Osmotische druk komt overeen met de druk die aanwezig is op de hogere concentratie zijde van een semipermeabel of selectief permeabel membraan in het oplosmiddel. De druk drijft de stroom oplosmiddel door het membraan en bepaalt de richting ervan. Ziekten die verband houden met osmotische druk omvatten verminderde drukweerstand van bloed cellen.
Wat is osmotische druk?
Ziekten die verband houden met osmotische druk zijn bijvoorbeeld verminderde drukweerstanden van bloed cellen. De geneeskunde gebruikt de term osmotische druk om te verwijzen naar de fysiologische druk die osmose mogelijk maakt. Osmose komt overeen met de gerichte stroming van moleculaire deeltjes door semipermeabele of selectief permeabele grensvlakken. Osmose is dus een essentieel transport van stoffen in het menselijk lichaam. Osmotische druk is hiervoor de belangrijkste voorwaarde massa overdrachtsproces. De opgelost moleculen in een oplosmiddel veroorzaakt de osmotische druk aan die scheidingslaagzijde met de hogere concentratie De resulterende drukomstandigheden drijven de stroom van het oplosmiddel door het respectieve membraan. Op deze manier beweegt het oplosmiddel vanaf de zijde met het onderste deeltje door het membraan concentratie en stroomt dus naar de zijde met de hogere concentratie in elk geval, waar de osmotische druk aanwezig is. De moleculaire deeltjes zelf kunnen niet door het semipermeabele of selectief permeabele membraan gaan.
Functie en taak
Osmotische druk hangt af van de concentratieverhoudingen van twee solutions gelegen aan verschillende zijden van een semipermeabel of selectief permeabel membraan. Hoewel osmotische druk ook aan de kant met lagere concentratie bestaat, is de druk aan de kant met hogere concentratie aan opgeloste stof altijd hoger. In het menselijk lichaam is er een instroom van water in individuele cellen van het interstitium. Deze instroom vindt plaats van een kant met een lagere concentratie naar een kant met een hogere concentratie. Cellen hebben een bepaalde interne druk. Deze druk wordt ook wel turgor genoemd. De instroom gaat door totdat de turgor in de cellen hetzelfde niveau bereikt als de osmotische druk. De druk die binnenin aanwezig is en de druk die van buitenaf werkt, zijn dus gelijk aan elkaar aan het einde van de instroom. De osmotische druk kan worden gemeten en berekend. In principe zijn dezelfde natuurkundige wetten van toepassing in verdunde vloeistof solutions zoals in ideale gassen. Om deze reden is de osmotische druk altijd evenredig met de respectieve absolute temperatuur. Bovendien is er een evenredigheid tussen de kies concentratie van de respectievelijke opgeloste stof en het niveau van de osmotische druk. De druk hangt dus voornamelijk af van het aantal moleculaire deeltjes van de opgeloste stof. In een oplossing van één mol stof in 22.4 liter oplosmiddel is de osmotische druk bij temperaturen van 0 graden Celsius of 273.15 Kelvin 101.325 kPa. De wet van Van 't Hoff geeft deze relaties. De wet is echter uitsluitend van toepassing op verwatering solutions onder een waarde van 0.1 M.
De analogie met de wetten van ideale gassen kan als volgt worden begrepen: de osmotische druk neutraliseert telkens de instroom van oplosmiddelen. Om deze reden stopt de instroom van oplosmiddel zodra er een evenwicht is bereikt. Osmometers kunnen worden gebruikt om de osmotische druk van een oplossing te bepalen. Ofwel wordt de druk statisch gemeten, nadat het evenwicht is bereikt, ofwel dynamisch. Bij dynamische metingen moet externe druk worden uitgeoefend op de stijgbuismanometer om de osmotische stroming te onderbreken. Door de druk te meten, het gemiddelde molecuul massa van de macromoleculen kunnen ook worden bepaald.
Ziekten en kwalen
Ziekten die verband houden met osmotische druk kunnen de bloed cellen, bijvoorbeeld. Rode bloedcellen hebben osmotische weerstand. Bij verschillende ziekten is deze osmotische weerstand van rode bloedcellen verminderd. Evenals veel ziekten gaan gepaard met een toename van de osmotische resistentie. Om dergelijke ziekten op te sporen, wordt de osmotische resistentie van rode bloedcellen gemeten. De meting maakt vooral de diagnose van resistentie-verlagende ziekten mogelijk. Deze ziekten omvatten bijvoorbeeld sferocyten bloedarmoede Andere hemolytische anemieën kunnen echter ook de osmotische weerstand van rode bloedcellen verminderen. bloedarmoede als gevolg van toegenomen of voortijdig verval van erytrocyten Deze omstandigheid wordt in de geneeskunde hemolyse genoemd. Hemolyse gaat vaak gepaard met onderliggende ziekten. Ze kunnen worden veroorzaakt door mechanische processen of genetische aanleg. Naast fysiologische hemolyse als gevolg van de leeftijd van rode bloedcellen, mechanische overbelasting zoals een hart- klepvervanging, thermische schade door verwarming en osmotische schade kunnen het verval bepalen. Bij osmotische schade zijn hyper- of hypo-osmolaire oplossingen de werkelijke oorzaak van verval. Om de osmotische weerstand te meten, worden de rode bloedcellen van een patiënt in buisjes met oplopende zoutconcentratie geplaatst. Een van de buisjes bevat ongeveer puur water De ene bevat een zoutconcentratie die optimaal is voor rode bloedcellen. Na 24 uur zijn de bloedcellen in het zuivere water uitbarsting. In buisjes met een hogere zoutconcentratie barsten meestal maar een paar bloedcellen. Als de patiënt een ziekte heeft met verminderde osmotische weerstand van de bloedcellen, zullen de bloedlichaampjes zelfs bij hogere zoutconcentraties barsten en zullen ze de osmotische druk niet kunnen weerstaan. De osmotische resistentie kan ook verhoogd zijn. Een toename van de resistentie is niet-specifiek en kan het gevolg zijn van verschillende ziekten. Voorbeelden van ziekten met osmotische weerstandstoename van rode bloedcellen zijn onder meer thalassemie, ijzertekort bloedarmoede, en sikkelcelanemie. In aanvulling op, geelzucht en lever schade kan de weerstand verhogen.
