の 浸透 半透膜を通過する分子粒子の方向付けられた流れです。生物学では、細胞内の水分バランスを調整するために最も重要です。
浸透とは何ですか？
浸透はギリシャ語で「浸透」を意味します。これは、水などの溶媒が選択的に透過性の膜を自然に通過すると説明されています。膜は溶媒に対してのみ透過性であり、溶解物質に対しては透過性ではありません。 1つの成分のみが選択的に拡散するため、膜の両側で化学ポテンシャルがバランスします。
浸透は本質的に一般的です。特に生体膜では、生体輸送プロセスが行われるように物質の選択的交換が必要です。しかし、能動的でエネルギーを消費する輸送プロセスは、受動的に生じる浸透圧が細胞に破壊的な影響を与えないことも保証します。
通常の拡散プロセスでは反転は不可能ですが、浸透は可逆プロセスです。
機能とタスク
浸透では、溶液または純粋な溶媒の分子は、化学ポテンシャルがこの膜の両側でバランスされるまで、膜を通して選択的に拡散します。たとえば、反対側の濃縮溶液は、蓄積された静水圧によってそれ以上の拡散が妨げられるまで、溶媒で希釈されます。
分子は、どちら側から来たかに関係なく、膜を通って移動できます。ただし、それらは常に、最大の潜在的差異の方向に拡散する可能性が高くなります。
化学ポテンシャルのバランスが取れている場合、右から左へ移動するのと同じ数の粒子が左から右へ移動します。したがって、外部的には何も変化しません。しかしながら、濃縮溶液の所望の希釈の結果として、一方ではより多くの量の液体が蓄積し、それにより高圧（浸透圧）が高まった。膜が圧力に耐えられなくなると、細胞が破壊される可能性があります。
膜を通る能動輸送プロセスにより、特定の物質がエネルギーを使用して確実に除去されます。浸透プロセスの鮮やかな例は、熟したサクランボが水と混ざると膨らむことです。水は果物の外皮を貫通しますが、砂糖は逃げることができません。果物内の希釈プロセスは、破裂するまで続きます。
体内では、浸透圧と能動的でエネルギーを消費する輸送プロセスの組み合わせにより、生体膜で隔てられた空間で生化学プロセスがスムーズに実行されます。細胞は外部環境から分離して存在することができますが、それと物質を絶えず交換しています。
オルガネラは細胞内にも存在し、そこで別々の反応が起こります。浸透圧が増加して生体膜が破裂するほど大きくなるのを防ぐために、分子は能動輸送プロセスを通じて排出されます。
哺乳動物細胞では、浸透圧が上昇すると、タンパク質NFAT5がより多く産生されます。これは、細胞を高張ストレス（過剰な圧力）から保護するためのいくつかのカウンターメカニズムを保証します。その過程で、エネルギーを使用して特定の物質を細胞から排出する輸送タンパク質が生成されます。とりわけ、ブドウ糖や過剰な電解質などの尿物質は、体内の浸透圧を調整するために腎臓から排泄されます。
病気と病気
浸透は、電解質のバランスを調整する上でも重要な役割を果たします。電解質は溶解した塩であり、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、またはカルシウムイオンなどの正に帯電した金属イオンと、塩化物、重炭酸塩、またはリン酸アニオンなどの負に帯電したアニオンで構成されます。
それらは、細胞内（細胞内）、細胞外（間質）、または血流内（血管内）に異なる濃度で存在します。濃度の違いが細胞膜に電圧を発生させ、細胞レベルで多くのプロセスを引き起こします。濃度の違いが乱れると、電解質のバランス全体も混同されます。
腎臓は、喉に作用する喉の渇きのメカニズム、ホルモンのプロセス、ペプチドなどのさまざまなメカニズムを通じて、この電解質のバランスを調節します。重度の下痢、嘔吐、失血、腎不全の場合、水分と電解質のバランスが乱れることがあります。各電解液は、濃度が高すぎる場合や低すぎる場合があります。
水と電解質のバランスの乱れは、その重症度によっては生命を脅かすことがあります。このような状態の例としては、脱水症、過水和症、過血液量および血液量減少症（血液量が増加または減少）、低ナトリウム血症および高ナトリウム血症、低カリウム血症および高カリウム血症、または低カルシウム血症および高カルシウム血症が挙げられる。
これらの各条件は集中的な治療を必要とします。原則として、水と電解質のバランスはすぐに等しくなります。しかし、能動輸送プロセスと浸透圧プロセスの間の調節メカニズムが腎不全または他の疾患によって妨害されると、慢性の電解質障害が発生する可能性があります。その結果、浮腫、心血管疾患、脳浮腫、錯乱状態または発作が起こります。
水と電解質のバランスと体内の生物学的プロセスとの関係は非常に複雑であり、同様の症状があらゆる形態の電解質障害でしばしば観察されます。電解質バランスの決定は、これらの症状が慢性である場合、標準的な検査の1つである必要があります。
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