Что такое осмотическое давление плазмы крови, методы измерения и нормализация

Осмотическое давление крови (ОДК) – это уровень силы, обеспечивающей циркуляцию растворителя (для нашего организма это вода) сквозь оболочку эритроцитов.
Поддержание уровня происходит на основе перемещения из растворов, менее концентрированных в те, где сосредоточенность воды больше.

Это взаимодействие является водным обменом между кровью и тканями человеческого организма. Ионы, глюкоза, белки, и другие полезные элементы, сосредоточенные в крови.

Нормальными показателями осмотического давления является 7,6 атм., или 300 мОсмоль, что равно 760 мм.рт.ст.

Осмоль – это концентрация одного моля неэлектролита, растворенного на литр воды. Осмотическая концентрация в крови определяется именно при помощи их измерения.

Что такое осмотическое давление, и как оно влияет на человеческий организм

Осмос возникает в организме человека на границе двух различных растворов, разделенных между собой полупроницаемой мембраной. У одной жидкости есть возможность сквозь стенки проникать во вторую, которая уже подверглась воздействию первой.

На примере человеческого организма можно показать природу осмотического давления: вода проходит сквозь мембрану и попадает в кровь. Плазма содержит определенную концентрацию минеральных солей, глюкозы, белков. Показатель осмотического давления дает знать, достаточно ли обеспечен организм обменом водой между кровяным руслом и органами, которые находятся с внешней стороны сосудов. Осмотическое давление в организме человека — это величина силы, которая заставляет двигаться воду сквозь защитную оболочку эритроцитов.

Влияет на осмос в составе плазмы крови преимущественно соль, потому что белки, сахар и мочевина в ней содержатся в небольших количествах.

Оптимальная концентрация солевого раствора в кровяном русле должна быть 0,9 %. Такой показатель имеет название изотонический. Он равен величине осмоса крови. При величине, превышающей данный показатель, осмотическое давление становится гипертоническим. В случае, если данная цифра ниже, — гипотоническим. Для того чтобы организм человека функционировал в нормальном режиме, осмотическое давление должно быть в пределах оптимальных значений.

Понятно, что показатель осмоса не может быть постоянным, но если концентрация солей повышена или понижена на короткое время, то здоровая выделительная система без проблем удаляет лишнюю жидкость, солевые растворы и другие вещества. В этом случае организм сам заботится о присутствии внутри него правильного количества соли. Когда здоровье человека дает сбой, и осмотическое давление длительный период либо пониженное, либо повышенное, то это может стать причиной возникновения определенных болезней.

Среди наиболее вероятных последствий можно назвать гемолиз. Это такое состояние, при котором лопаются оболочки эритроцитов, и они растворяются в жидкости. Внешний вид крови, содержащей такие погибшие красные тельца, немного прозрачен. Если параметры силы осмоса далеки от оптимальных, то исчезнет упругость клеток, тканей и целых органов. И при повышенном осмотическом давлении, и при пониженном, у эритроцитов крови та же участь — разрушение.

Что происходит при отклонениях?

При увеличении показателей осмотического давления крови происходит перемещение клеток воды из эритроцитов в плазму, вследствие чего клетки деформируются и теряют свою функциональность. При упадке концентрации осмолей, происходит увеличение насыщенности клетки водой, что влечет к увеличению её размеров и деформации мембраны, которая именуется гемолизом.

Гемолиз характеризуется тем, что при нем деформируются наиболее численные клетки крови – красные тельца, также именуемые эритроцитами, тогда белок гемоглобина попадает в плазму, впоследствии чего она становится прозрачной.

Гемолиз делиться на следующие виды:

При исследованиях, как клинических, так и в целях науки, осмотический гемолиз задействуют для определения качественных показателей красных клеток, (метод осмотического сопротивления красных клеток), а также противодействию оболочек красных клеток к деформации в растворе.

Разрушение оболочки эритроцита

Какие показатели считаются нормой, а какие – отклонением от нормы

Во время данного обследования крови находят точку ее замерзания. Оптимальное значение для кровяного раствора, это минус 0,56-0,58 градусов. Если перевести в атмосферное давление, то нормальными показателями силы осмоса является величина в 7,5-8 миллиметров ртутного столба. При показателе либо большем, либо меньшем, чем указанные границы, его величина будет отклонением от оптимальной.

