Pressione osmotica

Del pressione osmotica corrisponde alla pressione presente nel solvente sul lato più concentrato di una membrana semipermeabile o selettivamente permeabile. La pressione guida il flusso del solvente attraverso la membrana e ne determina la direzione. Le malattie legate alla pressione osmotica sono, ad esempio, una ridotta resistenza alla pressione delle cellule del sangue.

Cos'è la pressione osmotica?

Con il termine pressione osmotica, la medicina descrive la pressione fisiologica che consente l'osmosi. L'osmosi corrisponde al flusso diretto di particelle molecolari attraverso strati separatori semipermeabili o selettivamente permeabili. Ciò significa che l'osmosi è un trasporto essenziale di sostanze nel corpo umano.

La pressione osmotica è il requisito principale per questo processo di trasferimento di massa. Le molecole disciolte in un solvente provocano la pressione osmotica sul lato dell'interfaccia con la concentrazione più alta. I rapporti di pressione risultanti guidano il flusso del solvente attraverso la rispettiva membrana. In questo modo, il solvente si sposta dal lato con la concentrazione di particelle inferiore attraverso la membrana e quindi scorre verso il lato con la concentrazione più alta su cui esiste la pressione osmotica. Le particelle molecolari stesse non possono passare attraverso la membrana semipermeabile o selettivamente permeabile.

Funzione e compito

La pressione osmotica dipende dai rapporti di concentrazione di due soluzioni che si trovano su lati diversi di una membrana semipermeabile o selettivamente permeabile. Sebbene vi sia una pressione osmotica sul lato concentrato inferiore, la pressione è sempre maggiore sul lato più concentrato del soluto.

Nel corpo umano, l'acqua scorre nelle singole cellule dall'interstizio. Questo afflusso si verifica da un lato con una concentrazione inferiore a un lato con una concentrazione più alta. Le cellule hanno una certa pressione interna. Questa pressione è anche nota come turgore. L'afflusso continua fino a quando il turgore all'interno delle cellule ha raggiunto lo stesso livello della pressione osmotica. La pressione esistente all'interno e la pressione agente all'esterno sono quindi equivalenti al termine dell'afflusso.

La pressione osmotica può essere misurata e calcolata. In linea di principio, le stesse leggi della fisica si applicano alle soluzioni liquide diluite dei gas ideali. Per questo motivo, la pressione osmotica è sempre proporzionale alla temperatura assoluta in ogni caso. Inoltre, esiste una proporzionalità tra la concentrazione molare della particolare sostanza disciolta e il livello della pressione osmotica La pressione dipende principalmente dal numero di particelle molecolari nella sostanza disciolta.

In una soluzione di una mole di sostanza in 22,4 litri di solvente, la pressione osmotica a temperature di 0 gradi Celsius o 273,15 Kelvin è 101,325 kPa. La legge di Van 't Hoff prevede queste relazioni. Tuttavia, la legge si applica solo alle soluzioni diluite al di sotto di un valore di 0,1 M.

L'analogia con le leggi dei gas ideali è la seguente: la pressione osmotica contrasta l'afflusso di solventi. Per questo motivo l'afflusso di solvente si interrompe non appena viene raggiunto l'equilibrio.

La pressione osmotica di una soluzione può essere determinata con osmometri. La pressione viene misurata staticamente, una volta raggiunto l'equilibrio, o dinamicamente. Con la misura dinamica, è necessario applicare una pressione esterna al manometro del montante per interrompere il flusso osmotico. Misurando la pressione si può anche determinare la massa molecolare media delle macromolecole.

Malattie e disturbi

Ad esempio, le malattie legate alla pressione osmotica possono influenzare le cellule del sangue. I globuli rossi hanno una resistenza osmotica. Questa resistenza osmotica dei globuli rossi è ridotta in varie malattie. Altrettanto malattie sono associate ad un aumento della resistenza osmotica. Per riconoscere tali malattie, viene misurata la resistenza agli eritrociti osmotici. Soprattutto, la misurazione consente la diagnosi di malattie che riducono la resistenza.

Queste malattie includono, ad esempio, l'anemia sferoidale. Tuttavia, altre anemie emolitiche possono anche ridurre la resistenza osmotica dei globuli rossi. L'anemia emolitica è un gruppo di malattie associate all'anemia a causa di una degradazione eritrocitaria aumentata o prematura. La medicina chiama questo fatto emolisi. L'emolisi è spesso associata a malattie sottostanti. Possono essere causati da processi meccanici o disposizione genetica. Oltre all'emolisi fisiologica dovuta all'età degli eritrociti, un uso eccessivo meccanico come la sostituzione della valvola cardiaca, il danno termico da riscaldamento e il danno osmotico possono determinare il decadimento. In caso di danno osmotico, le soluzioni iper- o ipoosmolari sono la vera causa del decadimento.

Per misurare la resistenza osmotica, i globuli rossi di un paziente vengono posti in tubi con una concentrazione di sale crescente. Uno dei tubi contiene acqua quasi pura. Uno contiene una concentrazione di sale ottimale per i globuli rossi. Dopo 24 ore, i globuli rossi scoppiano nell'acqua pura. Nelle provette con una maggiore concentrazione di sale, solo pochi globuli tendono a scoppiare. Se il paziente soffre di una malattia con ridotta resistenza osmotica delle cellule del sangue, i corpuscoli scoppiano anche a concentrazioni saline più elevate e non possono resistere alla pressione osmotica.

Anche la resistenza osmotica può essere aumentata. Un aumento della resistenza non è specifico e può essere il risultato di varie malattie. Esempi di malattie con maggiore resistenza osmotica dei globuli rossi sono la talassemia, l'anemia da carenza di ferro e l'anemia falciforme. Inoltre, ittero e danni al fegato possono aumentare la resistenza.