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        滲透壓 Osmolarity

        擴散是粒子在水或氣體中沿濃度梯度的被動運動——從高濃度區域到低濃度區域,擴散的最終目標是在連接的區域之間創造相同的濃度。滲透是擴散的一個子類別,但不是粒子穿過濃度梯度的運動,而是呈現了水分子的運動——穿過半透膜——從低濃度的溶質向高濃度的溶質擴散。這種滲透或者擴散發生在有半透膜的篩狀屏障的情況下。在人類生物學中,這種膜是細胞膜。半透膜允許一些分子通過,但阻止大分子或帶電分子通過,半透膜是滲透發生所必需的。細胞膜的磷脂雙層結構具有疏水內核(非極性)和親水(極性)內外表層。當較大的分子帶有電荷時,例如在離子和極性分子的情況下,它們無法穿過膜。相反,它們需要開放的通道(孔)或轉運蛋白才能進入或離開細胞。

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        水分子負責滲透而不是溶解溶質的原因是因為許多溶質無法穿過細胞膜的磷脂雙層結構而水分子可以自由穿過,無需外加能量驅動。例如,大分子量蛋白顆粒太大而無法穿過細胞膜,需要主動轉運。如果一百個大分子量蛋白顆粒溶解在細胞外的兩百個水分子中,二十個大分子量蛋白顆粒溶解在細胞內的一千個水分子中,這兩種溶液的濃度是不一樣的。通過將更多的水分子帶出細胞,大分子量蛋白顆粒濃度變得相等,并且能量不會浪費在運輸大分子量蛋白顆粒上。

        滲透是溶劑(而不是溶質)通過半透膜穿過濃度梯度的方向性運動;在體內,它是指選擇性滲透細胞膜兩側的水分子濃度。在滲透中,水分子是滲透的驅動力,水穿過對溶質不開放的膜并使該膜兩側的溶質濃度相似。血漿和細胞外液中溶質和水的濃度非常相似;然而,細胞膜內外的濃度可能大不相同。這是滲透作用的主要功能。溶液是溶劑和溶質的混合物。在體內,溶劑是水。血漿滲透壓與水溶劑和血液中無數的溶質有關。

        滲透壓是特定體積溶劑內的總溶質(溶解顆粒)濃度,以每升滲透摩爾 (Osm/L) 或每升毫滲透摩爾 (mOsm/L) 表示。這些溶質的濃度必須是具有滲透活性的,它們會導致水通過選擇性滲透膜(細胞膜)進行方向性滲透。滲透壓是測量溶液中對滲透階梯壓強有貢獻的離解離子的總濃度。


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        等滲溶液

        等滲溶液既滲透又擴散,它描述了兩個區域中相同濃度的溶質,稱為均質混合物。細胞膜允許水和溶質分子不斷地從細胞內部傳遞到外部;反之亦然,這是響應不斷變化的環境溶質濃度水平而發生的。不使用能源的運輸方式(被動運輸)是最有效的,滲透和擴散都是被動運輸的形式。

        低滲溶液

        低滲溶液描述細胞外溶液濃度低于細胞內溶液濃度。如果十個葡萄糖分子溶解在細胞質中的十個水分子中(1:1,十個葡萄糖分子溶解在細胞外液中的50個水分子中(1:5) ,溶液濃度在細胞外就會降低。這種滲透壓差會導致水分子從細胞外向細胞內運動。細胞內水分過多會導致腫脹,可能會破裂并死亡。


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        高滲溶液

        高滲溶液是指細胞外溶液濃度高于細胞內溶液濃度,在細胞外高滲條件下,水會離開細胞內穿透細胞膜滲透到細胞外以降低膜外的高濃度,目的是在兩側產生等滲溶液。在高滲溶液中,溶液中溶質的濃度在細胞外更高。與低滲溶液相反的作用發生在細胞內,它會因失水而脫水,并可能失去功能甚至死亡。


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        一级av

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