Белки, как и соли, также создают осмотическое давление плазмы, но более слабое, в сравнении с ними (его величина составляет 26-30 миллиметров ртутного столба). Такое давление еще называют онкотическим, и оно изменяет значение общего показателя.

Растения поглощают воду из почвы

Тип: Эндосмос

В то время как растения поглощают воду по всей своей поверхности (листья, стебли и корни), большая часть воды поглощается корневыми волосками. Эти корневые волоски действуют как полупроницаемый барьер, позволяя молекулам воды (растворителю) перемещаться от высокой концентрации (почва) к низкой концентрации (корни).

В результате корневые волосковые клетки становятся более набухшими, а их осмотическое давление (способность впитывать растворители) падает.

Затем молекулы воды перемещаются в трубки, называемые сосудами ксилемы, и транспортируются к листьям. Внутри клеток ксилемы молекулы воды оказывают сильное влияние друг на друга за счет водородных связей. Когда вода испаряется через устьица (крошечные поры на листьях), через клетки ксилемы корня выводится больше воды, чтобы заменить то, что было потеряно.

Что влияет на показатели осмоса

На показатели силы осмоса оказывают влияние правильность питания и питьевой режим, а также здоровая функциональность органов выделения. Количество солей в составе плазмы прямо воздействует на показатели осмотического давления. При их избытке осмос будет повышаться, а при недостатке — понизится.

А норма употребления жидкости должна быть не менее 1,5 литра в сутки, иначе организм будет обезвоживаться, и кровь обретет повышенную вязкость.

Но, к счастью, при дефиците жидкости, у человека возникает жажда, и он пополняет свой запас воды. Работа почек, мочевого пузыря и железы потоотделения также регулируют количество солей и растворителя в организме, но если повышенная концентрация соли постоянна, то это провоцирует ее задержку в клетках. Затем стенки сосудов делаются более толстыми, сужаются просветы межклеточного пространства.

Как результат, возникает задержание жидкости, что приводит к увеличению объемов крови, движущейся по сосудам, что провоцирует возрастание показателей артериального давления. Все это отрицательно влияет на функционирование сердечно-сосудистой системы и вызывает появление отеков.

От чего зависит осмотическая величина

На это значение влияет количество электролитов и неэлектролитов, растворенных в плазме крови. Не менее 60% ионизированного хлорида натрия. Растворы с осмотическим давлением, близким к давлению плазмы, называются изотоническими растворами.

Если это значение понижено, такой состав называют гипотоническим, а при превышении — гипертоническим.

Повреждение клеток происходит при изменении нормального уровня раствора в тканях. Жидкости можно вводить наружно для нормализации состояния, и их состав будет зависеть от характера заболевания:

• Гипертонический раствор способствует оттоку воды в сосуды.
• Если артериальное давление в норме, препараты разводят в изотоническом растворе, обычно хлористом натрия.
• Гипотонический концентрированный раствор может привести к разрыву клеток. Вода, проникая внутрь клетки крови, быстро ее наполняет. Но при правильной дозировке помогает очистить раны от гноя, уменьшая аллергические отеки.

Почки и потовые железы поддерживают это состояние постоянно. Они создают защитный барьер, не позволяющий продуктам метаболизма взаимодействовать с организмом.

Поэтому осмотическое давление у человека практически всегда величина постоянная, резкий скачок может произойти только после интенсивных физических нагрузок. Однако сам организм быстро нормализует фигуру.

Методы измерения

Наиболее широко распространенных способов измерения давления осмоса существует два. Каким из них воспользоваться, врачи выбирают, исходя из ситуации.

Криоскопический способ

Поскольку температура замерзания крови напрямую зависит от количества в ней веществ, то данный метод часто используют. Чем насыщеннее плазма, тем при более низкой температуре она твердеет. Показатель осмоса, это важный параметр в работе организма, и он показывает, в оптимальных ли количествах присутствует в нем растворитель (вода).

Измерение осмометром

Второй вариант измерения предлагает делать это при помощи специального прибора — осмометра. Он представляет собой 2 колбы с перегородкой. Проходимость между ними частичная.

В одну из них наливают кровь и накрывают крышкой со шкалой, а в другую раствор. Он может быть гипертоническим, гипотоническим либо изотоническим. Смотрят на показатели шкалы в сосуде.

