معلومة

ما هي الضغوط التناضحية الداخلية والخارجية عند الإشارة إلى خلية؟

ما هي الضغوط التناضحية الداخلية والخارجية عند الإشارة إلى خلية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد رأيت المصطلح المستخدم ولكن لا يمكنني العثور على إجابة واضحة: ما هي الضغوط التناضحية الداخلية والخارجية عند الإشارة إلى خلية؟


الضغط الاسموزي الداخلي هو الضغط الاسموزي داخل الخلية. الضغط الاسموزي الخارجي هو الضغط الاسموزي خارج الخلية. يتناسب الضغط الاسموزي مع تركيز المواد المذابة.

ويكيبيديا لديها صفحة معقولة تمامًا حول هذا الموضوع.


التناضح هو حركة جزيئات المذيب من خلال غشاء شبه نافذ إلى منطقة بها تركيز عالي للذوبان. الضغط الاسموزي هو الضغط الخارجي اللازم لمنع المذيب من عبور الغشاء. يعتمد الضغط الاسموزي على تركيز الجسيمات المذابة. في الكائن الحي ، المذيب هو الماء والجسيمات المذابة هي بشكل أساسي أملاح مذابة وأيونات أخرى ، لأن الجزيئات الأكبر (البروتينات والسكريات) والجزيئات غير القطبية أو الكارهة للماء (الغازات المذابة ، الدهون) لا تعبر غشاء نصف نافذ. للحفاظ على توازن الماء والكهارل ، تفرز الكائنات الحية الماء الزائد والجزيئات الذائبة والنفايات.

هناك نوعان من الاستراتيجيات المستخدمة لتنظيم التناضح - المطابقة والتنظيم.

تستخدم Osmoconformers عمليات نشطة أو سلبية لمطابقة الأسمولية الداخلية الخاصة بها مع البيئة. يظهر هذا بشكل شائع في اللافقاريات البحرية ، التي لها نفس الضغط التناضحي الداخلي داخل خلاياها مثل الماء الخارجي ، على الرغم من أن التركيب الكيميائي للمذابات قد يكون مختلفًا.

يتحكم المنظمون في الضغط التناضحي الداخلي بحيث يتم الحفاظ على الظروف ضمن نطاق منظم بإحكام. العديد من الحيوانات هي منظمات تناضح ، بما في ذلك الفقاريات (مثل البشر).


مقدمة

نمو الأطراف هو شكل متخصص من أشكال نمو الخلايا تظهره خلايا حبوب اللقاح النباتية الأعلى وشعر الجذور [1] ، [2] ، الفطريات [3] ، السرخس [4] ، الطحالب وبعض الطحالب [5] والبكتيريا [6]. يمكن أن تظهر حبوب اللقاح للنباتات الأعلى معدلات نمو عالية للغاية (تصل إلى 25 & # x000b5m دقيقة & # x022121) [7] ، [8] وتشارك حصريًا في الإخصاب بدلاً من الحصول على الماء والمغذيات للجسم الأم. نظرًا لأهمية نمط النمو المتخصص هذا ، فقد تم جمع قدر كبير من البيانات على مدى العقود القليلة الماضية مما يوضح مدى تعقيد نمو الأطراف. ما ظهر هو وجهة نظر استطالة الطرف ، على عكس نمو توسع الخلية ، مما يطرح العديد من التحديات التنظيمية. يتطلب معدل النمو السريع جدًا تسليمًا منسقًا للمواد إلى الحافة [9] ، [10] الجدار ، والذي يظهر اختلافات محلية صغيرة في السماكة أثناء النمو فقط عند القمة القصوى [11] ، [12] يجب أن يكون مستقرًا مقابل زيادة السماكة أو التخفيف إلى الانفجار [13] & # x02013 [15] ويجب أن تتراكم المياه والمذابات التناضحية بمعدلات عالية. علاوة على ذلك ، عند النمو في الجسم الحي ، يجب توجيه الخلية استجابةً للإشارات خارج الخلية [16] & # x02013 [21] أي أن نمو حبوب اللقاح مداري وربما تطور معدل النمو المرتفع استجابةً للتنافس على الإخصاب بين الأمشاج. لذلك يعد تحليل نمو أنبوب حبوب اللقاح أمرًا أساسيًا لفهم كل من الإخصاب في كاسيات البذور والعناصر الرئيسية لنمو الأطراف بشكل عام.

تمت معالجة الجوانب المختلفة لنمو الأطراف في أنابيب حبوب اللقاح بشكل تجريبي من خلال مجموعة من التقنيات الميكروسكوبية والوراثية الجزيئية والفيزيائية الحيوية (للمراجعات ، انظر [1] ، [2] ، [5] ، [9] ، [17] ، [22] & # x02013 [37]) والأجزاء ذات الصلة من هذه الدراسات ستتم مناقشتها في سياقات مختلفة أدناه. هناك حاجة إلى نماذج كمية لاختبار الفرضيات المتعلقة بنمو الأطراف ، والنماذج المنشورة حتى الآن من عدة أنواع. (ط) مورفولوجيا الخلية النامية وتوليد شكل الطرف بالضغط. يتم تطبيق هذه النماذج أحيانًا على النمو العام للخلايا النباتية (& # x02018morphodynamics & # x02019 للتطوير) [38] ، [39] ، ولكن أيضًا على وجه التحديد لميكانيكا النمو ، بما في ذلك توسيع جدار الطرف بالضغط لإعطاء الشكل و أنماط النمو التي تمت ملاحظتها بواسطة الفحص المجهري الكمي [3] ، [12] ، [31] ، [40] & # x02013 [46]. (2) علم الخلايا لمنطقة طرف الخلية وإمداد مادة الجدار ، & # x02018 نموذج إمداد المادة & # x02019 [3] ، [47] & # x02013 [49]. (3) العلاقات الأيونية للخلية من حيث المضخات والناقلات المعروفة ودورها المحتمل في التدفق والتذبذبات الحالية. لا تشير النمذجة الحديثة لناقلات الأيونات الممكنة والمحتملة في طرف وسيقان خلية حبوب اللقاح التي تعتبر مناطق متميزة للاستيراد والتصدير إلى ما إذا كان تراكم الأيونات الصافي هو أساس الضغط التناضحي في الخلية ، على الرغم من أنه قد يساهم في ظل ظروف معينة [ 50]. (4) معدلات النمو التذبذبية ، بشكل عام في الخلايا النباتية [51] وعلى وجه التحديد في أنابيب حبوب اللقاح [52].

