学習成果
- 浸透圧調節と浸透圧バランスが重要な身体機能である理由を説明
浸透圧は、膜の両側の分子の不均衡によって引き起こされる浸透圧に応答して膜を横切る水の拡散である。 浸透圧調節は、水と電解質と非電解質で構成される体液内の膜を横切って塩と水のバランス(浸透圧バランス)を維持するプロセスです。 電解質は、水に溶解するとイオンに解離する溶質である。 対照的に、非電解質は、水の溶解中にイオンに解離しない。 電解質と非電解質の両方が浸透圧バランスに寄与する。 体液には、血漿、細胞内の細胞質ゾル、および間質液、細胞と体の組織との間の空間に存在する液体が含まれる。 体の膜(胸膜膜、漿液膜、および細胞膜など)は半透過性膜である。 半透過性膜は、特定のタイプの溶質および水に対して透過性(または許容性)である。 半透膜の両側の溶液は、膜を横切る溶質および/または水の移動によって溶質濃度が均一になる傾向がある。
図1. 高張環境に置かれた細胞は、水の損失のために収縮する傾向がある。 低張性環境では、細胞は水の摂取により腫脹する傾向がある。 血液は、細胞が収縮も膨潤もしないように、等張環境を維持する。 (credit:Mariana Ruiz Villareal)
図1に示すように、水中に配置されたセルは、低張性または”低塩”環境からの水の利得のために膨潤する傾向があります。 一方、より高い塩濃度を有する溶液中に配置された細胞は、高張または「高塩」環境への水の損失のために膜を収縮させる傾向がある。 等張性細胞は、細胞の内側と外側の溶質の等しい濃度を有する;これは、半透過性膜である細胞膜のいずれかの側の浸透圧を等しくする。
体は孤立して存在しません。 システムへの水と電解質の一定の入力があります。 浸透圧調節は体内の膜を横切って達成されるが、過剰な電解質および廃棄物は腎臓に輸送され、排泄され、浸透圧のバランスを維持するのを助ける。
浸透圧調節の必要性
生物学的システムは、食物や水の消費、汗、尿、糞便の形での排泄を通じて、常に水や栄養素を環境と相互作用し、交換します。 浸透圧を調節する機構がなければ、または病気がこの機構を損傷すると、有毒廃棄物と水を蓄積する傾向があり、悲惨な結果を招く可能性があります。
哺乳類のシステムは、膜全体の浸透圧だけでなく、血漿、細胞外液、および細胞内液の三つの主要な流体区画における重要な電解質の特定の濃度 浸透圧は膜を横切る水の動きによって調節されるので、流体区画の体積も一時的に変化する可能性がある。 血漿は流体成分の1つであるため、浸透圧は血圧に直接関係します。
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