Osmosis adalah aliran zarah molekul yang diarahkan melalui membran semipermeable. Dalam biologi, ini adalah pusat dari peraturan air seimbang dalam sel.
Apa itu osmosis?
Osmosis adalah aliran zarah molekul yang diarahkan melalui membran semipermeable. Dalam biologi, ini adalah pusat dari peraturan air seimbang dalam sel. Osmosis bermaksud "penembusan" dalam bahasa Yunani. Ia digambarkan sebagai petikan spontan untuk pelarut seperti air melalui membran yang telap selektif. Membran boleh telap hanya pada pelarut tetapi tidak pada zat terlarut. Penyebaran selektif hanya satu komponen menghasilkan penyamaan potensi kimia pada kedua sisi membran. Osmosis sering dijumpai secara semula jadi. Terutama dalam membran biologi, selektif besar-besaran pemindahan diperlukan untuk proses pengangkutan biologi berlaku. Walau bagaimanapun, proses pengangkutan yang aktif dan memakan tenaga juga memastikan di sini bahawa tekanan osmotik yang berkembang secara pasif tidak merosakkan sel. Walaupun tidak mungkin pembalikan dalam proses penyebaran normal, osmosis adalah proses terbalik.
Fungsi dan tugas
Dalam osmosis, molekul larutan atau pelarut tulen secara selektif meresap melalui membran sehingga potensi kimia seimbang pada kedua sisi membran itu. Contohnya, larutan pekat dicairkan di sisi lain oleh pelarut sehingga tekanan hidrostatik terbina mencegah penyebaran lebih lanjut. molekul boleh berpindah melalui membran, tidak kira dari mana asalnya. Walau bagaimanapun, mereka selalu cenderung meresap ke arah perbezaan potensi terbesar. Apabila potensi kimia seimbang, bilangan zarah yang sama berpindah dari kiri ke kanan seperti dari kanan ke kiri. Oleh itu, tidak ada yang berubah secara luaran. Walau bagaimanapun, kerana pengenceran larutan pekat yang diinginkan, jumlah cecair yang lebih tinggi terkumpul di satu sisi, yang telah menghasilkan tekanan tinggi (tekanan osmotik). Sekiranya selaput tidak lagi menahan tekanan, sel mungkin musnah. Proses pengangkutan aktif melalui membran memastikan bahawa bahan-bahan tertentu dikeluarkan dengan perbelanjaan tenaga. Contoh ilustrasi proses osmotik adalah pembengkakan ceri masak apabila air ditambahkan ke dalamnya. Dalam proses ini, air menembusi bahagian luar kulit buah, sementara gula tidak dapat melepaskan diri. Proses pencairan di dalam buah berterusan sehingga pecah. Di dalam badan, gabungan proses pengangkutan yang menggunakan tenaga osmotik dan aktif memastikan kelancaran berlari proses biokimia di ruang yang dipisahkan oleh biomembran. Oleh itu, sel-sel boleh wujud yang terpisah dari persekitaran luaran tetapi dalam pertukaran metabolik berterusan dengannya. Terdapat juga organel di dalam sel di mana reaksi berasingan boleh berlaku. Untuk mengelakkan tekanan osmotik meningkat ke titik pecahnya biomembran, molekul diusir oleh proses pengangkutan aktif. Dalam sel mamalia, protein NFAT5 semakin dihasilkan apabila tekanan osmotik meningkat. Ini menyediakan sejumlah mekanisme penghitung untuk melindungi sel dari hipertonik tekanan (tekanan berlebihan). Dalam proses ini, pengangkutan protein dihasilkan yang, dengan perbelanjaan tenaga, menyalurkan zat tertentu ke luar sel. Antara lain, bahan kencing seperti glukosa dan lebihan elektrolit diekskresikan oleh buah pinggang untuk mengatur tekanan osmotik dalam badan.
Penyakit dan penyakit
Osmosis juga memainkan peranan penting dalam mengatur elektrolit seimbang. Elektrolit dibubarkan garam dan terdiri daripada ion logam bermuatan positif seperti natrium, kalium, magnesium, Atau kalsium ion dan anion bermuatan negatif seperti klorida, bikarbonat, atau fosfat anion. Mereka terdapat dalam kepekatan yang berbeza baik di dalam sel (intraselular), di luar sel (interstitial) atau di dalam aliran darah (intravaskular). The kepekatan perbezaan menghasilkan ketegangan elektrik pada membran sel, mencetuskan pelbagai proses di peringkat sel. Sekiranya kepekatan perbezaan terganggu, keseimbangan elektrolit juga terganggu. Ginjal mengatur keseimbangan elektrolit ini melalui pelbagai mekanisme seperti mekanisme dahaga, proses hormon atau buah pinggang-tindakbalas peptida. Sekiranya berlaku teruk cirit-birit, muntah, darah kerugian atau kegagalan buah pinggang, keseimbangan air dan elektrolit mungkin terganggu. Setiap elektrolit mungkin terdapat dalam kepekatan yang terlalu tinggi atau terlalu rendah. Gangguan dalam keseimbangan air dan elektrolit kadang-kadang mengancam nyawa, bergantung kepada keparahannya. Contoh keadaan seperti itu dehidrasi, hiperhidrasi, hiper- dan hipovolemia (meningkat atau menurun darah jumlah), hypo- dan hipernatremia, hypo- dan hyperkalemia, dan hipo- dan hiperkalsemia. Setiap keadaan ini memerlukan rawatan intensif. Sebagai peraturan, keseimbangan air dan elektrolit cepat seimbang. Namun, jika mekanisme pengawalseliaan antara proses pengangkutan aktif dan proses osmotik terganggu oleh kekurangan buah pinggang atau penyakit lain, ketidakseimbangan elektrolit kronik mungkin berlaku. Akibatnya, edema, penyakit kardiovaskular, edema serebrum, keadaan kekeliruan atau kejang berlaku. Hubungan antara keseimbangan air dan elektrolit dengan proses biologi dalam badan sangat kompleks sehingga gejala serupa sering diperhatikan untuk semua bentuk gangguan elektrolit. Penentuan keseimbangan elektrolit harus menjadi penyiasatan standard apabila gejala ini kronik.