تستند هذه الدراسات إلى مجموعة من الافتراضات مع معلمات مأخوذة من التجارب واستخدام الحساب لاختبار مدى ملاءمتها للسلوك التجريبي وبالتالي صحة الافتراضات. تنشأ من الاهتمام بجوانب مختلفة من عملية النمو. لا يوجد حتى الآن أي شيء يتعامل مع العلاقات التناضحية لخلية حبوب اللقاح بأكملها ، واشتقاق الضغوط التناضحية والتورم كقوى دافعة أساسية ومدخل حجم اقتران بالنمو الخطي وتمدد الطرف مثل هذا النموذج يشكل أساس الورقة الحالية ويساهم إجابات على المشكلات التي لم يتم الرد عليها من خلال الأعمال السابقة.

أحد الجوانب المهمة لنمو حبوب اللقاح التي تتطلب تفسيرًا هو التحكم في سمك الجدار وثباته الظاهر. تتعلق غالبية نماذج نمو النبات بنمو الامتداد الذي تمت معالجته في ورقة كلاسيكية من Lockhart [53] ، يستند النموذج الموصوف هناك إلى الافتراضين التاليين: تتصرف الخلية كمقياس تناضح بسيط ويتصرف جدار الخلية كمقياس تناضح بسيط. بوليمر خطي مطاطي ، يتم الحفاظ على سمكه ثابتًا عن طريق الترسيب المستمر للمواد الجديدة. ومع ذلك ، فإن معدل النمو ليس ثابتًا ويزيد أضعافًا مضاعفة ، أي بما يتناسب مع طول الخلية ، على الرغم من أنه يمكن الحصول على أنماط مختلفة من خلال تعديل المعلمات مثل الحفاظ على الضغط الاسموزي [53] ووضع افتراضات موسعة حول فيزياء مادة الجدار التي يمكن تغير مع الوقت وضغط التورغ [54].

ينطبق هذان الافتراضان على النموذج الموصوف هنا ، لكن معدلات نمو خلايا حبوب اللقاح ثابتة ويمكن أن تكون ثابتة تقريبًا على الزيادات الكبيرة (100 & # x02013300 & # x00025) في الطول. سيكون من الواضح أن نموذج الامتداد ، الذي لا يُنظر فيه إلى شكل الخلية والتمايز ، لا ينطبق على نمو الأطراف بعدة طرق: (1) يقتصر النمو على القمة ولا يتضمن أي امتداد خطي إضافي لمواد الجدار بالفعل موضوعة خلف الحافة ، على الرغم من إضافة مكونات الجدار إليها ، لا يوجد فك لهذا الجدار للسماح بالنمو الخطي عن طريق الإقحام. (2) يعتبر الطرف المتطرف عبارة عن بوليمر سائل لزج يتم شده في حالة مستقرة ، ولا يظهر أي عائد غير خطي تحت الضغط. (3) قد تحدد الضغوط التناضحية والتورمية معدل دمج الجدار عند الطرف. (4) يجب أن تكون منطقة غشاء الخلية المتاحة لدخول المياه التناضحية ثابتة للنمو الخطي المستمر. هذه الاختلافات ، التي يتم تطبيقها داخل هندسة أسطوانية يقودها طرف متجدد باستمرار ، كافية لتطلب المعالجة المختلفة الموضحة أدناه.

هناك أدلة على أن الجدار الأولي ، الذي تفرزه الحويصلات ، يتصرف كمواد لزجة يتم توسيعها بمعدل مرتفع بسبب الضغط في الخلية ، وفي الوقت نفسه ، يتم تقويتها باستمرار [43] ، [55]. وبالتالي ، فإن الطبقة السائلة اللزجة الموجودة في الطرف تكون في حالة مستقرة تعمل على حافة السكين بين زيادة السماكة وإيقاف النمو أو انفجاره عندما تقل قيمة الفيلم عن القيمة الحرجة. كيف يتم تحقيق هذا الاستقرار لم يكن واضحًا في التجارب يمكن أن يتسبب جدار الحافة في زيادة سماكة أو انفجار الخلية في ظل ظروف قاسية ولكن أثناء النمو الطبيعي ومع التغييرات المعتدلة ، يبدو أن السماكة يتم الحفاظ عليها ضمن نطاق ضيق. هناك مشكلة أخرى ذات صلة وهي أن دخول المياه عن طريق التناضح يجب أن يكون مطابقًا لإنتاج جدار طرف جديد. هنا مرة أخرى ، سيؤدي عدم التطابق إلى انفجار أو زيادة سماكة الجدار ووقف النمو. تتطلب هذه الاعتبارات أن تكون العلاقات الفيزيائية والكيميائية للخلية إما ذاتية التنظيم أو يتحكم فيها نظام تنظيمي للتغذية الراجعة.

هناك مشكلة مركزية أخرى لم يتم حلها وهي دور ضغط التورغ في نمو الامتداد. لا توجد علاقة بسيطة بين التورم والنمو ، كما يتضح من التوضيح أنه في بعض الخلايا الفطرية التي تظهر نمو الأطراف ، لا يوجد تورم يمكن اكتشافه بعد الإجهاد المفرط ولكن معدلات النمو ملحوظة تمامًا [56] والملاحظة أنه لا يوجد في أنابيب حبوب اللقاح تذبذب تورم قابل للقياس أثناء النمو التذبذب [14] ، [21]. في دراسة الخلايا الشاذة باستخدام مشبك turgor ، تبين أن معدل النمو لا يعتمد على التورم ، ولكن التورم كان ضروريًا للنمو فوق عتبة [57]. نظرًا لأن turgor هو القوة الوحيدة التي يمكنها توسيع مادة الجدار الجديدة ميكانيكيًا ، بصرف النظر عن الاقتراح القائل بأن نمو الأنبوب هو حركة تشبه الأميبية تدفعها محركات الخلية [58] ، [59] ، فقد نشأ هذا السؤال مرارًا وتكرارًا في الأدبيات.

