La diffusion se produit lorsque des liquides ou des gaz se mélangent au moyen d'un mouvement moléculaire brownien. Dans le corps, la diffusion se produit pour l'échange de substances entre les cellules et pour l'échange de gaz dans les poumons. Les troubles de la diffusion dans les poumons provoquent une insuffisance respiratoire.
Qu'est-ce que la diffusion?
La diffusion se produit dans le corps pour l'échange de substances entre les cellules et pour l'échange de gaz dans les poumons. La diffusion implique le mélange de substances de différentes concentrations qui sont en contact direct ou indirect les unes avec les autres par des mouvements propres aléatoires. Les mouvements propres de diffusion sont également appelés mouvements moléculaires browniens. Ce sont des mouvements thermiques saccadés et irréguliers de minuscules particules dans des gaz et des liquides qui ne sont visibles qu'au microscope. Les mouvements portent le nom du botaniste Robert Brown, qui les a observés pour la première fois au 19e siècle. La diffusion a lieu de manière passive ou active. Dans la forme active, il y a aussi parler d'actif masse transfert. Elle diffère de la diffusion passive en ce que l'énergie est dépensée. Dans le corps humain, la diffusion joue un rôle dans l'échange de substances entre les cellules et l'environnement. La diffusion passive se produit rarement dans les cellules. La forme active est la forme de diffusion physiologique de substances à travers un membrane cellulaire. Une forme sélective de diffusion se produit également dans des organes tels que les reins ou au niveau du sang-cerveau barrière.
Fonction et objectif
Si vous ajoutez des gouttes d'encre individuelles à un verre de d'eau et ne remuez pas, vous pouvez observer des stries. Après un certain temps, cependant, le d'eau prend un bleu relativement uniforme et les stries disparaissent. Ce processus est également appelé diffusion passive, qui compense les différences de concentration de deux liquides. Les mouvements intrinsèques des particules annulent à eux seuls la concentration différences. Des diffusions comme celle-ci peuvent également se produire entre des fluides séparés. C'est le cas dans le corps humain, où les membranes séparent les substances. Les membranes perméables à l'une ou l'autre des substances migrent d'une solution plus concentrée vers une solution moins concentrée. Leur migration a lieu le long de la soi-disant concentration pente. Le nombre de particules dans le premier liquide montre des différences le long du chemin de diffusion au début. Au cours de la diffusion, le nombre le long du chemin de diffusion s'égale et un état d'équilibre se produit. Après l'équilibre, le même nombre de molécules diffuser à travers la membrane dans chaque direction. Ainsi, en fin de diffusion, la concentration est la même des deux côtés de la membrane. Pour la diffusion passive, la taille des pores de la membrane est la plus importante, les particules plus petites étant plus susceptibles de diffuser passivement que les plus grosses. En plus de la taille des pores, la vitesse de diffusion est également déterminée par la viscosité et la température du solvant. Dans le corps, la diffusion est cruciale pour l'échange de substances entre les cellules. Les cellules du corps doivent maintenir la concentration de certaines substances. Un équilibre de concentration complet dans le contexte de la diffusion passive déclencherait la mort cellulaire. Les substances ont donc tendance à se diffuser activement dans l'organisme contre le gradient de concentration. Un exemple bien connu de la forme active peut être retracé dans les pompes K + / Na +. En diffusion sélective, telle qu'elle se trouve dans le corps humain dans divers organes, la membrane de diffusion ne montre de perméabilité qu'à des substances sélectionnées.
Maladies et affections
Un échange gazeux permanent a lieu dans les poumons humains. L'absorption d'O2 et la libération de CO2 se produisent dans les alvéoles des poumons. En plus de ventilations, perfusion et distribution, la diffusion joue également un rôle important dans l'échange. Dans les insuffisances respiratoires, il y a des perturbations d'un ou plusieurs des quatre processus impliqués dans l'échange gazeux. Les causes d'insuffisance respiratoire peuvent être variées. Par exemple, obstruction des voies respiratoires et voies respiratoires centrales ou périphériques Dépression ainsi que modifié poumon la morphologie sont tous les déclencheurs possibles. Si l'étape de diffusion partielle est perturbée, cela est souvent dû à une distance de diffusion prolongée. Une telle prolongation peut être présente dans le cadre de pneumonie, aspiration ou ARDS. Fibrose, œdème pulmonaireou sarcoïdose peut également en être la cause. Parfois, des défauts de diffusion et une insuffisance respiratoire associée sont également causés par un raccourcissement du sang temps de contact Un tel raccourcissement se produit, par exemple, en raison d'un emphysème, d'une fibrose ou anémie. Toutefois, septicémie ou l'augmentation du débit cardiaque peuvent également être des causes principales. Lorsque l'échec de la diffusion pulmonaire n'est pas dû à un raccourcissement sang temps de contact ou distance de diffusion prolongée, la cause de l'insuffisance respiratoire est probablement due à une surface d'échange réduite. La surface d'échange de gaz peut être réduite par la fibrose, par exemple. Les résections peuvent également être considérées comme une cause principale. La même chose est vraie pour atélectasie, épanchement pleuralet un héma ou un pleumotothorax. Dans certaines circonstances, une élévation du diaphragme réduit également la surface. Utilisant un test de diffusion, le médecin peut suivre la diffusion dans les poumons et identifier toute anomalie. Les méthodes à l'état d'équilibre, intra-respiratoire et à respiration unique sont tous des tests possibles. La capacité de diffusion est soit déterminée par la concentration de gaz dans l'air expiré seul, soit combinée à une mesure des volumes respiratoires. Les troubles de diffusion peuvent affecter non seulement les échanges gazeux dans les poumons, mais également l'échange métabolique des cellules corporelles ou la diffusion sélective dans des organes tels que les reins. La diffusion sélective se produit, par exemple, au barrière hémato-encéphalique, qui est conçu pour protéger la centrale système nerveux de substances nocives ou inutiles. Dans diverses maladies neurologiques, le barrière hémato-encéphalique abandonne cette fonction sélective et laisse passer des substances parasites ou même toutes les substances.
