Πώς να αναγνωρίσετε μια υπερτονική λύση

Υπερτονικό ή υπερτονικό είναι ένας σχετικός όρος που χρησιμοποιείται στη χημεία, αλλά κυρίως στις επιστήμες της υγείας, για να περιγράψει ένα διάλυμα που έχει υψηλότερη οσμωτική πίεση από ένα άλλο που λαμβάνεται ως αναφορά (εξ ου και το γεγονός ότι είναι σχετική) . Με άλλα λόγια, όταν μιλάμε για υπερτονικό διάλυμα, αναφερόμαστε σε διάλυμα που έχει μεγαλύτερη συνολική συγκέντρωση οσμωτικά ενεργών σωματιδίων από το διάλυμα αναφοράς.

Η τονικότητα ενός διαλύματος είναι μια ιδιότητα μεγάλης σημασίας στον τομέα της ιατρικής, καθώς επιτρέπει την πρόβλεψη πώς θα συμπεριφερθεί αυτό το διάλυμα στην κυκλοφορία του αίματος και πώς θα αλληλεπιδράσει με τα κύτταρα με τα οποία έρχεται σε επαφή, ανεξάρτητα από τον τύπο της διαλυμένης ουσίας. που περιέχει. Κατά συνέπεια, τα υπερτονικά διαλύματα βρίσκουν πολύ συγκεκριμένες εφαρμογές για την ταχεία αντιμετώπιση ορισμένων καταστάσεων που θα περιγραφούν στη συνέχεια. Ωστόσο, πριν το κάνουμε αυτό, θα πρέπει να κάνουμε μια σύντομη ανασκόπηση του τι κάνει την τονικότητα σημαντική: την όσμωση και την οσμωτική πίεση.

Οσμωτική πίεση

Οσμωτική πίεση είναι η πίεση που πρέπει να εφαρμοστεί σε ένα διάλυμα για να επιβραδυνθεί η είσοδος του διαλύτη μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης από ένα διαμέρισμα που περιέχει καθαρό διαλύτη. Με άλλα λόγια, είναι η πίεση που πρέπει να ασκηθεί στο διάλυμα για να σταματήσει η διαδικασία της όσμωσης.

Είναι μια συλλογική ιδιότητα των διαλυμάτων που εξαρτάται κυρίως από τη συνολική συγκέντρωση των ελεύθερων σωματιδίων και όχι από την ταυτότητά τους. Αυτή η πίεση καθιστά δυνατή την πρόβλεψη προς ποια κατεύθυνση θα κινηθεί ο διαλύτης όταν δύο διαλύματα έρθουν σε επαφή μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης. Πράγματι, το νερό θα κινείται πάντα, ακολουθώντας τη βαθμίδα συγκέντρωσης του, από το διάλυμα με τη χαμηλότερη οσμωτική πίεση (δηλαδή το διάλυμα με τη μικρότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας) σε αυτό με την υψηλότερη οσμωτική πίεση (που είναι το πιο συμπυκνωμένο διάλυμα).

Η ωσμωτική πίεση έχει μεγάλη σημασία στην ιατρική αφού οι κυτταρικές μεμβράνες που περιβάλλουν όλα τα κύτταρα του σώματός μας είναι ημιπερατές μεμβράνες. Επομένως, η οσμωτική πίεση ή, ακριβέστερα, η διαφορά μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής οσμωτικής πίεσης, είναι ικανή να ρυθμίζει τη ροή του νερού από και προς το κυτταρόπλασμα. διογκώνει τα κύτταρα εάν τοποθετηθούν σε διάλυμα με πολύ χαμηλή οσμωτική πίεση και τα αφυδατώνει εάν γίνει το αντίθετο.

ωσμωτικότητα και τονικότητα

Με βάση όσα έχουν ειπωθεί μέχρι τώρα, μπορεί να γίνει κατανοητό ότι η τονικότητα ενός διαλύματος είναι ένα σχετικό μέτρο της οσμωτικής πίεσης. Με τη σειρά της, η οσμωτική πίεση είναι ένα μέτρο της συνολικής συγκέντρωσης των οσμωτικά ενεργών σωματιδίων. Το τελευταίο αναφέρεται σε εκείνα τα σωματίδια που δεν μπορούν να περάσουν από την ημιπερατή μεμβράνη. Περιλαμβάνει διαλυμένα ιόντα και μεγάλα, ογκώδη μόρια που απλά δεν μπορούν να χωρέσουν στους πόρους της μεμβράνης.

