретной мембране, как в примере 5% глюкозы, которая является изосмолярной, но гипотонической. . Это определение действительно не добавляет гораздо большего, чем можно было бы достичь с помощью терминов гипо- и гиперосмоляльность. Конечно, ссылка на фактическую осмоляльность плазмы означает, что это определение фактически совпадает с определением «теста на эритроциты», но при этом скрывает тот факт, что тоничность относится к клеточной мембране.

Обратите внимание, что тоничность определяется несколькими способами, которые не все имеют одно и то же значение. Это смущает. Лучше всего подходит определение, основанное на тоничности как `` эффективная осмоляльность ''.

  • Эффективная осмоляльность - лучшее определение, поскольку оно учитывает проницаемые растворенные вещества и является количественным.
  • Тест на эритроциты - практическое качественное определение, которое подчеркивает требование, чтобы тоничность определялась по отношению к мембране.
  • Сравнение с осмоляльностью плазмы - не учитывает проницаемость растворенных веществ и не количественно.

И последнее, что касается значения термина «осмотическое давление».

Снова рассмотрим эксперимент с U-образной трубкой, но с чистой водой с одной стороны и исследуемым раствором неизвестной осмоляльности с другой стороны полупроницаемой мембраны, проницаемой только для воды. Вода перейдет в тестовый раствор. Что бы произошло, если бы дополнительные количества тестового раствора были добавлены до того, как произошло какое-либо движение воды? Будет достигнута равновесная ситуация, при которой гидростатическое давление (то есть разница высот жидкости в двух конечностях U-образной трубки) на стороне мембраны с тестовым раствором уравновесит осмотическую тенденцию движения воды через мембрану в тестируемую среду. решение.

В этой точке равновесия гидростатическое давление является мерой осмотической тенденции в исследуемом растворе: действительно, противоположное гидростатическое давление, необходимое для уравновешивания осмотических сил, обычно называется осмотическим давлением.

Выполнение этого эксперимента с биологическими жидкостями в качестве тестового раствора может вызвать практические трудности, поскольку измеряемое осмотическое давление превышает 7 атмосфер и потребуется U-образная трубка с очень длинными конечностями! В качестве альтернативы давление может подаваться от поршня или источника сжатого газа, а не от столба жидкости.


ВСТУПЛЕНИЕ

Исследования мембранного транспорта эритроцитов (эритроцитов) внесли значительный вклад в различные гипотезы о том, как вода и мелкие растворенные вещества проходят через биологическую мембрану. Сидел и Соломон (Sidel and Solomon, 1957) сообщили, что осмотическая проницаемость воды, пж, в эритроцитах человека была больше диффузионной проницаемости воды, пd (Паганелли и Соломон, 1957). А пж больше чем пd указывает на то, что мембрана содержит поры, а соотношение пж:пd был интерпретирован как мера ширины пор в так называемой «теории эквивалентных пор» (Solomon, 1968). Предполагалось, что поры предназначены для переноса воды, небольших неэлектролитов, таких как мочевина, и даже анионов (Brown et al., 1975 Poznansky et al., 1976 Solomon et al., 1983). Мы поставили под сомнение эту концепцию при изучении эритроцитов цыплят и предварительном качественном исследовании эритроцитов разных видов (Brahm and Wieth, 1977 Wieth and Brahm, 1977). Гейли и Брам (Galey and Brahm, 1985) показали, что после правильной коррекции обоих пж а также пd Что касается липидной фазы мембраны эритроцитов, то в соответствии с теорией эквивалентных пор поры должны вмещать даже инулин, который не может проникать через мембрану. Финкельштейн (Finkelstein, 1987) предположил, что соотношение пж:пd определяет длину поры, в которой находятся молекулы воды, в поддержку утверждения Мейси и Фармера (Macey and Farmer, 1970): «Похоже, что водные каналы переносят воду и очень мало чего еще» в человеческих эритроцитах. Принято считать, что канал транспортировки воды в мембране эритроцитов (аквапорин 1, AQP1) является специфическим или ортодоксальным переносчиком воды. В других клетках и клеточных системах другие AQP, по-видимому, создают общие пути к воде и некоторым другим растворенным веществам (см. Borgnia et al., 1999 Verkman and Mitra, 2000 Wu and Beitz, 2007 Litman et al., 2009 Oliva et al., 2010 Zeuthen , 2010).