نقدم هنا نموذجًا يهدف إلى الإجابة على بعض الأسئلة المركزية حول معدلات النمو وإدماج الجدار وامتصاص المياه من خلال اعتبارها معًا كمجموعة متكاملة من المعادلات التي تمثل خلية حبوب لقاح واحدة متنامية. بالاقتران مع القياسات التجريبية ، يعطي برنامج كمبيوتر للنموذج بعض النتائج الواضحة والأساسية. نظرًا لقيم المعلمات الرئيسية المستمدة من الأدبيات والقياسات الخاصة بنا ، فإن هذا النموذج يصور بدقة نموًا ثابتًا للحالة. يمكن بعد ذلك اضطراب هذه الحالة عن طريق تغيير قيم المعلمات الخارجية مثل الضغط الاسموزي الخارجي ومقارنة التأثيرات المتوقعة مع النتائج التجريبية. العناصر الأساسية هي: (1) تسليم مادة الجدار الأولية (2) توسعها بواسطة turgor ، وهي عملية تغذي المنطقة إلى الحافة (3) آلية تصلب داخل منطقة طرف (4) دخول الماء (الحجم) ، تحت القوى الدافعة الديناميكية الحرارية ، عبر توصيل تناضحي للغشاء ، و (5) وجود أو عدم وجود آلية استشعار / منظم تستشعر أحد المدخلات العديدة المحتملة وتتحكم في معدل توصيل مواد الجدار أو المخرجات المحتملة الأخرى.

تقدم نتائجنا تفسيرًا ميكانيكيًا كميًا لدور ضغط التورغ: كيف يكون أقل من الضغط الاسموزي (عادةً بنسبة 50 & # x0201370 & # x00025) والذي يمكن أن يكون منخفضًا جدًا بالفعل أثناء النمو السريع ، ولماذا لا يُرى أنه يختلف خلال التذبذبات في معدل النمو. يشرح النموذج أيضًا ثبات سمك جدار الخلية في ظل ظروف مختلفة ، واستجابات النمو والضغط لاضطرابات القوة التناضحية الخارجية ومعدل تصلب جدار الخلية ، ويتنبأ بشكل صحيح بأن نفاذية المياه ودخولها (حتى للأنابيب الطويلة) يهيمن عليها الطرف منطقة. يشير النموذج أيضًا بقوة إلى أن المستشعر الذي يتفاعل مع إمكانات الماء مطلوب لتحقيق الاستقرار في الضغط والنمو من خلال تنظيم ترسب الجدار.


الفرق بين التنفس الخارجي والتنفس الداخلي

موقع:

يحدث التنفس الخارجي بين خلايا الجسم والبيئة الخارجية بينما يحدث التنفس الداخلي داخل الخلايا.

عمليه التنفس:

يشمل التنفس الخارجي التنفس ، بينما لا يشمل التنفس الداخلي.

تدخل الهيموجلوبين:

يتضمن التنفس الخارجي ارتباط الأكسجين بهيم الهيموغلوبين أو تفريغه منه. هذه ليست عملية تنفس داخلي.

أكسدة:

يتضمن التنفس الداخلي ثلاث مراحل: تحلل السكر ودورة كريبس والفسفرة المؤكسدة ، وهذا ليس هو الحال بالنسبة للتنفس الخارجي.

تدخل الأكسجين:

يمكن أن يحدث التنفس الداخلي أحيانًا بدون أكسجين ، وليس هذا هو الحال مع التنفس الخارجي.

مدخل:

يشمل التنفس الخارجي دخول الأكسجين أولاً إلى الهياكل التنفسية مثل الرئتين أو الخياشيم ، وهذا ليس هو الحال مع التنفس الداخلي.

تفاعل كيميائي:

التنفس الخارجي هو آلية كيفية دخول الأكسجين جسديًا إلى الجسم وتحريكه ، بينما التنفس الداخلي ليس سوى عملية تفاعلات كيميائية تتضمن الأكسجين كقوة دافعة.

تبادل الغازات:

التنفس الخارجي ينطوي على تبادل الغازات ، والتنفس الداخلي لا.

مشاركة الماء مقابل أوكسي هيموغلوبين:

يشمل التنفس الداخلي البروتونات التي تتحد في النهاية مع الأكسجين لتكوين الماء بينما يتحد الأكسجين في التنفس الخارجي مع الهيموغلوبين لتكوين أوكسي هيموغلوبين.


ملخص

عندما يتم فصل محلول ومذيب نقي بواسطة غشاء شبه نافذ ، وهو حاجز يسمح بمرور جزيئات المذيبات ولكن ليس جزيئات الذائبة ، فإن تدفق المذيب في اتجاهات متعارضة يكون غير متساو وينتج ضغطًا تناضحيًا ، وهو الفرق في الضغط بين جانبي الغشاء. التناضح هو التدفق الصافي للمذيب عبر هذا الغشاء بسبب تركيزات الذائبة المختلفة. يستخدم غسيل الكلى غشاء نصف نافذ مع مسام تسمح فقط للجزيئات الذائبة الصغيرة وجزيئات المذيبات بالمرور.


منظمي التناضحات ومحولات الصوت

الأشخاص الذين يفقدون في البحر دون أي مياه عذبة للشرب معرضون لخطر الجفاف الشديد لأن جسم الإنسان لا يستطيع التكيف مع شرب مياه البحر ، وهو مفرط التوتر (ذو ضغط تناضحي أعلى) مقارنة بسوائل الجسم. لا تستطيع الكائنات الحية Stenohaline ، مثل الأسماك الذهبية ، تحمل سوى نطاق ضيق نسبيًا من الملوحة. يمكن أن يعيش حوالي 90 في المائة من أنواع الأسماك العظمية إما في المياه العذبة أو مياه البحر ، ولكن ليس في كليهما. هذه الأسماك غير قادرة على التنظيم التناضحي في الموائل البديلة.

ومع ذلك ، هناك عدد قليل من الأنواع ، المعروفة باسم الكائنات الحية القابلة للإلحاح ، تقضي جزءًا من دورة حياتها في المياه العذبة وجزءًا في مياه البحر. هذه الكائنات الحية ، مثل السلمون ، تتحمل نطاقًا واسعًا نسبيًا من الملوحة. لقد طوروا آليات تنظيم التناضح للبقاء على قيد الحياة في مجموعة متنوعة من البيئات المائية. في الماء العذب منخفض التوتر نسبيًا (الضغط الأسموزي المنخفض) ، يمتص جلدهم الماء (انظر [أ] في). لا تشرب الأسماك الكثير من الماء وتوازن الإلكتروليتات عن طريق تمرير البول المخفف أثناء تناول الأملاح بنشاط من خلال الخياشيم. عندما ينتقلون إلى بيئة بحرية مفرطة التوتر ، يفقد السلمون الماء ، ويخرج الأملاح الزائدة من خلال الخياشيم والبول (انظر [ب] في).

الشكل ( PageIndex <1> ): يستجيب فسيولوجيا السلمون للمياه العذبة ومياه البحر للحفاظ على التوازن التناضحي: الأسماك هي منظمات تناضح ، ولكن يجب أن تستخدم آليات مختلفة للبقاء على قيد الحياة في (أ) المياه العذبة أو (ب) بيئات المياه المالحة.