Η συνολική συγκέντρωση όλων αυτών των σωματιδίων που εκφράζεται σε μοριακότητα είναι γνωστή ως ωσμοριακή συγκέντρωση ή ωσμωτικότητα και δίνεται σε μονάδες Osm/L. Από την άλλη πλευρά, μια πιο κοινή μονάδα, αλλά που προσφέρει το πλεονέκτημα ότι είναι ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία, είναι η ωσμωτικότητα, με το L να αντιπροσωπεύει τη συνολική συγκέντρωση οσμωτικά ενεργών σωματιδίων σε μοριακότητα και η οποία δίνεται σε μονάδες Osm/Kg διαλύτη.

υπερτονικά διαλύματα

Η έννοια της ωσμωτικότητας μας επιτρέπει να δώσουμε έναν πιο ακριβή ορισμό των υπερτονικών διαλυμάτων: κάθε διάλυμα που έχει οσμωτικότητα μεγαλύτερη από ένα διάλυμα αναφοράς θα είναι υπερτονικό . Τα διαλύματα με οσμωτικότητα μικρότερη από την αναφορά ονομάζονται υποτονικά διαλύματα , ενώ αυτά με την ίδια τονικότητα ή οσμωτικότητα ονομάζονται ισοτονικά διαλύματα .

το σημείο αναφοράς

Τώρα όμως αξίζει να θέσουμε ένα σημαντικό ερώτημα: ποια είναι η λύση που λαμβάνεται ως αναφορά; Αυτό είναι απαραίτητο εάν θέλουμε να μάθουμε εάν ένα διάλυμα είναι υπερτονικό ή όχι.

Η απάντηση σε αυτή την ερώτηση μπορεί να προκαλέσει σύγχυση. Κατ’ αρχήν, η τονικότητα ενός διαλύματος πρέπει να αναφέρεται μαζί με αναφορά του διαλύματος αναφοράς. Έτσι μπορούμε να μιλάμε για ένα διάλυμα Α που είναι υπερτονικό σε σχέση με το διάλυμα Β.

Για παράδειγμα, θα μπορούσαμε να πούμε ότι ένα διάλυμα που έχει ωσμωτικότητα 1,5 Osm/Kg είναι υπερτονικό σε σχέση με το νερό της Μεσογείου, αφού το τελευταίο έχει ωσμωτικότητα περίπου 1,3 Osm/Kg. Ωστόσο, το ίδιο διάλυμα είναι υποτονικό σε σχέση με το νερό της Νεκράς Θάλασσας, καθώς έχει ωσμωτικότητα σχεδόν 8 Osm/Kg. Από την άλλη, το νερό της Μεσογείου είναι υπερτονικό σε σχέση με το πλάσμα του αίματος, το οποίο έχει ωσμωτικότητα περίπου 0,3 Osm/Kg ή 300 mOsm/Kg (milliosmolal). Αυτά τα παραδείγματα επεξηγούν τον σχετικό χαρακτήρα της τονικότητας των διαλυμάτων.

Το πλάσμα αίματος είναι η προεπιλεγμένη λύση αναφοράς.

Τα παραπάνω παραδείγματα καταδεικνύουν ότι δεν είναι δυνατό να προσδιοριστεί εάν ένα διάλυμα είναι ή όχι υπερτονικό χωρίς να γνωρίζουμε ποιο είναι το πρότυπο αναφοράς. Ωστόσο, είναι πολύ συνηθισμένο να ακούμε για υπερτονικές λύσεις χωρίς να προσδιορίζεται η εν λόγω αναφορά. Αυτό είναι ιδιαίτερα κοινό στον τομέα της ιατρικής και άλλων επιστημών υγείας. Σε αυτές τις περιπτώσεις εννοείται ότι η αναφορά είναι το πλάσμα του αίματος, δηλαδή το διάλυμα στο οποίο αιωρούνται όλα τα κύτταρα και τα άλλα σωματίδια που αποτελούν μέρος του αίματός μας.

Το φυσιολογικό πλάσμα αίματος έχει ωσμωτικότητα μεταξύ 275 mOsm/Kg και 295 mOsm/Kg. Για το λόγο αυτό, κάθε διάλυμα που έχει ωσμωτικότητα μεγαλύτερη από 295 mOsm/Kg θα είναι μια υπερτονική λύση στο πλαίσιο των επιστημών υγείας.

Χρήσεις υπερτονικών διαλυμάτων

Τα υπερτονικά διαλύματα βρίσκουν πολλές χρήσεις, κυρίως στην ιατρική αλλά και σε άλλους τομείς. Μία από τις σημαντικότερες χρήσεις είναι στη μείωση της ενδοκρανιακής πίεσης σε περιπτώσεις εγκεφαλικού οιδήματος. Η έγχυση υπερτονικών διαλυμάτων στην κυκλοφορία του αίματος επιτρέπει την απορρόφηση της περίσσειας νερού στον εγκέφαλο μέσω της όσμωσης, μειώνοντας έτσι την πίεση.

