Toničnost

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
(Preusmerjeno s strani Hipertoničnost)
Jump to navigation Jump to search
Eritrociti ali rdeče krvničke v različnih raztopinah (hipertonični, izotonični in hipotonični). Krvničke v hipertoničnem okolju vodo izgubljajo (se skrčijo), v izotoničnem mediju neto spremembe ni, medtem ko je v hipotonični raztopini vidno izrazito prehajanje vode vanje, kar v izjemnem primeru vodi v pok celice.

Toničnost ali toniciteta, poznana tudi kot efektivna osmolarnost[1][2], je kvalitativna mera za razlikovanje osmotskega tlaka med dvema raztopinama, običajno predeljenima s celično polprepustno (semipermeabilno) membrano.[3] Za razliko od osmolarnosti (koncentracije osmozno aktivnih delcev[4]) toničnost nima enote, ker ni kvantitativna veličina.[5] Toničnost lahko definiramo tudi kot koncentracijo raztopljenih topljencev v opazovani raztopini v primerjavi s koncentracijo topljencev primerjane raztopine.[6]

Toničnost raztopine je tesno povezana z učinkom na prostornino (volumen) celice in sledečimi spremembami celične oblike.[7] Ločimo tri različna stanja toničnosti, v katerih je lahko neka raztopina glede na drugo; hipertoničnost, hipotoničnost in izotoničnost.[8]

Toničnost in premiki vode[uredi | uredi kodo]

Glavni članek: Osmoza.

Pojem toničnost ima veliko pomembnost v celični biologiji in fiziologiji, saj omogoča razumevanje premikov vode med celicami in njihovo okolico, pri čemer voda vselej prehaja v smeri višje koncentracije topljenca (oziroma iz raztopine, kjer je manjša koncentracija topljenca in več proste vode – vode, ki ni vezana na molekule in ione, ter lahko posledično difuzno prehaja,[9] v raztopino, kjer je proste vode manj, koncentracija topljenca pa je večja).[6][9] V povezavi z osmozo se pogosto uporablja pojem osmotski potencial, za katerega je značilno, da se niža, če raztopini dodajamo topljenec. Posledično voda osmotsko prehaja iz raztopine z višjim osmotskim potencialom v raztopino z nižjim osmotskim potencialom.[10][11][12][13] Voda se venomer premika, dokler ni koncentracija topljenca v obeh raztopinah izenačena.[6][14]

Prikaz različnih stanj toničnosti. Kadar celico obdaja hipertonična raztopina (v njej je več topljencev), voda prehaja iz celice. Kadar celico obdaja hipotonična raztopina (v njej je manj topljencev), voda prehaja v celico. Med celico in izotonično raztopino neto izmenjave vode ni.

Stanja toničnosti[uredi | uredi kodo]

Z dodajanjem topljencev se toničnost raztopine poveča, kljub temu pa je za opredelitev stanja toničnosti potrebna primerjava dveh različnih raztopin (denimo znotrajcelične tekočine in medceličnine).[6][9] Toničnost se pojavlja v treh različnih stanjih; hipertoničnosti, izotoničnosti in hipotoničnosti.[8]

Hipertoničnost[uredi | uredi kodo]

Kadar je v neki raztopini večja koncentracija raztopljenih topljencev (in posledično manj proste oziroma nevezane vode) kot v drugi, rečemo, da je opazovana raztopina hipertonična glede na primerjano.[6][9][15] Pravimo, da je osmotski potencial hipertonične raztopine bolj negativen kot osmotski potencial primerjane raztopine.[16] Hipertonično stanje se pogosto ponazori z eritrociti (rdečimi krvničkami), ki se jih da v z natrijevim kloridom koncentrirano raztopino. Ker je v raztopini več topljencev kot znotraj celice (v celici pa več proste vode kot zunaj), voda prehaja iz celice in posledično eritrociti izgubijo svojo tipično obliko ter se skrčijo (tako imenovana krenacija[17]). Celica ima v tem primeru glede na medij, ki jo obdaja, manj negativen osmotski potencial.[9][16][17] Pri rastlinskih celicah je dobro poznan pojav plazmolize, ki se odvije, kadar tovrstno celico damo v hipertonično raztopino in pride do izhajanja vode iz vakuole ter citosola, čemur sledi odstop celične membrane od celične stene. Proces je v določenih primerih povraten (reverzibilen), saj lahko plazmolizirana celica doživi deplazmolizo in preide v normalno stanje.[18]