من ناحية أخرى ، قد تكون معظم اللافقاريات البحرية متساوية التوتر مع مياه البحر (محولات الأسمدة). تتوافق تركيزات سوائل الجسم مع التغيرات في تركيز مياه البحر. يشبه تكوين الدم للأسماك الغضروفية ، مثل أسماك القرش والشفنين ، تلك الموجودة في الأسماك العظمية. ومع ذلك ، فإن دم أسماك القرش يحتوي على اليوريا وأكسيد ثلاثي ميثيل أمين (TMAO). لا تتشابه تركيبة إلكتروليت الدم في أسماك القرش ورسكووس مع تلك الموجودة في مياه البحر ، ولكنها تحافظ على تناسق التوتر مع مياه البحر عن طريق تخزين اليوريا بتركيزات عالية. أسماك القرش هي & ldquoureotele & rdquo حيوانات تفرز اليوريا للحفاظ على التوازن التناضحي. يعمل TMAO على استقرار البروتينات في وجود مستويات عالية من اليوريا ، مما يمنع تعطيل روابط الببتيد التي قد تحدث في مثل هذه المستويات العالية من اليوريا.


10.4 السرطان ودورة الخلية

يتكون السرطان من العديد من الأمراض المختلفة التي تسببها آلية مشتركة: نمو الخلايا غير المنضبط. على الرغم من مستويات التكرار والتداخل في التحكم في دورة الخلية ، إلا أن الأخطاء تحدث. تتمثل إحدى العمليات الحرجة التي تتم مراقبتها بواسطة آلية مراقبة نقطة تفتيش دورة الخلية في التكرار الصحيح للحمض النووي أثناء المرحلة S. حتى عندما تكون جميع عناصر التحكم في دورة الخلية تعمل بكامل طاقتها ، سيتم تمرير نسبة صغيرة من أخطاء النسخ (الطفرات) إلى الخلايا الوليدة. إذا حدثت تغييرات في تسلسل نوكليوتيدات الحمض النووي داخل جزء ترميز من الجين ولم يتم تصحيحها ، ينتج عن ذلك طفرة جينية. تبدأ جميع أنواع السرطان عندما تؤدي الطفرة الجينية إلى ظهور بروتين معيب يلعب دورًا رئيسيًا في تكاثر الخلايا. قد يكون التغيير في الخلية الناتج عن البروتين المشوه طفيفًا: ربما يكون هناك تأخير طفيف في ارتباط Cdk بـ cyclin أو بروتين Rb الذي ينفصل عن الحمض النووي المستهدف بينما لا يزال يتم فسفرته. حتى الأخطاء الطفيفة قد تسمح بحدوث الأخطاء اللاحقة بسهولة أكبر. مرارًا وتكرارًا ، تنتقل أخطاء صغيرة غير مصححة من الخلية الأم إلى الخلايا الوليدة ويتم تضخيمها حيث ينتج كل جيل المزيد من البروتينات غير الوظيفية من تلف الحمض النووي غير المصحح. في النهاية ، تتسارع وتيرة دورة الخلية مع انخفاض فعالية آليات التحكم والإصلاح. النمو غير المنضبط للخلايا المتحورة يفوق نمو الخلايا الطبيعية في المنطقة ، ويمكن أن ينتج عن ذلك ورم ("الورم").

الجينات المسرطنة

تسمى الجينات التي ترمز لمنظمات دورة الخلية الإيجابية بالجينات الورمية الأولية. الجينات الورمية الأولية هي جينات طبيعية ، عندما تتحور بطرق معينة ، تصبح جينات مسرطنة ، وهي جينات تتسبب في أن تصبح الخلية سرطانية. ضع في اعتبارك ما يمكن أن يحدث لدورة الخلية في خلية تحتوي على أحد مكونات الورم المكتسبة مؤخرًا. في معظم الحالات ، سيؤدي تغيير تسلسل الحمض النووي إلى بروتين أقل وظيفيًا (أو غير وظيفي). تكون النتيجة ضارة بالخلية ومن المحتمل أن تمنع الخلية من إكمال دورة الخلية ومع ذلك ، لا يتضرر الكائن الحي لأن الطفرة لن يتم نقلها إلى الأمام. إذا لم تتمكن الخلية من التكاثر ، فلن يتم نشر الطفرة ويكون الضرر ضئيلًا. من حين لآخر ، تسبب الطفرة الجينية تغييرًا يزيد من نشاط المنظم الإيجابي. على سبيل المثال ، يمكن للطفرة التي تسمح بتنشيط Cdk دون أن تكون في شراكة مع cyclin أن تدفع دورة الخلية إلى ما بعد نقطة تفتيش قبل استيفاء جميع الشروط المطلوبة. إذا كانت الخلايا الوليدة الناتجة متضررة جدًا بحيث لا يمكنها الخضوع لمزيد من الانقسامات الخلوية ، فلن تنتشر الطفرة ولن يحدث أي ضرر للكائن الحي. ومع ذلك ، إذا كانت الخلايا الوليدة غير النمطية قادرة على الخضوع لمزيد من الانقسامات الخلوية ، فمن المحتمل أن تتراكم الأجيال اللاحقة من الخلايا ، ربما في جينات إضافية تنظم دورة الخلية.

إن جين Cdk في المثال أعلاه هو واحد فقط من العديد من الجينات التي تعتبر من الجينات الورمية الأولية. بالإضافة إلى البروتينات المنظمة لدورة الخلية ، يمكن تغيير أي بروتين يؤثر على الدورة بطريقة تتجاوز نقاط فحص دورة الخلية. الجين الورمي هو أي جين يؤدي ، عند تغييره ، إلى زيادة معدل تقدم دورة الخلية.

الجينات الزائدة للورم

مثل الجينات الورمية الأولية ، تم اكتشاف العديد من البروتينات المنظمة لدورة الخلية السلبية في الخلايا التي أصبحت سرطانية. الجينات الكابتة للورم هي أجزاء من الحمض النووي ترمز للبروتينات المنظمة السلبية ، وهي نوع من المنظمين ، عند تنشيطها ، يمكن أن تمنع الخلية من الانقسام غير المنضبط. تتمثل الوظيفة الجماعية لبروتينات الجين الكابت للورم الأكثر فهماً ، Rb و p53 و p21 ، في وضع عقبة أمام تقدم دورة الخلية حتى اكتمال أحداث معينة. قد لا تتمكن الخلية التي تحمل شكلاً متحورًا لمنظم سلبي من إيقاف دورة الخلية إذا كانت هناك مشكلة. مثبطات الورم مشابهة للمكابح في السيارة: يمكن أن يساهم خلل في الفرامل في وقوع حادث سيارة.