Янг и Веркман (Yang and Verkman, 1998) повторно выдвинули идею о том, что вода и мочевина имеют общий путь в эритроцитах и ​​что этот путь представляет собой распространенный переносчик мочевины UT-B (синонимы: UT3, UT11). Они также пришли к выводу, что UT-B был так же эффективен, как AQP1, для транспортировки воды в RBC. Сиду-Вальтер и др. (Sidoux-Walter et al., 1999) подвергли сомнению выводы исследований экспрессии в ооцитах Янга и Веркмана (Yang and Verkman, 1998), поскольку они не обнаружили увеличения проницаемости для воды, когда UT-B экспрессировался на физиологических уровнях. Критика была встречена противником в исследовании эритроцитов мышей с двойным нокаутом (Yang and Verkman, 2002) и в исследовании ингибирования Levin et al. (Левин и др., 2007).

Настоящее исследование преследует две цели: оно расширяет общие характеристики переноса хлоридов, мочевины и воды в эритроцитах разных видов и использует сравнительный подход, чтобы выяснить, создает ли UT-B в эритроцитах общий путь к мочевине и воде. Вдохновленное более ранними работами (Jacobs, 1931, Jacobs et al., 1950), настоящее исследование в сочетании с предыдущими исследованиями (Brahm and Wieth, 1977 Brahm, 1977 Brahm, 1982 Brahm, 1983b) сравнивает проницаемость для хлоридов, мочевины и воды. Эритроциты цыплят, уток, саламандр (Амфиума означает), собак и людей. Как предыдущие, так и настоящие результаты были получены с использованием одних и тех же методов и, следовательно, напрямую сопоставимы. Вывод настоящего исследования заключается в том, что UT-B в интактных эритроцитах не функционирует как общий путь, связывающий мочевину и водный транспорт.


Южная жареная наука

Одна из проблем, присущих морскому образу жизни, - это поддержание внутреннего баланса против внешнего осмотического давления. Клеточные мембраны проницаемы для воды, и вода имеет тенденцию течь из областей с низкой концентрацией ионов в области с высокой концентрацией ионов (что называется & # 8216osmosis & # 8217). Хотя клетка невероятно сложна, с осмотической точки зрения она представляет собой небольшой мешочек с водой с некоторыми ионами. Если клетки не изосмотичны (т.е. содержат те же концентрации ионов) окружающей среде, то вода будет течь через клеточную мембрану. В зависимости от относительной ионной концентрации клетки в окружающей среде, вода может течь либо внутрь, либо из клетки. В любом случае, этот поток воды вреден для организма и может привести к сморщиванию или разрыву клеток.

Разные организмы решают эту проблему по-разному.

Хагфиш и многие морские беспозвоночные являются осмоконформерами и ионными конформерами. Они просто поддерживают изосмотические жидкости своего тела с морской водой, используя те же ионы, что и в морской воде. Если нет осмотической разницы между морской водой и жидкостями их тела, то вода не будет течь в ту или иную сторону.

Большинство костистых рыб являются осморегуляторами и ионными регуляторами. Они удерживают жидкости своего тела осмотически отличными от морской воды и активно работают, чтобы противостоять эффектам осмоса. Поскольку в жидкости тела рыб меньше ионов, чем в морской воде, рыба постоянно теряет воду. Чтобы справиться с этим, морские рыбы почти постоянно пьют морскую воду. Поскольку им нужна только вода, а не связанная с ними соль, у них есть специальные ячейки, называемые хлоридными насосами, которые удаляют лишнюю соль.

Напротив, акулы (наряду с земноводными и целокантами) являются осмоконформаторами и ионными регуляторами. Их биологические жидкости содержат почти такую ​​же концентрацию ионов, что и морская вода, но они используют другие ионы. Акулам действительно приходится иметь дело с небольшим притоком соли, которая выделяется железой прямой кишки.

Одним из ионов, которые используют акулы, является мочевина. Мочевину относительно легко производить (большинство организмов уже производят ее в той или иной форме, они просто выделяют ее), и с осмотической точки зрения она прекрасно работает как ион. Основным недостатком мочевины является то, что она оказывает дестабилизирующее действие на многие ферменты, которому противодействует другой ион: оксид триметиламина (ТМАО). После смерти акулы мочевина в жидкостях ее тела превращается в дурно пахнущий и токсичный аммиак.

