Ciśnienie osmotyczne

Aktualizacja: 3 listopada 2023

Ciśnienie osmotyczne to takie ciśnienie, którym należy zadziałać na roztwór, aby powstrzymać przepływ rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę. Na podstawie tej wartości obliczać można masę cząsteczkową związków chemicznych. Ma to duże znaczenie również w przypadku fizjologii ludzkiego ciała.

Ciśnienie osmotyczne – na czy polega?

Każda komórka w ludzkim (a także zwierzęcym czy roślinnym) organizmie otoczona jest błoną komórkową. Jej podstawową rolą jest zapewnianie integralności komórki poprzez zachowanie charakterystycznego dla niej składu chemicznego, często różniącego się od otaczającego ją środowiska. Jednocześnie warunkuje ona wymianę materii i informacji pomiędzy komórką, a jej otoczeniem. O ciśnieniu osmotycznym można mówić zarówno w odniesieniu do błon komórkowych eukariontów, jak i do membran półprzepuszczalnych podczas badań laboratoryjnych.

Jeżeli dwa roztwory o różnych stężeniach oddzielimy od siebie taką błoną półprzepuszczalną, to rozpuszczone substancje rozpuszczalnika będą wykazywały zdolność do spontanicznego przepływu. Cząsteczki substancji rozpuszczonej są przeważnie większe od cząsteczek wody, a dodatkowo często są one otoczone płaszczem, zbudowanym z cząsteczek rozpuszczalnika. Jako że mają większe rozmiary, nie mogą swobodnie przechodzić przez pory w błonie. Dla porównania mniejsze cząstki wody (lub innego rozpuszczalnika) będą mogły swobodnie przechodzić przez wspomniane pory w błonie. W efekcie dochodzi do przenikania rozpuszczalnika do roztworu i wzrost poziomu cieczy w roztworze zawierającym substancje rozpuszczone.

Taka dyfuzja płynów związana z różnicą stężeń po obu stronach membrany półprzepuszczalnej określa się terminem osmozy. Wielkość ciśnienia hydrostatycznego w stanie równowagi jest miarą ciśnienia osmotycznego. Jest ono tym większe, im większa jest różnica stężeń po obu stronach błony.

Rodzaje roztworów

Wyróżnia się 3 podstawowe rodzaje roztworów:

• izotoniczne – stężenie substancji jest takie same po obu stronach błony półprzepuszczalnej, ciśnienie osmotyczne jest więc identyczne;
• hipotoniczne – płyny znajdujące się na zewnątrz komórki (po zewnętrznej stronie błony półprzepuszczalnej) mają niższe stężenie niż płyny znajdujące się wewnątrz komórki. Ciśnienie osmotyczne jest więc niższe na zewnątrz. Konsekwencją tego jest ruch wody do wnętrza komórki, czego celem jest obniżenie ciśnienia osmotycznego w jej wnętrzu. Może to powodować pęcznienie komórki i w końcu jej rozerwanie (tzw. plazmoliza);
• hipertoniczne – płyny znajdujące się wewnątrz komórki (po wewnętrznej stronie błony półprzepuszczalnej) mają niższe stężenie niż płyny znajdujące się na zewnątrz komórki. Ciśnienie osmotyczne jest więc niższe wewnątrz niej. W sytuacjach, gdy roztwór jest hipertoniczny, może dojść do kurczenia się i rozkurczania komórek. To efekt przemieszczania się wody z komórki przez błonę półprzepuszczalną.

Wszystkie 3 rodzaje roztworów można spotkać w otaczającym nas świecie. Mówi się wówczas o tzw. oporności osmotycznej, co ma znaczenie również we współczesnej medycynie. Przykładowo oporność osmotyczna erytrocytów jest uznawana za wskaźnik wrażliwości tych krwinek na działanie czynników mogących powodować ich rozpad (hemolizę).

Ciśnienie osmotyczne krwi

Ciśnienie osmotyczne krwi to ważny parametr fizjologiczny, który odnosi się do zdolności osocza do przyciągania wody. Jest to głównie wynikiem obecności różnych substancji rozpuszczonych w osoczu, takich jak:

• elektrolity;
• białka (głównie albuminy);
• i inne czynniki chemiczne.

Ciśnienie osmotyczne krwi jest istotne, ponieważ wpływa na równowagę płynów ciała, utrzymanie objętości krwi, a także regulację ciśnienia krwi.

Wysokie ciśnienie osmotyczne krwi może prowadzić do odwodnienia organizmu, ponieważ przyciąga wodę z tkanek do naczyń krwionośnych, co może skutkować spadkiem objętości krwi. Z kolei niskie ciśnienie osmotyczne może powodować nadmierną retencję wody w tkankach i obrzęk. Ciśnienie osmotyczne krwi jest ważnym parametrem w diagnostyce i monitorowaniu różnych stanów chorobowych, takich jak niewydolność nerek, choroby wątroby, zaburzenia metaboliczne czy zaburzenia gospodarki elektrolitowej. Jest również istotne w kontekście oceny stężenia cukru we krwi u pacjentów z cukrzycą, ponieważ wysoki poziom glukozy może znacząco wpłynąć na ciśnienie osmotyczne krwi.

Olej z czarnuszki w kapsułkach 100% naturalny
Czarnuszka siewna (łac. Nigella sativa) jest naturalną substancją znaną od tysiącleci ze swoich właściwości. Wykorzystywana jest m.in. przy zmienionej chorobowo skórze. Działa antygrzybicznie, przeciwwirusowo, antyalergicznie, przeciwwrzodowo, ...
Zobacz tutaj ...

Bibliografia

1. Whittaker A., Mount A., Heal M., Chemia fizyczna, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2003.
2. Wyznaczanie ciśnienia osmotycznego, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie Wydział Chemii.