Виды осмоса

Обычно бывает два типа осмоса:

• Эндосмос: когда клетка помещается в раствор с более высокой концентрацией воды, чем клетка, растворитель (например, вода) перемещается в клетку. Это заставляет клетку набухать или подвергаться деплазмолизу.
• Экзосмос: когда клетка помещается в раствор, который имеет более высокую концентрацию растворенного вещества, чем клетка, растворитель выходит из клетки. Это приводит к тому, что клетка становится вялой или подвергается плазмолизу.

Чтобы лучше объяснить это явление, мы перечислили несколько очень хороших примеров осмоса, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни.

Способы нормализации

Человеческий организм обладает способностью саморегуляции осмотического давления. Когда от головного мозга поступает соответственный импульс об уменьшении объема межклеточной жидкости, то образуется гормон, который поступает в кровь. Затем на его присутствие реагируют почки.

Также способностью привести параметры осмотического давления к оптимальным значениям обладает и кровь, которая исполняет роль буферного устройства, как при повышении давления, связанного с осмосом, так и при его понижении.

Это происходит из-за перераспределения ионов между плазмой крови и красными тельцами, и «умением» белков в составе крови присоединять либо отдавать ионы.

Значение

Осмотическое давление играет важную роль в природной среде и жизнедеятельности человека:

1. Доставляет влагу по стволам растений.
2. Наполняет клетки человека водой. Как известно, организм в большей степени состоит именно из нее.
3. Осуществляет движение разных жидкостей по организму.
4. Применяется на различных производствах и в промышленности.
5. Растворы, созданные на основании данного метода, используются в медицине. Они вводятся внутривенно в период реабилитации больных после операции, а также для дезинфекции ран, обеззараживания.

Профилактические методы

На регуляцию силы осмоса оказывают влияние почки. Если организм нуждается в дополнительной жидкости, то насыщенность крови активными веществами будет избыточной, а это провоцирует возрастание значения давления. Поэтому нужно внимательно относиться к своим чувствам, и если возникает жажда, ее тут же нужно утолять.

Также следует придерживаться правильного питания:

1. Следят за количеством соли в пище. Пересол и избыточное увлечение пряностями может привести к снижению проницаемости сосудов из-за наличия на их стенках отложений соли.
2. Ограничивают такие напитки, как кофе, кока-кола, пиво. Они могут спровоцировать склеивание эритроцитов и обладают мочегонным эффектом, то есть активно выводят жидкость из организма.
3. Нужно отказаться от различных диет и голодания. Эти эксперименты над собой приводят к снижению уровня белков в составе крови, а это изменяет вязкость крови и способствует возникновению тромбоза, вызывает истощение и чувство усталости, снижаются защитные силы человека.

Сила осмоса в человеческом организме отвечает за оптимальное перераспределение жидкости, потому что количество активных веществ должно находиться на определенном уровне. Это очень важный показатель, который освещает состояние здоровья. Для того чтобы его значения были в пределах нормы, полезно пить больше воды, а соль добавлять в пищу в умеренных количествах.

Как и когда было открыто?

Данное явление впервые было открыто и описано в 1748 году. Этим занимался французский ученый-физик Жан-Антуан Нолле.

Его эксперимент выглядел следующим образом:

1. Емкость была заполнена этанолом и закрыта тонкой эластичной пленкой.
2. Сосуд опустили в другой, предварительно заполненный водой.
3. По истечении некоторого времени тонкая пленка начинает набухать, надуваться. Значит, начался процесс перехода молекул из одного сосуда в другой.
4. Пробуют поменять сосуды местами: поместить воду в этанол. Картина совершенно обратная: тонкая пленка начинает впадать внутрь.

Жан-Антуан Нолле объяснил данное явление следующим образом: вода, которая имеет меньшую плотность, переходит через пленку без малейшего сопротивления. Но, чем больше концентрация – тем сложнее молекулам «перебегать» через преграду.

Консервирование продуктов питания

Тип: Экзосмос (клетки бактерий теряют воду)

Причина, по которой мы можем долго наслаждаться вареньем и солеными огурцами, не опасаясь их порчи, — это осмос. Оба они представляют собой концентрированные пищевые продукты, содержащие большое количество сахара (в случае джемов), солей, масел, уксуса и других специй (в случае солений).

Они действуют не только как усилители вкуса, но и как отличные консерванты, убивая бактерии и предотвращая рост других вредных микроорганизмов.

Высокая концентрация сахара и соли гипертонически воздействует на клетки бактерий. Клетки бактерий теряют воду из-за более высоких концентраций снаружи и становятся менее проводящими для поддержания роста микроорганизмов.

