高渗、低渗和等渗有什么区别?

高渗、低渗和等渗有什么区别?

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当植物枯萎时,它会坍塌并变成一团柔软的烂摊子。当水离开植物细胞并扰乱其内部压力时,就会发生萎蔫。这是三种张力之一的示例。一种溶液相对于另一种溶液可以具有三类张力:高渗、低渗和等渗。与渗透作用一起,张力对于生物系统正常运行是不可或缺的。每种类型的张力都描述了不同溶液之间的渗透作用。





渗透

高渗液体 4X 图像 / 盖蒂图片社

要了解张力,首先了解渗透作用很重要。水穿过半透膜从溶质浓度较低的区域到溶质浓度较高的区域的净运动是渗透作用。溶质可以是溶剂溶解的任何材料或细胞。它们一起形成了一个解决方案。在人体内,溶质可以是糖、尿素、钾或各种其他物质。渗透是水进入和离开细胞的主要方式。



渗透的发生方式和原因

渗透高渗 ttsz /盖蒂图片社

在研究渗透作用时,更容易将细胞想象成一个装有两个隔间的罐子,里面装满了水。膜将罐子分成两半并将隔间分开。如果两个隔室都不含任何溶质,则水将自由且平等地通过膜。但是,如果一个罐子的溶质浓度高于另一个罐子,则水不太可能随溶质一起离开该区域。大多数科学家支持其原因是溶质分子从膜上弹开并将水分子从膜上移开。

张力

张力 高渗 Naeblys /盖蒂图片社

溶液通过渗透过程迫使水进出细胞的能力是其张力。细胞的渗透浓度是细胞中每种溶质的总浓度。细胞的渗透浓度是每升溶液中溶质的渗透压数的量度。这可以显示为 osmol/L 或 Osm/L。张力的三类描述了细胞的渗透浓度与其周围细胞外液的渗透浓度。

高渗

高渗水 后验/盖蒂图片社

如果细胞的渗透浓度低于其周围的液体,则液体对细胞来说是高渗的。水更有可能离开细胞并进入细胞外液,因为细胞外液中的溶质浓度更高。这会稍微影响细胞外部的浓度,使其更等于细胞内的浓度。有些人称高渗细胞收缩,因为水分流失导致细胞体积缩小。



高渗的例子

例子 高渗 亚历克斯波将金/盖蒂图片社

没有足够的水,植物会枯萎并失去刚性。这是高渗性的一个例子。水已经从植物细胞内部移动到细胞外部的液体中。没有水压在细胞壁上,细胞和植物就会失去膨胀压力。如果植物接受水,它将能够恢复其刚性。在人类中,如果红细胞进入溶质浓度较高的溶液,水分的流失会导致细胞的许多功能失效。

规避高渗

盐水高渗 达伦割草机/盖蒂图片社

一些生物和生物体已经开发出防止或补偿高渗的方法。盐水对生活在其中的鱼来说是高渗的。正因为如此,鱼自然会失去大量的水。这发生在鱼与海水进行气体交换时。为了补偿水的损失,鱼消耗了大量的盐水。然后它们排出多余的盐。这是渗透调节的过程。

低渗

等渗高渗 EasyBuy4u / Getty Images

如果细胞的渗透浓度高于其周围的液体,则液体对细胞来说是低渗的。反过来,这意味着水更有可能从液体进入细胞。这可能会导致细胞显得臃肿或肿胀。动物细胞没有细胞壁。如果没有保护细胞壁,水向细胞中的过度扩散会导致细胞破裂。然而,在植物中,细胞壁保护细胞。这有助于植物的膨胀压力并提供更大的刚度。



低钠血症

高渗水 莫尔萨图片/盖蒂图片社

低渗对人体的可能影响之一是低钠血症或饮水过量。当一个人喝过量的水时,外部的盐溶液会被稀释。为了达到相同的渗透浓度,水会冲入血细胞。低钠血症的症状是恶心、头痛、意识模糊和疲劳。如果大脑的血细胞膨胀和破裂,低钠血症可能是致命的。这种情况在婴儿中更为普遍,因为他们的小身体无法处理高浓度的水。

等渗

低渗 呼吸器/盖蒂图片社

与其他两种形式的张力不同,等渗性将细胞及其周围的细胞外液描述为具有相等的渗透浓度。因此,水可以在细胞和流体之间自由移动。此外,细胞不会收缩或膨胀,因为两个区域之间的浓度保持相等。水扩散的速率在任一方向上都是相同的,无论是进出细胞。

体内等渗性

高渗 单位-poloskun / Getty Images

通常,等渗条件对于红细胞等细胞是理想的。高渗情况会导致细胞萎缩并失去正常运作的能力。低渗情况导致细胞膨胀和破裂。因为它是红细胞维持其功能不可或缺的一部分,所以人体具有许多维持内部条件稳定状态的稳态功能。这些条件之一是细胞外液相对于红细胞的张力。