Биологическое значение явления осмоса

Благодаря осмосу происходят оводнение клеток, что придает им форму, обусловливает тургор, способствуя поддержанию эластичности и упругости. Вода необходима клеткам для осуществления множества реакций – гидролиза, гидратации, окисления и др. Для ионов натрия и калия мембраны клеток непроницаемы (существуют «насосы» для пере­носа их через мембрану).

Если осмотическое давление раствора равно таковому стандартного раствора, то раствор этот называется изотоническим; если давление раствора больше давления стандартного раствора, то это гипертонический раствор, и если оно меньше, чем давление стандартного раствора – гипотонический раствор. В качестве стандартного раствора принято считать жидкие системы организма. Кровь, лимфа, тканевые жидкости – это водные растворы многих различных молекул и ионов. Их суммарное осмотическое давле­ние при 37°С равно 7,7 атм., что способствует достаточному оводнению клеток и межклеточных структур и нормальному течению многообразных физических и химических процессов. Такое же давление имеет 0,9% (или 0,15 М) раствор хлорида натрия. Этот раствор называется ф изиологическим. Сейчас туда добавляют и другие соли, белки и т.д.

Если живую клетку поместить в гипотонический раствор, напри­мер в воду, то она набухнет от поступающих в нее молекул воды и лопнет. Это явление называют лизисом. В случае эритроцитов, лизис получил название гемолиз, т.к. при этом из клетки выходит гемо­глобин, и вода окрашивается в красный цвет,

В гипертонических растворах вода, наоборот, уходит из клетки, и она сморщивается. Это явление – плазмолиз.

У высокоорганизованных животных и человека осмотическое дав­ление весьма постоянно. Это явление называется изоосмией, оно вхо­дит в понятие гомеостаза. Понижение осмотического давления путем введения больших количеств воды или в результате интенсивной по­тери солей с потом, мочой может вызвать рвоту, судороги и даже гибель.

Повышение же осмотического давления введением больших коли­честв солей приводит к перераспределению солей. Вода скапливает­ся в тех тканях, в которых откладываются избыточные количества солей, вызывая их отеки, в то же время обезвоживание слизистых оболочек вызывает чувство жажды, нарушает нормальную деятельность нервной системы идругих органов.

Механизмы, участвующие в сохранении изоосмии:

1) свойства некоторых тканей (печень, подкожная клетчатка) за­держивать в себе избыточные количества солей;

2) способность организма быстро выводить соли с мочой и потом; особую роль в этом играют почки.

Эти процессы регулируются нервной системой и железами внутренней секреции.

В ограниченных участках тканей изменения осмотического давле­ния могут быть большими. Так, при локальном воспалении происходит распад белка на мелкие фрагменты и, следовательно, увеличение кон­центрации веществ в этой зоне. Вода устремляется в этот очаг, повы­шая осмотическое давление, которое вызывает ощущение боли. Разрез воспаленного участка снимает боль, так как жидкость при этом вытекает.

В хирургии применяют гипертонические повязки – марлевые полоски, смоченные в гипертонических растворах NaCl и введенные в гнойные раны. Ток жидкости в ране направляется по марле наружу, выводя с со­бой гной, микроорганизмы и т.д.

Применение при консервировании больших количеств сахара или со­ли приводит к плазмолизу микроорганизмов.

Создание изотонической сре­ды необходимо при экспериментальных исследованиях нa выделенных из организма ор­ганах и тканях.