تم التعرف على الجينات المحورة p53 في أكثر من نصف جميع الخلايا السرطانية البشرية. هذا الاكتشاف ليس مفاجئًا في ضوء الأدوار المتعددة التي يلعبها البروتين p53 في G1 نقطة تفتيش. قد تفشل الخلية ذات p53 المعيب في اكتشاف الأخطاء الموجودة في الحمض النووي الجيني (الشكل 10.14). حتى إذا كان البروتين p53 الذي يعمل جزئيًا يحدد الطفرات ، فقد لا يكون قادرًا على إرسال إشارات إلى إنزيمات إصلاح الحمض النووي الضرورية. في كلتا الحالتين ، سيبقى الحمض النووي التالف غير مصحح. في هذه المرحلة ، سيعتبر البروتين p53 الوظيفي الخلية غير قابلة للإنقاذ ويؤدي إلى موت الخلية المبرمج (موت الخلايا المبرمج). ومع ذلك ، فإن النسخة التالفة من البروتين p53 الموجودة في الخلايا السرطانية لا يمكن أن تؤدي إلى موت الخلايا المبرمج.

اتصال مرئي

يمكن أن يسبب فيروس الورم الحليمي البشري سرطان عنق الرحم. يقوم الفيروس بترميز E6 ، وهو بروتين يربط p53. بناءً على هذه الحقيقة وما تعرفه عن p53 ، ما هو التأثير الذي تعتقد أن ارتباط E6 له على نشاط p53؟

  1. ينشط E6 p53
  2. يعمل E6 على تعطيل p53
  3. يتحور E6 p53
  4. علامات الربط E6 p53 للتدهور

فقدان وظيفة p53 له تداعيات أخرى على دورة الخلية. قد يفقد p53 المتحول قدرته على إطلاق إنتاج p21. بدون مستويات كافية من p21 ، لا توجد كتلة فعالة على تنشيط Cdk. بشكل أساسي ، بدون p53 يعمل بكامل طاقته ، فإن G1 تم اختراق نقطة التفتيش بشدة وتنطلق الخلية مباشرة من G1 إلى S بغض النظر عن الظروف الداخلية والخارجية. عند الانتهاء من دورة الخلية المختصرة هذه ، يتم إنتاج خليتين ابنتيتين ورثتا الجين p53 الطافر. بالنظر إلى الظروف غير المثلى التي تتكاثر فيها الخلية الأم ، فمن المحتمل أن تكون الخلايا الوليدة قد اكتسبت طفرات أخرى بالإضافة إلى الجين الكابت للورم الخاطئ. تتراكم الخلايا مثل هذه الخلايا الوليدة بسرعة كلاً من الجينات المسرطنة والجينات الكابتة للورم غير الوظيفية. مرة أخرى ، النتيجة هي نمو الورم.


التناضح العكسي

التناضح العكسي هو العملية التي يتحرك من خلالها المذيب السائل عبر الغشاء شبه المنفذ مقابل تدرج تركيزه ، أي من تركيز مذيب عالٍ إلى تركيز مذيب منخفض في وجود ضغط مطبق خارجيًا على المحلول. يجب أن يكون هذا الضغط أكبر من الضغط الاسموزي ، لذلك بشكل عام يمكن أن يكون التناضح العكسي كثيفًا للطاقة. تتطلب عملية التناضح العكسي هذه القوة الدافعة لدفع السائل عبر الغشاء (والذي يحاول مرة أخرى التأكد من أن الإمكانات الكيميائية للمذيب على كلا الجانبين تصبح متساوية كما هو مطلوب بالديناميكا الحرارية المتوازنة) ، والقوة الأكثر شيوعًا هي الضغط من مضخة. كلما زاد الضغط ، زادت القوة الدافعة الصافية. مع زيادة تركيز السائل الذي يتم رفضه ، تزداد القوة الدافعة المطلوبة لمواصلة تركيز السائل (حيث يزداد الضغط الأسموزي بتركيزات أعلى).

تُعرف هذه العملية أيضًا باسم الترشيح المفرط لأنها واحدة من أفضل طرق الترشيح المعروفة ، ويمكن إزالة الجزيئات الصغيرة مثل الأيونات من المحلول باستخدام هذه الطريقة. يشيع استخدام التناضح العكسي لتنقية المياه وتحلية المياه. يمكن استخدامه أيضًا لتنقية السوائل مثل الإيثانول والجليكول ، والتي تمر عبر غشاء التناضح العكسي ، بينما ترفض مرور الأيونات والملوثات الأخرى. التناضح العكسي قادر على رفض البكتيريا والأملاح والسكريات والبروتينات والجزيئات والأصباغ ، إلخ.


البيئة الداخلية والتوازن

تحصل الأميبا وخلية الكبد البشرية على طاقتهما عن طريق تكسير بعض العناصر الغذائية العضوية. التفاعلات الكيميائية المتضمنة في هذه العملية داخل الخلايا متشابهة بشكل ملحوظ في نوعي الخلايا وتتضمن استخدام الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون. تلتقط الأميبا الأكسجين مباشرة من السائل المحيط بها (بيئتها الخارجية) وتزيل ثاني أكسيد الكربون في نفس السائل. ولكن كيف يمكن لخلية الكبد وجميع الأجزاء الداخلية الأخرى من الجسم الحصول على الأكسجين والتخلص من ثاني أكسيد الكربون عندما لا تكون على اتصال مباشر بالبيئة الخارجية - الهواء المحيط بالجسم - على عكس الأميبا؟

يلخص الشكل 1-2 تبادلات المادة التي تحدث في الشخص. إن إمداد الأكسجين هو وظيفة كل من الجهاز التنفسي ، الذي يمتص الأكسجين من البيئة الخارجية ، والجهاز الدوري الذي يوزع الأكسجين إلى جميع أجزاء الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، يحمل الجهاز الدوري ثاني أكسيد الكربون الناتج عن جميع خلايا الجسم إلى الرئتين ، مما يؤدي إلى التخلص منه إلى الخارج. وبالمثل ، يعمل الجهاز الهضمي والدورة الدموية معًا على توفير العناصر الغذائية من البيئة الخارجية لجميع خلايا الجسم. ينقل الجهاز الدوري النفايات غير ثاني أكسيد الكربون من الخلايا التي أنتجتها إلى الكلى والكبد ، والتي تفرزها من الجسم. تنظم الكلى أيضًا كميات الماء والعديد من المعادن الأساسية في الجسم. يقوم الجهازان العصبي والهرموني بالتنسيق والتحكم في أنشطة جميع أجهزة الأعضاء الأخرى.

