ozmos yarı geçirgen bir membrandan yönlendirilmiş bir moleküler parçacık akışıdır. Biyolojide hücrelerdeki su dengesinin düzenlenmesi merkezi bir öneme sahiptir.
Ozmoz nedir?
Ozmoz, Yunancada "penetrasyon" anlamına gelir. Su gibi çözücülerin seçici olarak geçirgen bir membrandan kendiliğinden geçişi olarak tanımlanır. Membran yalnızca çözücüyü geçirir, ancak çözünmüş maddeleri geçirmez. Yalnızca bir bileşenin seçici difüzyonu, membranın her iki tarafındaki kimyasal potansiyelin dengesine neden olur.
Ozmoz doğada yaygındır. Özellikle biyolojik zarlarda, biyolojik taşıma süreçlerinin gerçekleşebilmesi için seçici bir madde değişimi gereklidir. Bununla birlikte, aktif, enerji tüketen taşıma işlemleri, pasif olarak ortaya çıkan ozmotik basıncın hücre üzerinde yıkıcı bir etkiye sahip olmamasını da sağlar.
Normal difüzyon işlemlerinde tersine çevirme mümkün olmasa da, ozmoz tersine çevrilebilir bir süreçtir.
İşlev ve görev
Ozmozda, bir çözeltinin veya saf bir çözücünün molekülleri, bu zarın her iki tarafında kimyasal potansiyel dengelenene kadar bir membrandan seçici olarak yayılır. Örneğin, diğer taraftaki konsantre bir çözelti, biriken hidrostatik basınç daha fazla difüzyonu önleyene kadar çözücü ile seyreltilir.
Moleküller, hangi taraftan geldiklerine bakılmaksızın zardan geçebilirler. Ancak, her zaman en büyük potansiyel fark yönünde yayılma olasılıkları daha yüksektir.
Kimyasal potansiyel dengelendiğinde, aynı sayıda parçacık, sağdan sola olduğu gibi soldan sağa doğru hareket eder. Yani artık dışarıdan hiçbir şey değişmiyor. Bununla birlikte, konsantre çözeltinin arzu edilen seyreltilmesinin bir sonucu olarak, bir yandan yüksek bir basınç (ozmotik basınç) oluşturan daha büyük miktarda sıvı birikmiştir. Membran artık basınca dayanamazsa, hücre yok edilebilir.
Membran içinden aktif taşıma süreçleri, enerji kullanımıyla belirli maddelerin uzaklaştırılmasını sağlar. Ozmotik sürecin canlı bir örneği, onlara su eklendiğinde olgunlaşmış kirazların şişmesidir. Su, meyvenin dış kabuğuna nüfuz ederken, şeker dışarı çıkamaz. Meyvenin içindeki seyreltme işlemi patlayana kadar devam eder.
Vücut içinde, ozmotik ve aktif, enerji tüketen taşıma süreçlerinin birleşimi, biyomembranlarla ayrılmış alanlarda biyokimyasal işlemlerin sorunsuz çalışmasını sağlar. Dış ortamdan ayrı hücreler var olabilir, ancak onunla sürekli madde alışverişinde bulunurlar.
Organeller, ayrı reaksiyonların gerçekleşebileceği hücrede de bulunur. Ozmotik basıncın, biyomembranların patlayacak kadar artmasını önlemek için moleküller, aktif taşıma süreçleri yoluyla boşaltılır.
Memeli hücrelerinde ozmotik basınç arttığında, NFAT5 proteini büyük ölçüde üretilir. Hücreyi hipertonik stresten (aşırı basınç) korumak için bir dizi karşı mekanizma sağlar. Bu süreçte, enerji kullanarak belirli maddeleri hücre dışına kanalize eden taşıma proteinleri üretilir. Diğer şeylerin yanı sıra, vücuttaki ozmotik basıncı düzenlemek için glikoz ve fazla elektrolitler gibi idrar maddeleri böbrekler yoluyla atılır.
Hastalıklar ve rahatsızlıklar
Osmoz, elektrolit dengesinin düzenlenmesinde de önemli bir rol oynar. Elektrolitler, çözünmüş tuzlardır ve sodyum, potasyum, magnezyum veya kalsiyum iyonları gibi pozitif yüklü metal iyonlarından ve klorür, bikarbonat veya fosfat anyonları gibi negatif yüklü anyonlardan oluşur.
Hücrede (hücre içi), hücrelerin dışında (interstisyel) veya kan dolaşımında (intravasküler) farklı konsantrasyonlarda bulunurlar. Konsantrasyondaki farklılıklar, hücre zarlarında elektrik voltajını oluşturur ve böylece hücre düzeyinde çok sayıda işlemi tetikler. Konsantrasyon farklılıkları bozulursa, tüm elektrolit dengesi de karıştırılır.
Böbrekler, bu elektrolit dengesini susuzluk mekanizmaları, hormonal süreçler veya böbreklere etki eden peptitler gibi çeşitli mekanizmalarla düzenler. Şiddetli ishal, kusma, kan kaybı veya böbrek yetmezliği ile su ve elektrolit dengesi bozulabilir. Her elektrolit, çok yüksek veya çok düşük konsantrasyonlarda oluşabilir.
Su ve elektrolit dengesindeki düzensizlikler, şiddetine bağlı olarak bazen yaşamı tehdit edicidir. Bu tür durumların örnekleri arasında dehidratasyon, hiperhidratasyon, hiper- ve hipovolemi (kan hacmi artar veya azalır), hipo- ve hipernatremi, hipo ve hiperkalemi veya hipo- ve hiperkalsemi bulunur.
Bu koşulların her biri yoğun tedavi gerektirir. Genellikle su ve elektrolit dengesi hızla dengelenir. Bununla birlikte, aktif taşıma süreçleri ile ozmotik süreçler arasındaki düzenleyici mekanizma, böbrek yetmezliği veya başka bir hastalık tarafından bozulursa, kronik elektrolit bozuklukları ortaya çıkabilir. Sonuç olarak ödem, kardiyovasküler hastalıklar, beyin ödemi, kafa karışıklığı veya nöbetler ortaya çıkar.
Su ve elektrolit dengesi ile vücuttaki biyolojik süreçler arasındaki ilişkiler o kadar karmaşıktır ki, tüm elektrolit bozuklukları için benzer semptomlar sıklıkla görülür. Elektrolit dengesinin belirlenmesi, bu semptomlar kronik ise standart muayenelerin bir parçası olmalıdır.
.jpg)