Переваренная пища всасывается в тонком и толстом кишечнике

Тип: Эндосмос

Когда вы пьете воду или едите пищу, она движется изо рта по пищеводу в желудок. Внутри желудка пища распадается на множество мелких частей, которые смешиваются с желудочными жидкостями. Смесь образует густую полужидкую массу, называемую химусом. Когда химус попадает в тонкий кишечник, происходит осмос.

Клетки кишечного эпителия (которые образуют слизистую оболочку кишечника) имеют более низкую концентрацию, чем химус. Таким образом, чтобы достичь равновесия, растворитель (вода) проникает в эти клетки через полупроницаемые мембраны, забирая с собой некоторые питательные вещества.

Рядом с эпителиальными клетками находятся капилляры. И питательные вещества, и вода проходят через клетки капилляров в кровоток.

Очистка воды

Тип: обратный осмос Одним из самых популярных и экономичных методов фильтрации воды является обратный осмос. Как следует из названия, это процесс обратного осмоса — растворитель проходит через полупроницаемую мембрану в направлении, противоположном направлению естественного осмоса, когда он подвергается гидростатическому давлению, превышающему осмотическое давление.

Проще говоря, обратный осмос — это метод разделения, при котором давление (большее, чем осмотическое) заставляет растворитель проходить через полупроницаемую мембрану, которая с одной стороны удерживает растворитель (загрязняющие вещества), а с другой — позволяет чистому растворителю (питьевой воде) перейти на другую сторону.

Этот процесс широко используется для удаления из воды распространенных загрязняющих веществ, в том числе пестицидов свинца, нитратов, фтора, сульфатов, мышьяка, бактерий и многого другого.

Соль на слизнях

Тип: Экзосмос

Соль и слизни плохо сочетаются. Вы когда-нибудь задумывались, почему соль убивает слизней и улиток? Влажная кожа слизняка действует как полупроницаемая мембрана. Высокая концентрация соли на коже слизняка вытягивает воду из его клеток посредством осмоса.

Вода выходит наружу, потому что это уравновешивает концентрацию соли между внешней и внутренней стороной кожи слизняка. Как и большинству других живых организмов, слизням для обслуживания нужна вода. А когда они теряют слишком много воды, они сморщиваются и умирают.

Сахар на клубнике

Тип: Экзосмос

Наружная мембрана клубники действует как полупроницаемый слой между ее внутренней и внешней частью. Внутренняя часть уже содержит воду и натуральный сахар. При посыпании сахара на срезанную клубнику, большее количество сахара за пределами клеток плода (в сочетании со способностью сахара притягивать воду) вызывает движение воды наружу к поверхности клубники.

Этот процесс можно использовать для приготовления вкусных продуктов, таких как мацерированная клубника, желе и джемы. Его также можно использовать для продления срока хранения фруктов.

Вызванная контактными линзами сухость глаз

Тип: Экзосмос

Знаете ли вы, почему мы помещаем контактные линзы в физиологический раствор? Почему не чистая вода? Это связано с тем, что физиологический раствор для контактных линз содержит такую ​​же концентрацию соленой воды, как и ваш глаз.

Когда вы держите линзы внутри раствора, они остаются влажными, мягкими и удобными. В противном случае они имеют тенденцию впитывать влагу из глаз посредством осмоса, поскольку теряют воду во время носки.

Рыбы впитывают воду через кожу и жабры

Тип: эндосмос или экзосмос в зависимости от вида рыб.

Если поместить морскую или пресноводную рыбу в воду с разной концентрацией соли, она погибнет из-за попадания или выхода воды в ее клетки.

Кровь и физиологические жидкости пресноводных рыб намного соленее, чем вода, в которой они плавают. Таким образом, вода проходит через их жабры. Точно так же рыба, обитающая в океане, имеет тенденцию терять воду через жабры.

Как и человеческое тело, рыбьему телу для наилучшего функционирования необходима определенная концентрация соли. Они не могут противостоять слишком большому количеству воды, втекающей или вытекающей через жабры. Пресноводная рыба лопнет, а морская засохнет.

Однако этого не происходит, потому что их жабры содержат специализированные клетки, которые выборочно перекачивают соль в кровь или из нее. Клетки пресноводных рыб регулярно переносят соль, а клетки морских рыб регулярно ее выкачивают. А поскольку океанская вода очень соленая, рыба откачивает излишки соли через жабры и почки.