osmosis

The osmosis adalah aliran zarah molekul yang diarahkan melalui membran semipermeable. Dalam biologi sangat penting untuk mengatur keseimbangan air dalam sel.

Apa itu osmosis?

Osmosis adalah aliran zarah molekul yang diarahkan melalui membran semipermeable. Dalam biologi sangat penting untuk mengatur keseimbangan air dalam sel.

Osmosis bermaksud "penembusan" dalam bahasa Yunani. Ia digambarkan sebagai jalan keluar pelarut spontan seperti air melalui membran yang telap selektif. Membran hanya telap ke pelarut, tetapi tidak pada bahan terlarut. Penyebaran selektif hanya satu komponen menghasilkan keseimbangan potensi kimia pada kedua sisi membran.

Osmosis sering dijumpai di alam semula jadi. Khususnya membran biologi, pertukaran bahan secara selektif diperlukan agar proses pengangkutan biologi dapat berlaku. Walau bagaimanapun, proses pengangkutan yang aktif dan memakan tenaga juga memastikan bahawa tekanan osmotik yang timbul secara pasif tidak memberi kesan yang merosakkan pada sel.

Walaupun tidak mungkin pembalikan dengan proses penyebaran normal, osmosis adalah proses terbalik.

Fungsi & tugas

Dalam osmosis, molekul larutan atau pelarut murni meresap secara selektif melalui membran sehingga potensi kimia seimbang pada kedua sisi membran ini. Sebagai contoh, larutan pekat di sisi lain dicairkan oleh pelarut sehingga tekanan hidrostatik terbina mencegah penyebaran selanjutnya.

Molekul boleh berpindah melalui membran, tanpa mengira dari mana asalnya. Walau bagaimanapun, mereka selalu cenderung meresap ke arah perbezaan potensi terbesar.

Apabila potensi kimia seimbang, bilangan zarah yang sama berpindah dari kiri ke kanan seperti dari kanan ke kiri. Jadi secara luaran tidak ada perubahan lagi. Walau bagaimanapun, sebagai hasil daripada pengenceran larutan pekat yang diinginkan, sejumlah besar cecair telah terkumpul di satu pihak, yang telah menghasilkan tekanan tinggi (tekanan osmotik). Sekiranya membran tidak tahan lagi dengan tekanan, sel itu boleh musnah.

Proses pengangkutan aktif melalui membran memastikan bahawa bahan-bahan tertentu dikeluarkan dengan penggunaan tenaga. Contoh nyata proses osmotik adalah pembengkakan ceri masak apabila air ditambahkan ke dalamnya. Air menembusi kulit luar buah, sementara gula tidak dapat keluar. Proses pencairan di dalam buah berterusan sehingga pecah.

Di dalam badan, gabungan proses pengangkutan yang osmotik dan aktif, memakan tenaga memastikan proses biokimia berjalan lancar di ruang yang dipisahkan oleh biomembran. Sel boleh wujud yang terpisah dari persekitaran luaran, tetapi sentiasa bertukar bahan dengannya.

Organel juga terdapat di dalam sel di mana reaksi berasingan boleh berlaku. Untuk mengelakkan tekanan osmotik meningkat sehingga biomembran terbuka, molekul dikeluarkan melalui proses pengangkutan aktif.

Pada sel mamalia, apabila tekanan osmotik meningkat, protein NFAT5 dihasilkan pada tahap yang lebih besar. Ini menyediakan sejumlah mekanisme penghitung untuk melindungi sel dari tekanan hipertonik (tekanan berlebihan). Dalam proses itu, protein pengangkutan dihasilkan yang menggunakan tenaga, menyalurkan zat tertentu ke luar sel. Antara lain, zat kencing seperti glukosa dan elektrolit berlebihan diekskresikan melalui buah pinggang untuk mengatur tekanan osmotik dalam badan.

Penyakit & penyakit

Osmosis juga memainkan peranan penting dalam mengatur keseimbangan elektrolit. Elektrolit adalah garam terlarut dan terdiri daripada ion logam bermuatan positif seperti ion natrium, kalium, magnesium atau kalsium dan anion bermuatan negatif seperti klorida, bikarbonat atau anion fosfat.

Mereka terdapat dalam kepekatan yang berbeza di dalam sel (intraselular), di luar sel (interstitial) atau di dalam aliran darah (intravaskular). Perbezaan kepekatan menghasilkan voltan elektrik pada membran sel dan dengan demikian mencetuskan banyak proses di peringkat sel. Sekiranya perbezaan kepekatan terganggu, keseluruhan keseimbangan elektrolit juga dicampur.

Ginjal mengatur keseimbangan elektrolit ini melalui pelbagai mekanisme seperti mekanisme dahaga, proses hormon atau peptida yang bertindak pada buah pinggang. Dengan cirit-birit yang teruk, muntah, kehilangan darah atau kegagalan buah pinggang, keseimbangan air dan elektrolit dapat terganggu. Setiap elektrolit boleh berlaku dalam kepekatan yang terlalu tinggi atau terlalu rendah.

Gangguan dalam air dan keseimbangan elektrolit kadang-kadang mengancam nyawa, bergantung kepada keparahannya. Contoh keadaan seperti dehidrasi, hiperhidrasi, hiper dan hipovolemia (jumlah darah meningkat atau menurun), hipo- dan hipernatremia, hipo- dan hiperkalemia atau hipo- dan hiperkalsemia.

Setiap keadaan ini memerlukan rawatan intensif. Biasanya keseimbangan air dan elektrolit dengan cepat menyeimbangkan. Tetapi, jika mekanisme pengatur antara proses pengangkutan aktif dan proses osmotik terganggu oleh kekurangan ginjal atau penyakit lain, gangguan elektrolit kronik dapat terjadi. Akibatnya, edema, penyakit kardiovaskular, edema otak, keadaan kekeliruan atau kejang berlaku.

Hubungan antara keseimbangan air dan elektrolit dan proses biologi dalam tubuh sangat kompleks sehingga gejala serupa sering diperhatikan untuk semua bentuk gangguan elektrolit. Penentuan keseimbangan elektrolit harus menjadi salah satu pemeriksaan standard jika gejala ini kronik.