وبالتالي فإن التأثير الكلي لأنشطة أجهزة الأعضاء هو خلق بيئة داخل الجسم

الفصل الأول إطار لعلم وظائف الأعضاء البشرية

فاندر وآخرون: وظائف الخلية الأساسية البشرية

علم وظائف الأعضاء: آلية عمل الجسم ، الطبعة الثامنة

القلب والأوعية الدموية والدم (تشمل بعض التصنيفات أيضًا الأوعية اللمفاوية واللمفاوية في هذا النظام).

نقل الدم إلى أنسجة الجسم

الأنف والبلعوم والحنجرة والقصبة الهوائية والشعب الهوائية والرئتين

تبادل ثاني أكسيد الكربون وتنظيم الأكسجين لتركيز أيون الهيدروجين

الفم والبلعوم والمريء والمعدة والأمعاء والغدد اللعابية والبنكرياس والكبد والمرارة

هضم وامتصاص العناصر الغذائية العضوية والأملاح والماء

تنظيم تكوين البلازما من خلال التحكم في إفراز الأملاح والماء والنفايات العضوية

الغضاريف والعظام والأربطة والأوتار والمفاصل والعضلات الهيكلية

دعم وحماية وحركة إنتاج خلايا الدم في الجسم

خلايا الدم البيضاء والأوعية الليمفاوية والعقد والطحال والغدة الصعترية والأنسجة اللمفاوية الأخرى

الدفاع ضد الغزاة الأجانب عودة السائل خارج الخلية إلى تكوين خلايا الدم البيضاء في الدم

المخ والنخاع الشوكي والأعصاب المحيطية والعقد وأجهزة الحس الخاصة

تنظيم وتنسيق العديد من الأنشطة في الجسم والكشف عن التغيرات في البيئات الداخلية والخارجية حالات الإدراك الإدراكي والتعلم

جميع الغدد التي تفرز الهرمونات: البنكرياس ، الخصيتين ، المبايض ، الوطاء ، الكلى ، الغدة النخامية ، الغدة الدرقية ، الغدة الجار درقية ، الغدة الكظرية ، المعوية ، الغدة الصعترية ، القلب ، والصنوبر ، وخلايا الغدد الصماء في مواقع أخرى

تنظيم وتنسيق العديد من الأنشطة في الهيئة

الذكر: الخصيتان والقضيب والقنوات والغدد المرتبطة بهما

إنتاج الحيوانات المنوية لنقل الحيوانات المنوية إلى الأنثى

إنتاج البيض يوفر بيئة مغذية لتغذية الجنين والجنين النامي

حماية ضد الإصابة والجفاف دفاع ضد الغزاة الأجانب تنظيم درجة الحرارة

التي يمكن لجميع الخلايا البقاء على قيد الحياة والعمل. تسمى هذه البيئة السائلة المحيطة بكل خلية بالبيئة الداخلية. البيئة الداخلية ليست مجرد مفهوم فسيولوجي نظري. يمكن تحديده على وجه التحديد من الناحية التشريحية. البيئة الداخلية للجسم هي السائل خارج الخلية (حرفيا ، السائل خارج الخلايا) ، الذي يغمر كل خلية.

بعبارة أخرى ، البيئة التي تعيش فيها كل خلية ليست البيئة الخارجية المحيطة بالجسم بأكمله ، بل هي السائل المحلي خارج الخلية المحيط بتلك الخلية. من هذا السائل تتلقى الخلايا الأكسجين والمواد المغذية وتفرز فيها النفايات. يمكن للكائن متعدد الخلايا البقاء على قيد الحياة فقط طالما أنه قادر على الحفاظ على تكوين بيئته الداخلية في حالة متوافقة مع بقاء خلاياه الفردية. في عام 1857 ، وصف كلود برنارد بوضوح الأهمية المركزية للسائل خارج الخلية: "إن ثبات البيئة الداخلية هو شرط الحياة الحرة والمستقلة. . . . جميع الآليات الحيوية ، مهما كانت متنوعة ، لها هدف واحد فقط ، وهو الحفاظ على ظروف الحياة الثابتة في البيئة الداخلية.

يُعرف الثبات النسبي للبيئة الداخلية بالتوازن. تحدث التغييرات ، لكن حجم هذه التغييرات صغير ويتم الاحتفاظ به ضمن حدود ضيقة. كما أكد عالم الفسيولوجيا الأمريكي في القرن العشرين ، والتر ب. كانون ، لا يمكن تحقيق هذا الاستقرار إلا من خلال عمليات فسيولوجية منسقة بعناية. يجب أن تكون أنشطة الخلايا والأنسجة والأعضاء

Vander et al: Human I I. Basic Cell Functions I 1. A Framework for Human I I © The McGraw-Hill

علم وظائف الأعضاء: شركات علم وظائف الأعضاء ، 2001

آلية عمل الجسم ، الطبعة الثامنة

إطار فسيولوجيا الإنسان الفصل الأول

الشكل 1-2

تحدث تبادلات المادة بين البيئة الخارجية والدورة الدموية عبر الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي والجهاز البولي. السائل خارج الخلوي (البلازما والسائل الخلالي) هو البيئة الداخلية للجسم. البيئة الخارجية هي الهواء المحيط بالجسم.

الشكل 1-2

تحدث تبادلات المادة بين البيئة الخارجية والدورة الدموية عبر الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي والجهاز البولي. السائل خارج الخلوي (البلازما والسائل الخلالي) هو البيئة الداخلية للجسم. البيئة الخارجية هي الهواء المحيط بالجسم.

منظمة ومتكاملة مع بعضها البعض بطريقة تجعل أي تغيير في السائل خارج الخلية يبدأ في رد فعل لتقليل التغيير.

يطلق على مجموعة مكونات الجسم التي تعمل للحفاظ على الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية للبيئة الداخلية ثابتة نسبيًا نظام تحكم موطن ثابت. كما سيتم وصفه بالتفصيل في الفصل السابع ، يجب أن يكتشف مثل هذا النظام التغييرات في حجم الخاصية ، وترحيل هذه المعلومات إلى موقع مناسب للتكامل مع المعلومات الواردة الأخرى ، واستنباط & quot الأمر & quot لخلايا معينة لتغيير معدلات وظيفتها بطريقة تعيد الممتلكات إلى قيمتها الأصلية.