Izotoničnost[uredi | uredi kodo]

Kadar je v neki raztopini raztopljena enaka koncentracija topljencev (in raztopina vsebuje enako količino vode) kot v primerjani, rečemo, da sta si raztopini izotonični.[6][9] Pravimo, da sta osmotska potenciala obeh raztopin enaka.[16] Izotonično stanje je mogoče ponazoriti s pomočjo eritrocitov in izotonične raztopine, pri čemer se oblika celice ne spremeni (krvničke so še vedno značilne diskaste oblike), ker prehajanja vode ni oziroma je to uravnoteženo (tako znotraj kot zunaj celice je enaka količina topljencev in proste vode, zatorej neto prehajanja vode ni).[9][17] Človeku dobro poznana izotonična raztopina je fiziološka raztopina,[19] ki ima osmolarnost podobno osmolarnosti človeške krvne plazme (masna koncentracija pribl. 0,9 %[19]).[20]

Hipotoničnost[uredi | uredi kodo]

Kadar je v neki raztopini raztopljena manjša koncentracija topljencev kot v drugi (in hkrati vsebuje več proste vode), rečemo, da je takšna raztopina hipotonična glede na primerjano.[6][9] Pravimo, da je osmotski potencial hipotonične raztopine manj negativen kot osmotski potencial primerjane raztopine.[16] Hipotonično stanje pogosto eksperimentalno prikažemo s pomočjo eritrocitov, ki se jih da v razredčeno raztopino (na primer vodo). Ker je v vodi precej manj topljencev (in več proste vode) kot v celici, voda prehaja v eritrocite, ki zaradi tega nabreknejo ali (ob veliki razliki med primerjanima raztopinama) celo počijo (tako imenovana hemoliza). Celica ima glede na medij, ki jo obdaja, bolj negativen osmotski potencial.[9][16][17][21] Rastlinska celica v hipotonični raztopini ne bo počila, ker jo pred tem ščiti ovoj trdne celične stene.[22][23]

