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5.7: 动物的张力
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5.7: 动物的张力

溶液的张力决定了细胞在溶液中获得或失去水分。张力取决于细胞膜对不同溶质的通透性以及非穿透溶质在细胞内外溶液中的浓度。如果半透膜阻碍了某些溶质的通过,但允许水遵循其浓度梯度,则水从低渗透压的一侧(即,溶质更少)到高渗透压的一侧。(即,溶质浓度较高)。细胞外液的张力决定了渗透的大小和方向,并导致三种可能的条件:高张力、低张力和等张力。

等渗溶液

在生物学中,前缀“iso”表示相等或具有相等的度量。当细胞外液和细胞外液中的非渗透溶质浓度相等时,溶液是等渗的。等渗溶液没有水的净运动。水仍然会以同样的比例进出。因此,细胞体积没有变化。

低渗溶液

前缀“hypo”表示“lower”或“belower”。当有低浓度的非渗透性溶质和高浓度的外部水相对于内部时,环境是低渗的。水会进入细胞,导致细胞膨胀。在动物细胞中,肿胀最终导致细胞破裂和死亡。淡水是低渗环境的一个例子。淡水生物细胞内的渗透压(即盐浓度)往往高于周围水体,如湖泊或河流。

高渗溶液

相反,前缀“hyper”的意思是更多或更高。在高渗状态下,细胞外液比细胞内含有更多的溶质(即高渗透压)和更少的水。因此,水从细胞中流出,导致动物细胞收缩。盐水是高渗细胞外液的一个例子,因为与大多数细胞内液相比,它具有更高的渗透压(即更高的盐浓度)。

渗透调节

为了避免高渗和低渗溶液中的收缩和肿胀,动物细胞必须有保持渗透平衡的策略。渗透平衡的实现过程称为渗透调节。渗透调节策略可以分为两类:调节策略和顺应策略。渗透调节器独立于环境条件控制和维持其内部渗透条件。相反,渗透形成者使用主动和被动的内部过程来模拟其环境的渗透压。

包括人类在内的许多动物都是渗透调节器。例如,生活在高渗盐水环境中的鱼能够通过吸收大量的水并经常排出盐来调节流失到环境中的水。生活在淡水中的鱼通过频繁的排尿将水排出体外,从而减轻了水不断渗透到细胞中的作用。

大多数海洋无脊椎动物,如龙虾、鲨鱼和水母,都是渗透动物。渗透促进剂在体内储存高浓度的尿素和其他废物(统称为渗透素细胞),以创造与生物体外部环境等渗的内部环境。


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