الوصف الوارد في بداية هذا الفصل لكيفية حدوث التعرق استجابةً لزيادة توليد الحرارة أثناء التمرين هو مثال على نظام التحكم المتماثل في التشغيل ، حيث يزيل التعرق (بتعبير أدق ، تبخر العرق) الحرارة من الجسم و يحافظ على درجة حرارة الجسم ثابتة نسبيًا على الرغم من زيادة الحرارة التي تنتجها عضلات التمرين.

وإليك مثال آخر: متسلق الجبال الذي يصعد إلى علو شاهق يعاني من انخفاض في تركيز الأكسجين في دمه بسبب انخفاض كمية الأكسجين في الهواء الملهم يكتشف الجهاز العصبي هذا التغيير في الدم ويزيد إشاراته لعضلات الهيكل العظمي المسؤولة عن التنفس. والنتيجة هي أن متسلق الجبال يتنفس بسرعة أكبر وبعمق أكبر ، وتساعد الزيادة في كمية الهواء المستوحاة في منع تركيز أوكسي الدم في الدم من الانخفاض بقدر ما كان سينخفض.

أكدنا في بداية هذا الفصل على العلاقة الحميمة بين علم وظائف الأعضاء والطب. طريقة أخرى لوضع ذلك هي أن الأطباء ، في الغالب ، يشخصون ويعالجون الاضطرابات التي يسببها المرض في التوازن.

للتلخيص ، تنقسم أنشطة كل خلية فردية في الجسم إلى فئتين: (1) تؤدي كل خلية لنفسها جميع العمليات الخلوية الأساسية - حركة المواد عبر غشاءها ، واستخراج الطاقة ، وتكوين البروتين ، وما إلى ذلك - التي تمثل الحد الأدنى من المتطلبات للحفاظ على سلامتها الفردية وحياتها و (2) تقوم كل خلية في وقت واحد بتنفيذ واحد أو أكثر من الأنشطة المتخصصة التي ، بالتنسيق مع الأنشطة التي تقوم بها الخلايا الأخرى من أنسجتها أو نظامها العضوي ، تساهم في بقاء من خلال الحفاظ على البيئة الداخلية المستقرة التي تتطلبها جميع الخلايا.


2.3 الأسمولية والتوتر

بعض التعريفات ضرورية أولاً لمساعدتنا في مناقشتنا لظروف السوائل والكهارل.

  • خلد - الخلد هو كمية مادة تحتوي على عدد من الجزيئات يساوي عدد أفوجادرو. الكتلة بالجرام لمول واحد من مادة ما هي نفسها عدد وحدات الكتلة الذرية في جزيء واحد من تلك المادة (أي الوزن الجزيئي للمادة معبرًا عنه بالجرام). المولي (رمز: مول) هو الوحدة الأساسية في نظام SI لكمية المادة
  • رقم أفوجادرو - هذا هو عدد الجزيئات في مول واحد من مادة (أي 6.022 × 10 23)
  • مولالي من المحلول هو عدد مولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب
  • مولارية من المحلول هو عدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول
  • أوسمول - هذه هي كمية المادة التي ينتج عنها ، في المحلول المثالي ، ذلك العدد من الجسيمات (عدد أفوجادرو) التي من شأنها أن تخفض درجة تجمد المذيب بمقدار 1.86 كلفن.
  • الأسمولية من المحلول هو عدد الأسمولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب
  • الأسمولية من المحلول هو عدد الأسمولات المذابة لكل لتر من المحلول

الأسمولية هي مقياس لعدد الجسيمات الموجودة في المحلول وهي مستقلة عن حجم أو وزن الجسيمات. لا يمكن قياسه إلا باستخدام خاصية المحلول التي تعتمد فقط على تركيز الجسيمات. يشار إلى هذه الخصائص مجتمعة باسم الخواص التجميعية.

  • انخفاض ضغط البخار
  • انخفاض نقطة التجمد
  • ارتفاع نقطة الغليان
  • الضغط الاسموزي

The osmotic pressure is the hydrostatic (or hydraulic) pressure required to oppose the movement of water through a semipermeable membrane in response to an 'osmotic gradient' (ie differing particle concentrations on the two sides of the membrane).

Serum osmolality can be measured by use of an osmometer or it can be calculated as the sum of the concentrations of the solutes present in the solution. The value measured in the laboratory is usually referred to as the osmolality. The value calculated from the solute concentrations is reported by the laboratory as the الأسمولية. The Osmolar gap is the difference between these two values. The two values usually don't match exactly for various: there are a number of formulas that can be used and they all give slightly different results the formulas typically use the concentrations of only 3 solutes (Na , glucose, urea) in the calculation so contributions from abnormal small MW uncharged substances will be missed so the calculated value will be low use of osmometers that use the vapour pressure method are unreliable in the presence of volatile chemicals.

Tonicity is a term used frequently in a medical context. It is also a term which is frequently misunderstood as it is defined in at least three different ways. The most rigorous & useful definition is:

Tonicity is the effective osmolality and is equal to the sum of the concentrations of the solutes which have the capacity to exert an osmotic force across the membrane.

The key parts are فعال و capacity to exert. The implication is that tonicity is less then osmolality. How much less? Its value is less then osmolality by the total concentration of the ineffective solutes it contains. Why are some solutes effective and others ineffective ?

Consider this experiment: Imagine a glass U-tube which contains two sodium chloride solutions which are separated from each other by a semipermeable membrane in the middle lowest part of the U-tube (see figure below). The membrane is permeable to water only and not to the solutes (Na + and Cl - ) present. If the total particle concentration (osmolality) of Na + and Cl - on one side of the membrane was higher than the other side, water would move through the membrane from the side of lower solute concentration (or alternatively: higher H2O concentration) to the side of higher solute concentration. Water (the solvent) moves down its concentration gradient.

If the water levels were different in the two limbs of the U-tube at the start of the experiment then:

  • What would be the equilibrium situation as regards particle (ie solute) concentration on the two sides of the membrane?
  • What would the difference (if any) be in the heights of the water levels on the two sides of the membrane?
  • Is the equilibrium condition reached when the particle concentration (ie osmolality) is equal on the two sides of the membrane?

The answer to the last question is no because this neglects the probable difference in the height of the water columns in the two limbs. This height difference is a hydrostatic (or hydraulic) pressure difference and this provides an additional force which must be accounted for in the balancing of forces needed to reach an equilibrium. (An equilibrium is present when there is no net water movement across the membrane.)