Акулы часто считаются «первобытными» организмами, но у них есть сложный и эффективный способ жизни в соленой воде. Акулы и использование отходов жизнедеятельности для поддержания осмотического баланса - еще одна удивительная особенность этих животных.

Бургер Дж. И Гесс У. (1960). Функция прямой кишки в науке о колючих собаках, 131 (3401), 670-671 DOI: 10.1126 / science.131.3401.670

Фоскетт Дж. И Шеффи С. (1982). Хлоридная клетка: окончательная идентификация как соляная секреторная клетка костистых рыб. Science (Нью-Йорк, Нью-Йорк), 215 (4529), 164-6 PMID: 7053566

СМИТ., Х. (1936). УДЕРЖАНИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МОЧЕВИНЫ В ELASMOBRANCHII Biological Reviews, 11 (1), 49-82 DOI: 10.1111 / j.1469-185X.1936.tb00497.x


Гипертонические решения

Гипертонические растворы обладают выше концентрация электролитов выше, чем в плазме. Когда гипертонический раствор вводится внутривенно, жидкость перемещается из межклеточного и межклеточного пространства в кровоток, чтобы разбавить электролиты. Распространенные примеры гипертонических решений: D5 в 0,9% физиологическом растворе а также D5 у лактатных звонарей. Следует крайне внимательно следить за приемом гипертонических растворов, так как они могут быстро привести к перегрузке жидкостью.


Почему раствор мочевины гипотоничен по сравнению с эритроцитами? - Биология

Глава 4: Транспортная осмоляльность и тоничность

1. Предполагая полную диссоциацию, какой из следующих растворов будет иметь наибольшую осмоляльность?

2. Предполагая полную диссоциацию, осмоляльность раствора, содержащего 100 мМ NaCl, 100 мМ глюкозы и 20 мМ CaCl.2 является:

3. Транспорт воды через клеточную мембрану происходит за счет:

а. диффузия через фосфолипидную часть клеточной мембраны

б. диффузия по ионоселективным каналам

c. диффузия через поры аквапоринов

4. Если клеточная мембрана эритроцитов проницаема для глицерина, а осмоляльность содержимого эритроцитов составляет 286 миллиосмолей / кг воды, что произойдет с эритроцитами, если их поместить в раствор 286 мМ? глицерин? Клетки:

а. сжиматься и стабилизироваться при уменьшенном объеме (зубчатая)

б. сжаться на некоторое время, а затем вернуться к исходному объему

c. ни усыхать, ни набухать

d. набухать и со временем лопнуть (гемолиз)

5. Учитывая, что клеточная мембрана свободно проницаема для глицерина и что осмолярность содержимого эритроцитов составляет 300 мОсмоль / л, раствор 300 мМ глицерина:

а. изотоничен и изосмотичен эритроцитам

б. изотоничен, но не изосмотичен эритроцитам

c. изосмотичен, но не изотоничен эритроцитам

d. ни изотоничен, ни изосмотичен по отношению к эритроцитам

6. Учитывая, что клеточная мембрана эффективно непроницаема для NaCl, но свободно проницаема для мочевины, и что осмоляльность содержимого эритроцитов составляет 300 мОсмоль / кг воды, раствор, содержащий 100 мМ NaCl и 100 мМ мочевины:

а. гипотонический и изосмотический по отношению к эритроцитам

б. изотоничен и изосмотичен эритроцитам

c. изосмотический и гипертонический по отношению к эритроцитам

d. ни изотоничен, ни изосмотичен эритроцитам

7. Что из следующего является наиболее точным определением раствора, изотоничного по отношению к эритроцитам?

а. раствор, молярность которого равна молярности содержимого клетки

б. раствор, осмоляльность которого равна осмоляльности содержимого клетки

c. раствор, в котором эритроциты не набухают и не сжимаются

d. ни одно из приведенных выше описаний не является точным

8. Транспорт воды через клеточную мембрану:

б. иногда происходит за счет облегченной диффузии

c. обычно происходит из отсека с высокой концентрацией растворенного вещества в отсек с низкой концентрацией растворенного вещества.

d. поддерживает внутриклеточную осмолярность примерно вдвое больше, чем внеклеточная жидкость


Что делают красные кровяные тельца в гипертоническом растворе?

