Процеси осмосу в природі дуже поширені, вони обумовлюють безліч механізмів, що лежать в основі життєдіяльності. Осмотичний тиск в організмі людини розглядають в першу чергу, вивчаючи процеси капілярно-тканинного обміну. Наприклад, саме за рахунок осмосу відбуваються найважливіші процеси реабсорбції.
Що відбувається в капілярах
Процес доставки поживних речовин з капілярів в тканини вимагає набагато більш ефективного механізму перенесення, ніж проста дифузія. Це найважливіше для організму рух включає в себе два механізми. Перший полягає в тому, що рідина переміщається з області більш високої концентрації речовин, в капілярному шарі, в область більш низькою (в тканинах) за допомогою фільтрації. Другий механізм полягає в переміщенні рідини з області більш високого напору - це реабсорбция. Для управління кожним з цих процесів взаємодіють два типи тиску:
- гідростатичний;
- Осмотичний.
Первинною рушійною силою переміщення рідини між капілярами і тканинами є гідростатичний тиск, який можна визначити, як натиск будь-якої рідини, укладеної в просторі. У кровоносній системі це сила, яка надається кров'ю або судинами. Напір, який чинить кров'ю на стінку капіляра, називається капілярним гідростатичним тиском.
Також рекомендуємо прочитати:
Коли рідина виходить з капіляра і переміщається в тканини, натиск в міжклітинному просторі відповідно підвищується. Цей протидіє гідростатичний тургор називається гідростатичним тиском проміжної рідини.
Як правило, капілярний гідростатичний показник значно вище значень в проміжній рідини. Це відбувається, тому що лімфатичні судини постійно поглинають надлишок рідини з тканин.
Таким чином, рідина виходить з капіляра і доставляє живильні речовини і кисень спочатку в проміжний простір, а потім до клітин. Цей процес називається фільтрацією.
Інший механізм призводить до реабсорбції - переміщенню рідини з міжклітинного простору назад в капіляри. Цей процес обумовлений вже тиском осмотичним (іноді його називають онкотичним).
Особливості осмотичного тиску
У той час як гідростатичний тиск витісняє рідина з капіляра, осмотичності Тиск повертає її назад. Осмотичний тиск залежить від градієнтів осмотической концентрації, тобто різниці концентрацій розчиненої речовини в крові і тканинної рідини. З області з більш низькою концентрацією розчиненої речовини вода прямує через напівпроникну мембрану в області з більш високою концентрацією.
Механізми осмосу найбільш наочно демонструються живою природою на прикладі наземних рослин. За рахунок них відбуваються найважливіші процеси життєдіяльності. Абсолютні величини цього показника у рослин досить високі. Найбільш високий осмотичний тиск властиво клітинам плодів фруктових дерев, цукрового буряка і ягід винограду. Саме за рахунок великого внутрішньоклітинного тиску фрукти стають пружними і соковитими.
При розгляді процесів, що відбуваються в крові і тканинної рідини, потрібно відзначити, що сформовані елементи крові не впливають на градієнти осмотической концентрації. Осмотичний тиск крові в основному забезпечується білками плазми. Через великого розміру і хімічної структури вони не розчиняються, а диспергують (або суспензії) в їх рідкому середовищі, утворюючи колоїд, а не розчин.
Натиск, створюваний концентрацією колоїдних білків в крові, називається колоїдним осмотичним тиском крові. Його вплив на капілярний обмін пояснює реабсорбцію води. Плазмові білки не можуть переміщатися через напівпроникну мембрану капілярних клітин, і тому вони залишаються в плазмі. В результаті кров має більш високу колоїдну концентрацію і більш низьку концентрацію води, ніж тканинна рідина.
Таким чином, вода виводиться з тканинної рідини назад в капіляр, несучи з собою розчинені молекули продуктів обміну. Цей механізм лежить в основі процесу реабсорбції.
взаємодія процесів
Одиницею, яка використовується для вираження напору всередині серцево-судинної системи, є міліметр ртутного стовпа (мм рт. Ст.). Коли кров, що виходить з артеріол, вперше потрапляє в капілярну мережу, гідростатичний показник є досить високим - близько 35 мм рт. ст. Поступово ці початкові цифри знижуються в міру того, як кров проходить через капіляр. На той час, коли кров досягне венозного кінця, гідростатичний капілярний тургор опускається приблизно до 18 мм рт. ст.
Для порівняння - білки плазми залишаються суспендованих, тому осмотичний тиск крові в нормі залишається постійним і становить 25 мм рт. ст. Цей показник зберігається по всій довжині капіляра і залишається значно нижче того, що відзначається в проміжній рідини.
Взаємодія гідростатичного і осмотичного показників - це чисте тиск фільтрації (ЧДФ), яке представляє собою рушійну силу рідини з капіляра. Воно дорівнює різниці між капілярним осмотическим і гідростатичним тиском. Оскільки фільтрація, за визначенням, є рухом рідини з капіляра, коли відбувається реабсорбція, чисте тиск є негативним числом.
ЧДФ змінюється в різних точках капілярного шару:
Поруч з артеріальним кінцем капіляра воно становить приблизно 10 мм рт. ст. Таким чином, воно забезпечує чисте переміщення рідини з капіляра в міжклітинний простір на артеріальному кінці. - Приблизно в середині капіляра осмотичний і гідростатичний показники вирівнюються, тому ЧДФ падає до нуля. В результаті рідина виходить з капіляра з тією ж швидкістю, що і входить в нього.
- Поруч з венозним кінцем капіляра гідростатичний тургор зменшується приблизно до 18 мм рт. ст. через втрату рідини. Оскільки всередині капіляра натиск залишається на рівні 25 мм рт. ст., вода втягується в порожнину судини, тобто відбувається реабсорбція. Іншими словами, у венозного кінця капіляра чисте тиск фільтрації стає негативним і становить -7 мм рт. ст.
Саме за рахунок злагодженої роботи вищеописаних механізмів відбувається найважливіший процес постачання клітин киснем і живильними речовинами шляхом фільтрації. Одночасно з цим реабсорбция дозволяє видалити з міжклітинної простору продукти розпаду.