The equilibrium would occur when this net hydrostatic pressure is balanced by the remaining difference in osmolality between the two solutions. This osmolality difference results in an osmotic force which tends to move the water in the opposite direction to the hydrostatic pressure gradient. Equilibrium is when these opposing forces are equal.

Now consider what would happen in the above situation if the membrane was changed to one which was freely permeable both to the water and to the ions (sodium & chloride) present. Now none of the particles present has the capacity to exert an osmotic force across the membrane. At equilibrium there is no difference in the fluid levels in the two limbs of the U-tube because the particles present will move across the membrane until the concentration gradients for Na + or Cl - are eliminated. The osmolality is now the same on both sides of the membrane. At equilibrium there will be no hydrostatic gradient either.

The conclusion is that if the membrane allows certain solutes to freely cross it, then these solutes are totally ineffective at exerting an osmotic force across this membrane and this must be corrected for when considering the particle concentrations across the membrane. Tonicity is equal to the osmolality less the concentration of these ineffective solutes and provides the correct value to use.

Osmolality is a property of a particular solution and is independent of any membrane.

Tonicity is a property of a solution in reference to a particular membrane.

It is strictly wrong to say this or that fluid is isotonic with plasma - what should be said is that the particular fluid is isotonic with plasma in reference to the cell membrane (ie the membrane should be specified.) By convention, this specification is not needed in practice as it is understood that the cell membrane is the reference membrane involved.

From a cell s viewpoint, it is net osmolar gradient across the cell membrane at any moment that is important. Tonicity (and not osmolality) is important for predicting the overall final outcome (the equilibrium state) of a change in osmolality because it allows for those solutes which will cross the membrane. All the cells in the body (with a few exceptions eg cells in the hypertonic renal medulla) are in osmotic equilibrium with each other. Movement of water across cell membranes occurs easily and rapidly and continues until intracellular and extracellular tonicities are identical. If water can cross the membrane faster than the ineffective solute can cross then the effect of an abrupt change in extracellular osmolality may be initially and temporarily different from that predicted from the acute tonicity change alone.

If a hyperosmolar solution was administered to a patient, this would tend to cause water to move out of the cell. However if the solute responsible for the hyperosmolality was also able to cross cell membranes it would enter the cell, increase intracellular osmolality and prevent this loss of intracellular fluid. This is the situation with hyperosmolality due to high urea concentrations as urea crosses cell membranes relatively easily.

Hyperglycaemia in untreated diabetics results in ECF which is both hyperosmolar and hypertonic (as compared to the normal situation) as glucose cannot easily enter cells in these circumstances. Water moves out of the cells until the osmolar gradient is abolished.

In some situations, a more operational definition of tonicity is used to explain the term: though not incorrect this explanation is less versatile and rigorous than the one discussed above. This is based on the experiment of immersing red cells in various test solutions and observing the result. If the red cells swell and rupture, the test solution is said to be hypotonic compared to normal plasma. If the red cells shrink and become crenated, the solution is said to be hypertonic.

If the red cells stay the same size, the test solution is said to be isotonic with plasma. The red cell membrane is the reference membrane. Red cells placed in normal saline (ie 0.9% saline) will not swell so normal saline is said to be isotonic. Haemolysis does not occur until the saline solution is less then 0.5%. The point about this definition of tonicity is that it is qualitative and not quantitative. It does imply that permeant solutes will be ineffective because it is essentially a test against a real membrane.

A major physiology text (Ganong 16th ed., 1993) defines tonicity as a term used to describe the osmolality of a solution relative to plasma (as in hypotonic, isotonic or hypertonic). This less rigorous definition is wrong as it does not cover the full sense in which the term tonicity is used. Ganong argues that an infusion of 5% dextrose is initially isotonic but that when the glucose is taken up and metabolised by cells, the overall effect is of infusing a hypotonic solution. This is really a problem with his definition. More correctly, one would say that the 5% dextrose is initially isosmolar with plasma (and this avoids haemolysis). Glucose is a permeant solute in the non-diabetic and can easily enter cells. When infused, the 5% dextrose is very hypotonic (with reference to the cell membrane) despite being isosmolar. Water does not leave the cells initially (and haemolysis does not occur) because there is no osmolar gradient across the cell membrane. The solution is however hypotonic and when the glucose enters cells water does also. If insulin is not present, this movement of glucose does not occur. In this latter case, the solution is isosmolar before infusion and can be considered isotonic after infusion as well.

The particular problem with this definition is that it does not distinguish tonicity من عند osmolality as it makes no recognition of whether the available solutes are permeant (and thus 'ineffective') or non-permeant (and thus 'effective') with respect to a particular membrane as in the example of the 5% glucose which is isosmolar but hypotonic. The definition really doesn't add much more then could be achieved by the terms hypo- and hyper-osmolality. Of course, the referencing to actual plasma osmolality means this definition is effectively the same as the 'red cell test' definition, while obscuring the fact that tonicity is referenced to the cell membrane.

Note that tonicity is defined in several ways which don t all have exactly the same meaning. This is confusing. The definition based on tonicity as the effective osmolality is best.

  • Effective osmolality - The best definition as it accounts for permeant solutes and is quantitative.
  • The red cell test - A practical qualitative definition that emphasises the requirement that tonicity is defined in reference to a membrane.
  • Comparison with osmolality of plasma - Does not account for permeant solutes, and not quantitative.

A final point here regarding the meaning of the term "osmotic pressure".

Consider again the U-tube experiment but pure water on one side and a test solution of unknown osmolality on the other side of a semipermeable membrane which is permeable only to water. Water will move into the test solution. What would happen if further amounts of the test solution were added before any movement of water had occurred? An equilibrium situation would be reached at which the hydrostatic pressure (ie difference in fluid heights in the two limbs of the U-tube) on the test solution side of the membrane would balance the osmotic tendency for water to move across the membrane into the test solution.

At this equilibrium point, the hydrostatic pressure is a measure of the osmotic tendency in the test solution: indeed the opposing hydrostatic pressure needed to balance the osmotic forces is usually referred to as the osmotic pressure.

There would be practical difficulties in performing this experiment with body fluids as the test solution as the osmotic pressure to be measured is over 7 atmospheres and an extremely long-limbed U-tube would be necessary! Alternatively, the pressure could be supplied from a piston or a compressed gas source rather than a column of fluid.


شاهد الفيديو: BRIEFING. ETAT DE SIEGE DU MARDI 26 OCTOBRE 2021 (ديسمبر 2022).