Осмос и его физиологическая роль
Осмотическое давление не существует само по себе — оно возникает исключительно на границе двух жидких сред, которые разделяет полупроницаемая мембрана. Главное свойство такой перегородки заключается в том, что она свободно пропускает молекулы воды, но задерживает растворенные в ней вещества.
Сам процесс направленного движения воды называется осмосом. Жидкость всегда перемещается по осмотическому градиенту: от участка с меньшей концентрацией растворенного вещества к участку с большей. Вода стремится «разбавить» более концентрированный раствор.
В организме человека эта разница давлений выступает главным двигателем водообмена. Благодаря осмотическому градиенту обеспечивается обмен воды между:
- желудочно-кишечным трактом и кровью;
- кровеносным руслом и межклеточной жидкостью;
- межклеточной и внутриклеточной жидкостями;
- кровью и мочой.
Важно подчеркнуть, что осмотическое и онкотическое давления имеют совершенно иную физическую природу, нежели гидростатическое давление или парциальное давление газов.
Единицы измерения
В современной нормальной физиологии для оценки биологических жидкостей применяется единица измерения миллиосмоль (мосм).
Базовая единица, 1 осмоль (осм), равна давлению, которое генерирует 1 грамм-молекула вещества, растворенная в 1 литре воды. Чтобы понимать масштаб физической силы: осмотическое давление 1 осм/л эквивалентно колоссальному давлению в 22,4 атм. Соотношение единиц стандартное: 1 осмоль равен 1000 миллиосмолей.
Показатели артериальной крови
В клинической и лабораторной практике осмотическое давление исследуется преимущественно в артериальной и венозной крови. Это обусловлено тем, что данные показатели критически важны для оценки давления в тканях, а сам материал отличается простотой взятия.
Для артериальной крови общее давление в норме составляет 300 мосм. Оно разделяется на две фракции:
- Основная часть (электролиты): Формируется за счет гидратных оболочек ионов. На катионы (в первую очередь натрий) приходится 140 мосм, на анионы (хлориды, бикарбонаты) — 130 мосм. Ключевыми ионами выступают натрий, хлор и бикарбонаты.
- Меньшая часть (неэлектролиты): Составляет всего 30 мосм. Эту часть генерируют такие вещества, как глюкоза, мочевина, холестерин и белки.
Динамика в венозном русле
Показатели венозной крови отличаются от артериальной. Она имеет более высокое осмотическое давление. Это происходит за счет постоянного поступления продуктов метаболизма из тканей в сосудистое русло.
- В состоянии покоя: показатель находится на уровне 310–315 мосм/л.
- При напряжении организма: активный выброс метаболитов приводит к увеличению давления вплоть до 330 мосм/л.
Роль онкотического давления
Особую часть осмотического давления выделяют в понятие онкотическое давление. Это сила, с которой белки плазмы крови притягивают к себе воду.
Его величину традиционно выражают в миллиметрах ртутного столба. В норме она составляет 25–30 мм рт.ст. (что эквивалентно 1,3–1,8 мосм/л). Как видно из цифр, величина онкотического давления намного меньше общего осмотического.
Несмотря на скромные абсолютные значения, эта сила играет огромную роль в постоянном обмене воды между кровью и тканями. Кроме того, белковое давление выступает важнейшим фактором в процессе мочеобразования, обеспечивая адекватную фильтрацию плазмы в клубочках почек.
Осмос — это «жажда» раствора. Вода всегда бежит туда, где больше растворенных веществ («соли»), чтобы напоить более концентрированную среду.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем главное отличие осмотического давления от гидростатического?
Гидростатическое давление связано с механическим давлением жидкости на стенки сосуда. Осмотическое имеет иную физическую природу и возникает только при наличии полупроницаемой мембраны и разницы концентраций веществ.
Почему в венозной крови осмотическое давление выше?
Проходя через ткани, венозная кровь собирает продукты клеточного метаболизма. Появление дополнительных растворенных частиц закономерно повышает давление с 300 до 310–330 мосм/л.
Какие ионы создают основную часть осмотического давления плазмы?
Главную роль играют электролиты за счет их гидратных оболочек. Ключевые ионы — это натрий (катион), а также хлориды и бикарбонаты (анионы).
Зачем нужно онкотическое давление, если оно такое маленькое?
Белки плазмы (создающие 25–30 мм рт.ст.) не могут покинуть сосудистое русло, поэтому они работают как губка, удерживая воду внутри сосудов и регулируя процесс фильтрации первичной мочи в почках.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы формирования гидратных оболочек ионов натрия и хлора в плазме крови.
- Влияние концентрации глюкозы и мочевины на неэлектролитную фракцию давления.
- Сравнение осмотического давления в плазме крови, лимфе и капиллярной крови.
- Физиология фильтрации в почках под действием онкотического градиента.
- Патофизиология отеков при снижении количества белков плазмы.
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Осмотическое и онкотическое давление крови» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Регуляция водно-солевого обмена»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.