Επιπλέον, χορηγούνται υπερτονικά αλατούχα διαλύματα σε ασθενείς που πάσχουν από σοβαρή υπονατριαιμία, καθώς και σε περιπτώσεις υπογκαιμικού σοκ. Η πρώτη κατάσταση εμφανίζεται όταν η συγκέντρωση νατρίου στο αίμα είναι επικίνδυνα χαμηλή και πρέπει να αυξηθεί το συντομότερο δυνατό. Η δεύτερη περίπτωση συμβαίνει όταν ένα άτομο έχει χάσει πολύ αίμα, επομένως είναι απαραίτητο να αυξηθεί γρήγορα ο όγκος του πλάσματος του αίματος. Το υπερτονικό διάλυμα αντλεί νερό από τα κύτταρα στην κυκλοφορία του αίματος, αυξάνοντας έτσι τον όγκο του αίματος.

Εκτός από τις χρήσεις τους στον ιατρικό τομέα, τα υπερτονικά διαλύματα χρησιμοποιούνται και ως μέσο για τη συντήρηση των τροφίμων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αφυδατώνουν σχεδόν πλήρως κάθε βακτήριο που έρχεται σε επαφή με αυτό, σκοτώνοντάς το ή εμποδίζοντάς το να αναπτυχθεί και να πολλαπλασιαστεί.

Παραδείγματα υπερτονικών διαλυμάτων

• Η άλμη είναι ένα διάλυμα που περιέχει 5% ή περισσότερο κοινό αλάτι ή χλωριούχο νάτριο. Αυτό του δίνει μια οσμωτικότητα σχεδόν 2 Osm/L, που είναι περισσότερο από 6 φορές μεγαλύτερη από την οσμωτικότητα του πλάσματος.
• Το θαλασσινό νερό . Η μέση συγκέντρωση θαλασσινού νερού είναι 35 g/L, που αντιστοιχεί σε ωσμωτικότητα περίπου 1,2 Osm/L.
• Ο υπερτονικός ορός είναι ένα στείρο διάλυμα που χρησιμοποιείται για ιατρικές εφαρμογές. Οι συγκεντρώσεις του ποικίλλουν ανάλογα με την προβλεπόμενη χρήση. Όλα έχουν συγκέντρωση χλωριούχου νατρίου μεγαλύτερη από 0,9%, γι’ αυτό και είναι υπερτονικά.
• Διαλύματα γλυκόζης με 10% έως 20% γλυκόζη . Είναι επίσης στείρα διαλύματα για ενδοφλέβια χορήγηση. Χρησιμοποιούνται για την παροχή θερμίδων στον οργανισμό με ελάχιστη ποσότητα υγρών, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις νεφρικής ανεπάρκειας.

βιβλιογραφικές αναφορές

• Ίδρυμα Εκπαίδευσης και Έρευνας Υγείας της Περιφέρειας της Μούρθια. (ν.δ.). 4.-Παράρτημα: Υγροθεραπεία . FFIS.It. http://www.ffis.es/volviendoalobasico/4anexo_fluidoterapia.html
• Ozuna, C., & Cárcel, JA (2011). ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗΣ ΑΛΜΗΣ ΣΤΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΑΛΑΤΙΟΥ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΑΛΑΤΙΣΗ ΤΗΣ ΜΕΣΤΙΑΣ ΧΟΙΡΟΥ (Longissimus dorsi). Πολυτεχνείο της Βαλένθια. δημοσίευσε. https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/13769/TesinaMaster_CesarOzuna.pdf?sequence=1
• πλασμόλυση και στροβιλισμός . (ν.δ.). FCiencias.Ugr.Es. https://fciencias.ugr.es/images/stories/documentos/semanaCiencia2011/guionBiologiaCelular.pdf
• Αλατότητα Θαλασσινού Νερού . (2018, 11 Οκτωβρίου). Επιστημονικά πειράματα. https://www.experimentoscientificos.es/agua/agua-de-mar/salinidad-mar/
• Ulatowski, J. (2003, 1 Μαΐου). Αναζωογόνηση με υπερτονικά αλατούχα διαλύματα στη μονάδα εντατικής θεραπείας – Medwave . MED Wave. https://www.medwave.cl/link.cgi/Medwave/PuestaDia/Congresos/591