Когда эритроцит помещается в гипертонический раствор, он сжимается, поскольку вода вытягивается из клетки в окружающий раствор. Если та же клетка крови помещается в гипотонический раствор, клетка крови увеличивается в размерах. Клетки крови в изотонических растворах не сжимаются и не набухают.

Причина, по которой клетки крови меняют размер при помещении в раствор с разной концентрацией соли, связана с процессом осмоса. Осмос заставляет растворы с высокой концентрацией соли вытягивать воду из областей с низкой концентрацией соли.

Есть несколько исключений из этого явления. Клетки крови могут втягивать воду и лопнуть при помещении в гипертонический раствор в некоторых особых случаях. Некоторые заболевания влияют на структурную целостность клеток крови. Кроме того, когда клетки крови человека подвергаются воздействию температур, близких к отрицательным, они могут втягивать воду и лопнуть.

Осмос - важное явление для живых систем. Количество соли в данном растворе имеет тенденцию диффундировать через окружающую среду, в конечном итоге приводя к равновесию. В дополнение к клеткам крови, почки работают на основе осмотических принципов. Почки фильтруют кровь животных, чтобы удалить излишки соли и сбалансировать количество воды в организме животного.


Дополнительные решения для учебников естественных наук

Введение в общую, органическую и биохимию

Наука об окружающей среде (список курсов MindTap)

Биология: динамическая наука (список курсов MindTap)

Биология (список курсов MindTap)

Питание на протяжении всего жизненного цикла (список курсов MindTap)

Понимание питания (список курсов MindTap)

Основы физической географии

Химия и химическая реакционная способность

Химия сегодня: общая, органическая и биохимия

Питание на протяжении жизненного цикла

Сердечно-легочная анатомия и физиология

Горизонты: исследование Вселенной (список курсов MindTap)

Человеческая наследственность: принципы и проблемы (список курсов MindTap)

Биология человека (список курсов MindTap)

Питание: концепции и противоречия - отдельная книга (список курсов MindTap)

Введение в физическую науку

Химия для студентов инженерных специальностей

Наука об окружающей среде (список курсов MindTap)

Общая химия - отдельная книга (список курсов MindTap)

Химия для студентов инженерных специальностей

Химия: первый подход к атомам

Биология: единство и разнообразие жизни (список курсов MindTap)

Химия: принципы и реакции

Вводная химия: основа

Органическая и биологическая химия

Физика для ученых и инженеров

Химия и химическая реакционная способность

Физика для ученых и инженеров, обновление технологий (коды доступа не включены)


Изотонические, гипертонические и гипотонические растворы

В этой статье мы рассмотрим три типа решений: изотонические, гипертонические и гипотонические.

Прежде чем перейти к конкретным типам, мы сначала рассмотрим сценарий, в котором существует решение. Например, когда мы говорим о вышеупомянутых решениях, это решения вне вещества. Например, скажем, если мы поместим ячейку в раствор, это пример, который мы будем использовать для всех различных решений. Решение вне клетки - это то, что мы имеем в виду, когда говорим об изотоническом, гипертоническом или гипотоническом. Раствор может представлять собой чистую воду или раствор может быть водой с растворенным в ней растворенным веществом или любым подобным раствором.

В приведенных ниже примерах мы будем использовать ячейку с концентрацией NaCL 0,9%. Таким образом, концентрация воды внутри него составляет 99,1%.

Изотонический раствор

Изотонический раствор - это раствор, в котором одинаковое количество растворенного вещества и раствора доступно внутри ячейки и за ее пределами. Раствор и процент растворенного вещества внутри ячейки такие же, как и в растворе вне ячейки. Следовательно, используя приведенные выше числа, ячейка, помещенная в раствор воды с 0,9% NaCL, находится в равновесии. Таким образом, ячейка остается прежнего размера. Раствор изотоничен по отношению к ячейке.

