ออสโมซิสคือการไหลของอนุภาคโมเลกุลโดยตรงผ่านเมมเบรนแบบกึ่งสังเคราะห์ ในทางชีววิทยาเป็นหัวใจสำคัญของการควบคุม น้ำ สมดุล ในเซลล์
ออสโมซิสคืออะไร?
ออสโมซิสคือการไหลของอนุภาคโมเลกุลโดยตรงผ่านเมมเบรนแบบกึ่งสังเคราะห์ ในทางชีววิทยาเป็นหัวใจสำคัญของการควบคุม น้ำ สมดุล ในเซลล์ Osmosis หมายถึง "การเจาะ" ในภาษากรีก อธิบายว่าเป็นทางเดินที่เกิดขึ้นเองสำหรับตัวทำละลายเช่น น้ำ ผ่านเมมเบรนที่สามารถซึมผ่านได้ เมมเบรนสามารถซึมผ่านได้เฉพาะกับตัวทำละลาย แต่ไม่ซึมผ่านตัวถูกละลาย การแพร่กระจายแบบคัดเลือกของส่วนประกอบเดียวส่งผลให้ศักยภาพทางเคมีทั้งสองด้านของเมมเบรนเท่ากัน Osmosis พบได้บ่อยในธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเยื่อชีวภาพเลือก มวล การถ่ายโอนเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับกระบวนการขนส่งทางชีวภาพที่จะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตามกระบวนการขนส่งที่ใช้งานและสิ้นเปลืองพลังงานยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าแรงดันออสโมติกที่พัฒนาอย่างอดทนไม่ได้ทำลายเซลล์ แม้ว่าจะไม่สามารถย้อนกลับได้ในกระบวนการแพร่กระจายปกติ แต่การออสโมซิสเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้
ฟังก์ชั่นและงาน
ในออสโมซิส โมเลกุล ของสารละลายหรือตัวทำละลายบริสุทธิ์จะถูกเลือกแพร่กระจายผ่านเมมเบรนจนกว่าศักยภาพทางเคมีจะสมดุลทั้งสองด้านของเมมเบรนนั้น ตัวอย่างเช่นสารละลายเข้มข้นจะถูกเจือจางที่ด้านอื่น ๆ ด้วยตัวทำละลายจนกว่าความดันไฮโดรสแตติกที่สร้างขึ้นจะป้องกันการแพร่กระจายเพิ่มเติม โมเลกุล สามารถเคลื่อนย้ายผ่านเมมเบรนได้ไม่ว่าจะมาจากด้านใดก็ตาม อย่างไรก็ตามพวกมันมักจะกระจายไปในทิศทางของความต่างศักย์ที่ใหญ่ที่สุด เมื่อศักยภาพทางเคมีสมดุลอนุภาคจำนวนเท่ากันจะย้ายจากซ้ายไปขวาจากขวาไปซ้าย ดังนั้นจึงไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงจากภายนอก อย่างไรก็ตามเนื่องจากการเจือจางที่ต้องการของสารละลายเข้มข้นปริมาณของเหลวที่สูงขึ้นจึงสะสมอยู่ที่ด้านหนึ่งซึ่งทำให้เกิดความดันสูง (ความดันออสโมติก) ถ้าเมมเบรนไม่สามารถทนต่อแรงกดดันได้อีกต่อไปเซลล์อาจถูกทำลาย กระบวนการขนส่งที่ใช้งานผ่านเมมเบรนช่วยให้มั่นใจได้ว่าสารบางอย่างจะถูกกำจัดออกไปพร้อมกับการใช้พลังงานอย่างสิ้นเปลือง ตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงกระบวนการออสโมติกคือการบวมของเชอร์รี่ที่สุกเมื่อเติมน้ำเข้าไป ในกระบวนการนี้น้ำจะซึมผ่านด้านนอก ผิว ของผลไม้ในขณะที่ น้ำตาล ไม่สามารถหลบหนีได้ กระบวนการเจือจางภายในผลไม้จะดำเนินต่อไปจนกว่าผลไม้จะแตกออก ภายในร่างกายการผสมผสานระหว่างกระบวนการขนส่งที่ใช้พลังงานสูงและออสโมติกช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะราบรื่น วิ่ง ของกระบวนการทางชีวเคมีในช่องว่างที่คั่นด้วยส่วนประกอบทางชีวภาพ ดังนั้นเซลล์สามารถดำรงอยู่ได้โดยแยกออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก แต่มีการแลกเปลี่ยนการเผาผลาญอย่างต่อเนื่องกับมัน