Osmoza odnosi się do przepływu wody przez membranę do regionu, w którym występuje wyższe stężenie rozpuszczalnika, dla którego membrana jest nieprzepuszczalna. Woda przemieszcza się dzięki dyfuzji w dół gradientu stężenia.
Wszystkie kompartmenty płynów w organizmie są izotoniczne, ponieważ ruch wody przez błony komórkowe zachodzi szybko i łatwo. Wynikający z tego rozkład wody, który występuje między przedziałami jest zasadniczo wynikiem tego ruchu wody przez błony.
Co określa rozkład całkowitej wody w organizmie między ICF & ECF?
Załóżmy na chwilę, że komórki zawierają stałą ilość rozpuszczalnika, który nadaje ICF pewną toniczność. Woda może łatwo przekroczyć błony komórkowe, więc:
Toniczność wewnątrzkomórkowa musi zawsze być równa toniczności ECF.
Jeśli rozpuszczalnik w komórce jest stały, toniczność ECF (która może się zmieniać) określa, ile wody dostanie się do komórki. Woda dostaje się do komórki dopóki gradient osmolarny nie zostanie zniesiony. Toniczność zewnątrzkomórkowa określa względną dystrybucję całkowitej wody w organizmie pomiędzy ICF a ECF. Jeśli toniczność ECF zwiększy się, wtedy woda będzie się przemieszczać z komórki i objętość pozakomórkowa zwiększy się kosztem objętości wewnątrzkomórkowej. Jest to podstawa stosowania infuzji hipertonicznej, takiej jak 20% mannitol, w celu zmniejszenia objętości wewnątrzkomórkowej: efekt ten wystąpi we wszystkich komórkach, ale organem docelowym jest zazwyczaj mózg. Jeśli toniczność ECF zmniejszy się, sytuacja jest odwrotna.
Co decyduje o toniczności ECF? Na+ i obligatoryjnie związane z nim aniony odpowiadają za około 92% toniczności ECF. Na+ jest skutecznym osmolem przez błonę komórkową ze względu na niską przepuszczalność błony i pompę sodową, które razem skutecznie wykluczają Na+ z ECF z ICF. Względne objętości (tzn. dystrybucja) wody pomiędzy ICF i ECF mogą być uważane za określone przez ECF !
To znaczy: Jeśli wewnątrzkomórkowa zawartość solutu jest stała to:
Rozkład TBW pomiędzy ECF i ICF jest określony przez ECF .
Na przykład, jeśli ECF wzrasta (przy stałej całkowitej wodzie ciała), to objętość ECF wzrasta (a objętość ICF zmniejsza się o tę samą ilość).
Założenie, że zawartość wewnątrzkomórkowa jest stała, nie zawsze jest poprawne (omówione w sekcji 6.2), ale te szczególne okoliczności nie wpływają znacząco na ogólny wniosek, jaki się tutaj nasuwa.
Co decyduje o dystrybucji ECF pomiędzy IVF & ISF?
Inny główny podział płynów to podział na płyn wewnątrznaczyniowy i płyn śródmiąższowy. Membrana kapilarna jest odpowiednią półprzepuszczalną membraną do rozważenia tutaj. Woda i elektrolity mogą łatwo przekroczyć tę membranę. Wszystkie elektrolity i inne małe cząsteczki są nieskuteczne w wywieraniu siły osmotycznej przez tę membranę.
Plazma zawiera niewielką ilość cząsteczek o dużej masie cząsteczkowej (koloidy, głównie białka), które przyczyniają się tylko do około pół procenta całkowitej osmolalności osocza. Białka te mają tylko bardzo ograniczoną przepuszczalność przez błonę kapilarną. Ponieważ białka są jedynymi związkami zdolnymi do wywierania siły osmotycznej przez błonę kapilarną, stanowią one całą siłę osmotyczną wywieraną przez tę błonę. Fakt, że stężenie białek w ISF jest niższe oznacza, że istnieje gradient osmotyczny w poprzek błony kapilarnej. Gradient ten jest zwykle określany jako „gradient ciśnienia onkotycznego”. Termin toniczność jest rzadko używany w tym kontekście. z powodu możliwego zamieszania, ponieważ toniczność jest zwykle omawiana w odniesieniu do błony komórkowej. Ten gradient onkotyczny wraz z gradientem ciśnienia hydrostatycznego są głównymi czynnikami determinującymi względne rozmieszczenie ECF pomiędzy osoczem a ISF. Koncepcja ta jest określana jako hipoteza Starlinga.
Podsumowanie: Niektóre zasady kontroli wody w organizmie
1. Woda łatwo przekracza (większość) błon komórkowych
2. Osmolalność wewnątrzkomórkowa musi zawsze być równa osmolalności zewnątrzkomórkowej
3. Osmolalność zewnątrzkomórkowa jest skutecznie określana przez ECF
4. ECF określa objętość ICF
5. Osmoreceptorowa kontrola osmolalności jest wrażliwa i silna, więc ECF jest utrzymywany na stałym poziomie
6. Całkowita ilość substancji rozpuszczonych w organizmie jest względnie stała
7.