Toniczność roztworu określa, czy komórka zyskuje czy traci wodę w tym roztworze. Toniczność zależy od przepuszczalności błony komórkowej dla różnych substancji rozpuszczonych oraz stężenia niepenetrujących substancji rozpuszczonych w roztworze wewnątrz i na zewnątrz komórki. Jeśli półprzepuszczalna membrana utrudnia przechodzenie niektórych substancji rozpuszczonych, ale pozwala wodzie podążać za gradientem stężenia, woda przemieszcza się ze strony o niskiej osmolarności (tj. Mniej substancji rozpuszczonej) na stronę o wyższej osmolarności (tj. Wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej). Toniczność płynu zewnątrzkomórkowego określa wielkość i kierunek osmozy i powoduje trzy możliwe warunki: hipertoniczność, hipotoniczność i izotoniczność.
W biologii przedrostek “iso” oznacza równe lub równe wymiary. Gdy płyn zewnątrzkomórkowy i wewnątrzkomórkowy mają równe stężenie niepenetrującej substancji rozpuszczonej wewnątrz i na zewnątrz, roztwór jest izotoniczny. Roztwory izotoniczne nie mają ruchu netto wody. Woda nadal będzie wchodzić i wychodzić, tylko w równych proporcjach. W związku z tym nie zachodzi żadna zmiana objętości komórki.
Przedrostek “hypo” oznacza niższy lub niższy. Wszędzie tam, gdzie występuje niskie stężenie niepenetrującej substancji rozpuszczonej i wysokie stężenie wody na zewnątrz w stosunku do wnętrza, środowisko jest hipotoniczne. Woda wtargnie do komórki, powodując jej pęcznienie. W komórkach zwierzęcych obrzęk ostatecznie powoduje pękanie komórek i śmierć. Przykładem środowiska hipotonicznego jest woda słodka. Organizmy słodkowodne mają zwykle wyższą osmolarność (tj. wyższe stężenie soli) wewnątrz swoich komórek niż otaczający zbiornik wodny, taki jak jezioro lub rzeka.
I odwrotnie, przedrostek “hiper” oznacza więcej lub ponad. Podczas hipertoniczności płyn zewnątrzkomórkowy zawiera więcej substancji rozpuszczonej (tj. wysoką osmolarność) i mniej wody niż wnętrze komórki. W ten sposób woda wydostaje się z komórki, powodując kurczenie się komórek zwierzęcych. Słona woda jest przykładem hipertonicznego płynu zewnątrzkomórkowego, ponieważ ma wyższą osmolarność (tj. wyższe stężenie soli) w przeciwieństwie do większości płynów wewnątrzkomórkowych.
Aby uniknąć kurczenia się i pęcznienia, które występują w roztworach hipertonicznych i hipotonicznych, komórki zwierzęce muszą mieć strategie utrzymania równowagi osmotycznej. Proces, w którym osiągana jest równowaga osmotyczna, nazywa się osmoregulacją. Strategie osmoregulacyjne można podzielić na dwie kategorie: regulujące i dostosowawcze. Osmoregulatory kontrolują i utrzymują swoje wewnętrzne warunki osmotyczne niezależnie od warunków otoczenia. I odwrotnie, osmokonformiści wykorzystują aktywne i pasywne procesy wewnętrzne, aby naśladować osmolarność swojego środowiska.
Wiele zwierząt, w tym ludzie, jest osmoregulatorami. Na przykład ryby żyjące w słonej wodzie, środowisku hipertonicznym, są w stanie regulować utratę wody do środowiska poprzez pobieranie dużych ilości wody i częste wydalanie soli. Ryby żyjące w słodkiej wodzie łagodzą ciągłą osmozę wody do swoich komórek poprzez częste oddawanie moczu, które uwalnia wodę z organizmu.
Większość bezkręgowców morskich, takich jak homary i meduzy, to osmokonformi. Osmoconformery utrzymują wewnętrzne stężenie substancji rozpuszczonej – lub osmolarność – równe stężeniu otoczenia, a więc rozwijają się w środowisku bez częstych wahań.
Toniczność odnosi się do ilości substancji rozpuszczonej w płynie zewnątrzkomórkowym, która wpływa na osmozę i powoduje trzy możliwe scenariusze zmiany objętości komórki.
Gdy wewnątrz i na zewnątrz obecne są równe stężenia substancji rozpuszczonej, roztwór jest izotoniczny. Nie ma ruchu netto wody, ponieważ woda nadal będzie wchodzić i wychodzić, tylko w równych proporcjach.
Jeśli jednak na zewnątrz występuje niskie stężenie substancji rozpuszczonej i wysokie stężenie wody w stosunku do wewnątrz, stan jest hipotoniczny, a woda przedostanie się do komórki, powodując jej pęcznienie, a może nawet pęknięcie.
Natomiast podczas hipertoniczności płyn zewnątrzkomórkowy zawiera więcej substancji rozpuszczonej i mniej wody niż wewnątrz, dzięki czemu woda wydostaje się z komórki, powodując jej kurczenie się.
Related Videos
Membranes and Cellular Transport
151.0K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
150.4K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
143.0K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
108.8K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
186.2K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
162.0K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
116.5K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
52.9K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
65.9K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
123.3K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
173.1K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
117.1K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
103.7K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
65.2K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
76.3K Wyświetlenia
Membranes and Cellular Transport
66.1K Wyświetlenia