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. Striebel, Hans Walter (2008). Operative Intensivmedizin Sicherheit in der klinischen Praxis ; mit 229 Tabellen. Stuttgart. ISBN 978-3-7945-2480-8. OCLC 244625180.
  2. Argyropoulos, Christos; Rondon-Berrios, Helbert; Raj, Dominic S; Malhotra, Deepak; Agaba, Emmanuel I; Rohrscheib, Mark; Khitan, Zeid; Murata, Glen H; Shapiro, Joseph I. "Hypertonicity: Pathophysiologic Concept and Experimental Studies". Cureus. Vol. 8 no. 5. doi:10.7759/cureus.596. ISSN 2168-8184. PMC 4895078. PMID 27382523.
  3. Gill, Gary W. (2013). Cytopreparation : principles & practice. New York. ISBN 1-4614-4933-2. OCLC 818827919.
  4. "Termania - Slovenski medicinski slovar - osmolárnost". www.termania.net. Pridobljeno dne 2021-04-02.
  5. Silverthorn, Dee Unglaub (2009). Physiologie (nemščina). Pearson Deutschland GmbH. ISBN 978-3-8273-7333-5.
  6. 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 Editors, B. D. (2017-02-10). "Tonicity". Biology Dictionary (angleščina). Pridobljeno dne 2021-04-02.CS1 vzdrževanje: dodano besedilo: authors list (link)
  7. Koeppen, Bruce M.; Stanton, Bruce A. (2013-01-01). Koeppen, Bruce M. (ur.). Renal Physiology (Fifth Edition) (angleščina). Philadelphia: Mosby. str. 1–14. ISBN 978-0-323-08691-2.
  8. 8,0 8,1 Sperelakis, Nick (2012). Cell physiology sourcebook : essentials of membrane biophysics (Fourth edition izd.). London, UK. ISBN 0-12-387757-1. OCLC 774110557.CS1 vzdrževanje: Dodano besedilo (link)
  9. 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 9,6 9,7 9,8 "Osmosis, Tonicity, and Hydrostatic Pressure". www.vivo.colostate.edu. Pridobljeno dne 2021-04-03.
  10. Courtney Ricca (Montclair High School, Montclair, NJ), Primary Author Howard Kimmel, Levelle Burr-Alexander, John Carpinelli - Center for pre-College Programs, NJIT. Dr. Bilgili/Anagha Bhakay, Dr. Yueyang Shen, Dr. Boris Khusid, Rajesh Dave - C-SOPS, NJIT. "Water Potential (Ψ)" (PDF). Pridobljeno dne 3. april 2021.CS1 vzdrževanje: Večkratna imena: authors list (link)
  11. "30.6A: Water and Solute Potential". Biology LibreTexts (angleščina). 2018-07-16. Pridobljeno dne 2021-04-03.
  12. Giménez, C.; Gallardo, M.; Thompson, R. B. (2013-01-01). "Plant–Water Relations". Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences (angleščina). Elsevier. ISBN 978-0-12-409548-9.
  13. Zaidi, Najam W.; Dar, Manzoor H.; Singh, Sudhanshu; Singh, U. S. (2014-01-01). "Chapter 38 - Trichoderma Species as Abiotic Stress Relievers in Plants". V Gupta, Vijai K. (ur.). Biotechnology and Biology of Trichoderma (angleščina). Amsterdam: Elsevier. str. 515–525. ISBN 978-0-444-59576-8.
  14. "Definition of OSMOSIS". www.merriam-webster.com (angleščina). Pridobljeno dne 2021-04-03.
  15. "Definition of Hypertonic solution". MedicineNet (angleščina). Pridobljeno dne 2021-04-03.
  16. 16,0 16,1 16,2 16,3 16,4 "Botanični terminološki slovar". Inštitut za slovenski jezik Frana Ramovša. Pridobljeno dne 2021-04-03.
  17. 17,0 17,1 17,2 17,3 "Red cell fragility - Osmotic hemolysis". www.medicine.mcgill.ca. Pridobljeno dne 2021-04-03.
  18. Lang, Ingeborg; Sassmann, Stefan; Schmidt, Brigitte; Komis, George (2014-11-26). "Plasmolysis: Loss of Turgor and Beyond". Plants. Vol. 3 no. 4. str. 583–593. doi:10.3390/plants3040583. ISSN 2223-7747. PMC 4844282. PMID 27135521.
  19. 19,0 19,1 Hahn, R. G. (2014–01). "Should anaesthetists stop infusing isotonic saline?". British Journal of Anaesthesia. Vol. 112 no. 1. str. 4–6. doi:10.1093/bja/aet292. ISSN 1471-6771. PMID 24318694.CS1 vzdrževanje: Date format (link)
  20. "Termania - Slovenski medicinski slovar - raztopína". www.termania.net. Pridobljeno dne 2021-11-16.
  21. "Hypotonic Solution - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Pridobljeno dne 2021-04-03.
  22. "New Membrane section". web.fscj.edu. Pridobljeno dne 2021-04-03.
  23. Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James (2000). "Osmosis, Water Channels, and the Regulation of Cell Volume". Molecular Cell Biology. 4th edition (angleščina).