L'osmose est un flux dirigé de particules moléculaires à travers une membrane semi-perméable. En biologie, il est au cœur de la régulation des d'eau équilibre dans les cellules.
Qu'est-ce que l'osmose?
L'osmose est un flux dirigé de particules moléculaires à travers une membrane semi-perméable. En biologie, il est au cœur de la régulation des d'eau équilibre dans les cellules. Osmose signifie «pénétration» en grec. Il est décrit comme un passage spontané pour des solvants tels que d'eau à travers une membrane sélectivement perméable. La membrane est perméable uniquement au solvant mais pas au soluté. La diffusion sélective d'un seul composant entraîne une égalisation du potentiel chimique des deux côtés de la membrane. L'osmose est fréquemment rencontrée dans la nature. Surtout dans les membranes biologiques, sélectif masse le transfert est nécessaire pour que les processus de transport biologique aient lieu. Cependant, des processus de transport actifs et énergivores garantissent également ici que la pression osmotique se développant passivement n'est pas destructrice pour la cellule. Bien qu'aucune inversion ne soit possible dans les processus de diffusion normaux, l'osmose est un processus réversible.
Fonction et tâche
En osmose, molécules d'une solution ou d'un solvant pur diffusent sélectivement à travers une membrane jusqu'à ce que le potentiel chimique soit équilibré des deux côtés de cette membrane. Par exemple, une solution concentrée est diluée de l'autre côté par le solvant jusqu'à ce que la pression hydrostatique accumulée empêche une diffusion supplémentaire. Molécules peuvent migrer à travers la membrane, quel que soit leur côté. Cependant, ils sont toujours plus susceptibles de se diffuser dans le sens de la plus grande différence de potentiel. Lorsque le potentiel chimique est équilibré, le même nombre de particules migre de gauche à droite que de droite à gauche. Ainsi, rien ne change de l'extérieur. Cependant, en raison de la dilution souhaitée de la solution concentrée, une plus grande quantité de liquide s'est accumulée d'un côté, ce qui a créé une pression élevée (la pression osmotique). Si la membrane ne peut plus résister à la pression, la cellule peut être détruite. Les processus de transport actif à travers la membrane garantissent que certaines substances sont éliminées avec la dépense d'énergie. Un exemple illustratif d'un processus osmotique est le gonflement des cerises mûres lorsque de l'eau leur est ajoutée. Dans ce processus, l'eau pénètre à travers l'extérieur peau du fruit, tandis que le sucre ne peut pas s'échapper. Le processus de dilution dans le fruit se poursuit jusqu'à ce qu'il éclate. Dans le corps, la combinaison de processus de transport osmotique et énergivore assure une pour le running des processus biochimiques dans des espaces séparés par des biomembranes. Ainsi, il peut exister des cellules séparées de l'environnement extérieur mais en échange métabolique constant avec lui. Il y a aussi des organites dans la cellule où des réactions séparées peuvent avoir lieu. Pour éviter que la pression osmotique n'augmente au point de rompre les biomembranes, molécules sont expulsés par des processus de transport actifs. Dans les cellules de mammifères, la protéine NFAT5 est de plus en plus produite lorsque la pression osmotique augmente. Il fournit un certain nombre de contre-mécanismes pour protéger la cellule contre l'hypertonique stress (surpression). Dans ce processus, le transport protéines sont produites qui, avec la dépense d'énergie, canalisent certaines substances hors de la cellule. Entre autres, des substances urinaires telles que glucose et excès électrolytes sont excrétés par les reins pour réguler la pression osmotique dans le corps.
Maladies et affections
L'osmose joue également un rôle important dans la régulation de l'électrolyte équilibre. Électrolytes sont dissous sels et se composent d'ions métalliques chargés positivement tels que sodium, potassium, magnésiumou calcium ions et anions chargés négativement tels que chlorure, bicarbonate ou phosphate anions. Ils sont présents à différentes concentrations à la fois à l'intérieur de la cellule (intracellulaire), à l'extérieur des cellules (interstitiel) ou à l'intérieur de la circulation sanguine (intravasculaire). le concentration les différences génèrent la tension électrique sur les membranes cellulaires, déclenchant une variété de processus au niveau cellulaire. Si la concentration les différences sont perturbées, tout l'équilibre électrolytique est également perturbé.Les reins régulent cet équilibre électrolytique par divers mécanismes tels que un rein- peptides agissant. En cas de graves diarrhée, vomissement, sang perte ou insuffisance rénale, l'équilibre hydrique et électrolytique peut être perturbé. Chaque électrolyte peut être présent à des concentrations trop élevées ou trop faibles. Les perturbations de l'équilibre hydrique et électrolytique mettent parfois la vie en danger, selon leur gravité. Des exemples de telles conditions comprennent déshydratation, hyperhydratation, hyper- et hypovolémie (augmentation ou diminution sang le volume), hypo- et hypernatrémie, hypo- et hyperkaliémieet hypo- et hypercalcémie. Chacune de ces conditions nécessite un traitement intensif. En règle générale, l'équilibre eau-électrolyte est rapidement rééquilibré. Cependant, si le mécanisme de régulation entre les processus de transport actifs et les processus osmotiques est perturbé par insuffisance rénale ou une autre maladie, des déséquilibres électrolytiques chroniques peuvent survenir. En conséquence, un œdème, une maladie cardiovasculaire, un œdème cérébral, des états confusionnels ou des convulsions se produisent. Les interrelations de l'équilibre hydrique et électrolytique avec les processus biologiques dans le corps sont si complexes que des symptômes similaires sont souvent observés pour toutes les formes de troubles électrolytiques. La détermination de l'équilibre électrolytique doit être une investigation standard lorsque ces symptômes sont chroniques.
