Каква е разликата между хипертонична, хипотонична и изотонична?

Когато растението изсъхне, то се свлича и се превръща в мека каша. Увяхването настъпва, когато водата напусне клетките на растението и нарушава вътрешното му налягане. Това е пример за един от трите вида тоничност. Един разтвор може да има три категории тоничност спрямо друг разтвор: хипертоничен, хипотоничен и изотоничен. Заедно с осмозата, тоничността е неразделна част за правилното функциониране на биологичните системи. Всеки тип тоничност описва как ще настъпи осмозата между различните разтвори.

Осмоза

За да разберете тоничността, е важно първо да разберете осмозата. Нетното движение на водата през полупропусклива мембрана от зона с по-ниска концентрация на разтворено вещество към зона с по-висока концентрация на разтворено вещество е осмоза. Разтвореното вещество може да бъде всеки материал или клетка, която разтворителят разтваря. Заедно те образуват решение. В човешкото тяло разтворените вещества могат да бъдат захар, урея, калий или различни други материали. Осмозата е основното средство, чрез което водата влиза и излиза от клетките.

Как и защо възниква осмозата

Когато изучавате осмозата, е по-лесно да си представите клетките като буркан с две отделения, пълни с вода. Мембрана разделя буркана наполовина и разделя отделенията. Ако нито едно от отделението не съдържа разтворени вещества, водата ще се движи през мембраната свободно и равномерно. Въпреки това, ако един буркан има по-висока концентрация на разтворено вещество от другия, водата е по-малко вероятно да излезе от зоната с разтворените вещества. Повечето учени твърдят, че причината за това е, че молекулите на разтвореното вещество отскачат от мембраната и физически преместват водните молекули далеч от мембраната.

Тоничност

Способността на разтвора да принуди водата да се движи в или извън клетката чрез процеса на осмоза е неговата тоничност. Осмотичната концентрация на клетката е общата концентрация на всяко разтворено вещество в клетката. Осмотичната концентрация на клетката е мярка за броя осмоли разтворено вещество на литър разтвор. Това може да се появи като osmol/L или Osm/L. Трите категории на тоничност описват осмотичната концентрация на клетка до осмотичната концентрация на извънклетъчната течност около нея.

Хипертонична

Ако една клетка има по-ниска осмотична концентрация от течността около нея, течността е хипертонична за клетката. По-вероятно е водата да излезе от клетката и да влезе в извънклетъчната течност, тъй като течността има по-висока концентрация на разтворени вещества. Това леко би повлияло на концентрацията от външната страна на клетката, правейки я по-равна на концентрацията в клетката. Някои хора наричат ​​хипертонично свиване на клетките, тъй като загубата на вода кара клетката да се свие по размер.

Примери за хипертоничност

Без достатъчно вода растенията ще изсъхнат и ще загубят своята твърдост. Това е пример за хипертоничност. Водата е пътувала от растителната клетка към течността извън нея. Без водата да притиска клетъчните стени, клетките и растението губят тургорно налягане. Ако растението получи вода, то ще може да възвърне своята твърдост. При хората, ако червените кръвни клетки влязат в разтвор с по-висока концентрация на разтворено вещество, загубата на вода ще доведе до неуспех на редица функции на клетката.

Заобикаляне на хипертоничността

Някои същества и организми са разработили методи за защита срещу или компенсиране на хипертоничността. Солената вода е хипертонична за рибите, които живеят в нея. Поради това рибите естествено губят значително количество вода. Това се случва, когато рибата извършва газообмен с морската вода. За да компенсират загубата на вода, рибите консумират големи количества солена вода. След това те отделят излишната сол. Това е процесът на осморегулация.

Хипотоничен

Ако една клетка има по-висока осмотична концентрация от течността около нея, течността е хипотонична за клетката. От своя страна това означава, че водата е по-вероятно да пътува от течността в клетката. Това може да доведе до това, че клетката изглежда подута или твърда. Животинските клетки не притежават клетъчни стени. Без защитна клетъчна стена, излишната дифузия на вода в клетката може да доведе до разкъсване на клетката. При растенията обаче клетъчната стена защитава клетката. Това допринася за тургорното налягане на растението и осигурява по-голяма твърдост.

Хипонатриемия

Един от възможните ефекти на хипотоничността в човешкото тяло е хипонатриемия или предозиране с вода. Когато човек пие прекомерно количество вода, външният солен разтвор се разрежда. За да достигне еквивалентни осмотични концентрации, водата след това се втурва в кръвните клетки. Симптомите на хипонатриемия са гадене, главоболие, объркване и умора. Ако кръвните клетки на мозъка се подуят и се разкъсат, хипонатриемията може потенциално да бъде фатална. Това състояние е по-разпространено при кърмачетата, тъй като малките им тела не могат да издържат на високи нива на вода.

изотоничен

За разлика от другите две форми на тоничност, изотоничността описва както клетката, така и извънклетъчната течност около нея като имащи равни осмотични концентрации. Поради това водата може да се движи свободно между клетката и течността. Освен това клетката не се свива или разширява, тъй като концентрацията остава еквивалентна между двете зони. Скоростта на дифузия на вода е еднаква в двете посоки, както в клетката, така и извън нея.

Изотоничност в тялото

Като цяло изотоничните състояния са идеални за клетки като червените кръвни клетки. Хипертоничните ситуации карат клетките да се свиват и губят способността си да функционират правилно. Хипотоничните ситуации причиняват подуване и разкъсване на клетката. Тъй като за червените кръвни клетки е важно да поддържат своята функция, човешкото тяло има редица хомеостатични функции, които поддържат стабилно състояние на вътрешните условия. Едно от тези условия е тонусът на извънклетъчната течност по отношение на червените кръвни клетки.