นอกจากนี้ยังมีออร์แกเนลล์ภายในเซลล์ซึ่งสามารถเกิดปฏิกิริยาแยกกันได้ เพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันออสโมติกเพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่ทำลายเซลล์ชีวภาพ โมเลกุล ถูกขับออกโดยกระบวนการขนส่งที่ใช้งานอยู่ ในเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโปรตีน NFAT5 จะถูกผลิตมากขึ้นเมื่อความดันออสโมติกเพิ่มขึ้น มีกลไกตอบโต้จำนวนมากเพื่อปกป้องเซลล์จากภาวะไฮเปอร์โทนิก ความเครียด (แรงดันเกิน). ในกระบวนการนี้การขนส่ง โปรตีน ถูกผลิตขึ้นซึ่งด้วยการใช้จ่ายพลังงานทำให้สารบางอย่างออกจากเซลล์ เหนือสิ่งอื่นใดสารปัสสาวะเช่น กลูโคส และส่วนเกิน อิเล็กโทร ไตจะขับออกมาเพื่อควบคุมความดันออสโมติกในร่างกาย
โรคและความเจ็บป่วย
ออสโมซิสยังมีบทบาทสำคัญในการควบคุมอิเล็กโทรไลต์ สมดุล. อิเล็กโทรไล จะละลาย ยาดม และประกอบด้วยไอออนของโลหะที่มีประจุบวกเช่น โซเดียม, โพแทสเซียม, แมกนีเซียม,หรือ แคลเซียม ไอออนและแอนไอออนที่มีประจุลบเช่น คลอไรด์, ไบคาร์บอเนตหรือ ฟอสเฟต แอนไอออน มีอยู่ในความเข้มข้นที่แตกต่างกันทั้งภายในเซลล์ (ภายในเซลล์) ภายนอกเซลล์ (คั่นระหว่างหน้า) หรือภายในกระแสเลือด (ภายในหลอดเลือด) สมาธิ ความแตกต่างทำให้เกิดแรงตึงไฟฟ้าที่เยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เกิดกระบวนการต่างๆในระดับเซลล์ ถ้า สมาธิ ความแตกต่างถูกรบกวนสมดุลของอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดก็ไม่ดีเช่นกันไตควบคุมสมดุลของอิเล็กโทรไลต์นี้ผ่านกลไกต่างๆเช่นกลไกการกระหายน้ำกระบวนการของฮอร์โมนหรือ ไต- ทำปฏิกิริยาเปปไทด์ ในกรณีที่รุนแรง โรคท้องร่วง, อาเจียน, เลือด ขาดทุนหรือ ไตวายความสมดุลของน้ำและอิเล็กโทรไลต์อาจถูกรบกวน อิเล็กโทรไลต์แต่ละชนิดอาจมีความเข้มข้นสูงเกินไปหรือต่ำเกินไป การรบกวนของน้ำและความสมดุลของอิเล็กโทรไลต์บางครั้งอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ขึ้นอยู่กับความรุนแรง ตัวอย่างของเงื่อนไขดังกล่าว ได้แก่ การคายน้ำ, hyperhydration, hyper- และ hypovolemia (เพิ่มขึ้นหรือลดลง เลือด ปริมาณ), hypo- และ ภาวะ hypernatremia, hypo- และ ภาวะโพแทสเซียมสูงและภาวะ hypo- และ hypercalcemia แต่ละเงื่อนไขเหล่านี้ต้องได้รับการรักษาอย่างเข้มข้น ตามกฎแล้วสมดุลของน้ำและอิเล็กโทรไลต์จะถูกปรับสมดุลใหม่อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตามหากกลไกการกำกับดูแลระหว่างกระบวนการขนส่งที่ใช้งานอยู่และกระบวนการออสโมติกถูกรบกวน ภาวะไต หรือโรคอื่นอาจเกิดความไม่สมดุลของอิเล็กโทรไลต์เรื้อรัง เป็นผลให้เกิดอาการบวมน้ำโรคหัวใจและหลอดเลือดสมองบวมภาวะสับสนหรืออาการชัก ความสัมพันธ์ของน้ำและสมดุลของอิเล็กโทรไลต์กับกระบวนการทางชีววิทยาในร่างกายมีความซับซ้อนมากจนมักสังเกตเห็นอาการที่คล้ายคลึงกันในทุกรูปแบบ ความผิดปกติของอิเล็กโทรไลต์. การกำหนดสมดุลของอิเล็กโทรไลต์ควรเป็นการตรวจสอบมาตรฐานเมื่ออาการเหล่านี้เป็นแบบเรื้อรัง