Гипертонический раствор

Гипертонический раствор - это раствор, который содержит больше растворенного вещества, чем помещенная в него ячейка. Если ячейку с концентрацией NaCl 0,9% поместить в раствор воды с концентрацией 10% NaCl, раствор считается гипертоническим. Гипер означает больше, что означает, что раствор, в который помещена ячейка, содержит больше растворенного вещества, чем раствор внутри ячейки. Когда раствор содержит больше растворенного вещества, это означает, что он содержит меньше воды. Раствор за пределами ячейки - это 10% NaCl, что означает, что он на 90% состоит из воды. Раствор внутри ячейки - 0,9% NaCl, что означает 99,1% воды. Помните, что раствор перетекает из воды с более высокой концентрацией в воду с более низкой концентрацией. Это необходимо для разбавления областей с более высокой концентрацией растворенных веществ, чтобы можно было достичь равновесия. Поскольку внешний раствор на 90% состоит из воды, а внутри - на 99,1%, вода течет изнутри ячейки во внешний раствор, чтобы разбавить участки с высокой концентрацией растворенного вещества. Поэтому клетка теряет воду и сжимается.

Опять же, когда мы ссылаемся на раствор, чтобы сказать, что он гипер и гипогликемический, мы ссылаемся на количество растворенного вещества, присутствующего в растворе, по сравнению с растворенным веществом внутри клетки, которое находится в растворе. Если в растворе вне ячейки больше растворенного вещества, чем в растворе внутри ячейки, раствор является гипертоническим. Если раствор внутри ячейки содержит больше растворенного вещества, чем раствор вне ячейки, раствор является гипотоническим. Если раствор вне ячейки содержит то же растворенное вещество, что и раствор внутри ячейки, раствор является изотоническим.

Гипотонический раствор

Гипотонический раствор - это раствор, который содержит меньше растворенного вещества, чем помещенная в него ячейка. Если ячейку с концентрацией NaCl поместить в раствор дистиллированной воды, который представляет собой чистую воду без растворенных в ней веществ, то раствор снаружи ячейки будет состоять из 100% воды и 0% NaCl. Внутри ячейки раствор состоит из 99,1% воды и 0,9% NaCL. Вода, опять же, переходит от более высокой концентрации к более низкой. Таким образом, вода поступает из раствора дистиллированной воды внутрь ячейки. Как следствие, клетка набухает и, возможно, лопается. Таким образом, помещение ячейки с растворенным веществом в раствор дистиллированной воды вызовет набухание и возможный взрыв ячейки.

Главный способ запомнить все это заключается в том, что, когда мы говорим о различных решениях, мы говорим о внешнем решении, а не о решении внутри ячейки. Then, next, when we talk about isotonic, hypertonic and hypotonic solutions, we can use the prefixes and suffixes to determine which is which. The suffix -tonic is in relation to the amount of solute in the solution. Hyper means more, hypo means below. So a hypertonic solution is a solution which contains more solute than the solution inside of the cell. And a hypotonic solution is a solution which contains less solute than the solution inside of the cell. This is the best way to learn this.


Osmosis in eggplant and potato cells

Материалы

  • Thin slice of eggplant
  • Two slices of potato pre-cut
  • NaCl (table salt)
  • 2 test tubes
  • 10% NaCl solution
  • 1 piece of weigh paper or plastic

Процедура

  1. Obtain a thin slice of eggplant. Sprinkle the eggplant with salt. Place on a piece of plastic or weigh paper. Incubate at room temperature for approximately 10 minutes.
  2. Obtain two pieces of peeled potato, approximately 2 cm X 0.25cm. Label two test tubes with a wax marker at the 5 cm point
    Tube 1: Add distilled water to the 5 cm mark
    Tube 2: Add 10% sodium chloride to the 5 cm mark

Add a potato piece to each tube and incubate at room temperature for

15 minutes Pour off the solution and feel each potato piece. Rinse test-tubes thoroughly with water to remove traces of salt and potato starch

Наблюдения

Describe how the eggplant slice looks.

In terms of osmosis, why does it appear this way?

Were eggplant cells exposed to a hypertonic or a hypotonic environment (choose 1)

What is the experimental variable in the potato experiment?

Identify 2 controlled variables in the potato experiment

Which potato piece is stiff? Explain why with respect to osmosis.

What happens to human red blood cells when placed in saline, an isotonic solution?

A slug is a garden pest. Why, in terms of osmosis, do some people salt slugs?


Смотреть видео: Beneficiile tratamentului Acceleron - interviu Alexandru Dumitrescu, departamentul tehnic DEKALB (December 2022).