Koja je razlika između hipertonika, hipotonika i izotonika?

Kada biljka uvene, ona se slegne i postane mekana zbrka. Uvenuće se događa kada voda napusti stanice biljke i poremeti njezin unutarnji tlak. Ovo je primjer jedne od tri vrste toničnosti. Otopina može imati tri kategorije toničnosti u odnosu na drugu otopinu: hipertonična, hipotonična i izotonična. Uz osmozu, toničnost je sastavni dio za ispravan rad bioloških sustava. Svaka vrsta toničnosti opisuje kako će se pojaviti osmoza između različitih otopina.

Osmoza

Da bismo razumjeli toničnost, važno je prvo razumjeti osmozu. Neto kretanje vode kroz polupropusnu membranu iz područja s nižom koncentracijom otopljene tvari u područje s višom koncentracijom otopljene tvari je osmoza. Otopljena tvar može biti bilo koji materijal ili stanica koju otapalo otapa. Zajedno tvore rješenje. U ljudskom tijelu otopljene tvari mogu biti šećer, urea, kalij ili niz drugih materijala. Osmoza je primarno sredstvo kroz koje voda ulazi i izlazi iz stanica.

Kako i zašto nastaje osmoza

Kada proučavamo osmozu, lakše je zamisliti stanice kao staklenku s dva odjeljka puna vode. Membrana dijeli staklenku na pola i odvaja odjeljke. Ako niti jedan odjeljak ne sadrži otopljene tvari, voda će se slobodno i jednako kretati kroz membranu. Međutim, ako jedna staklenka ima veću koncentraciju otopljene tvari od druge, manja je vjerojatnost da će voda izaći iz područja s otopljenim tvarima. Većina znanstvenika tvrdi da je razlog tome taj što se molekule otopljene tvari odbijaju od membrane i fizički odmiču molekule vode od membrane.

Toničnost

Sposobnost otopine da prisili vodu da se kreće u ili iz stanice kroz proces osmoze njezina je toničnost. Osmotska koncentracija stanice je ukupna koncentracija svake otopljene tvari u stanici. Osmotska koncentracija stanice mjera je broja osmola otopljene tvari po litri otopine. To se može pojaviti kao osmol/L ili Osm/L. Tri kategorije toničnosti opisuju osmotsku koncentraciju stanice do osmotske koncentracije izvanstanične tekućine oko nje.

Hipertonični

Ako stanica ima nižu osmotsku koncentraciju od tekućine oko nje, tekućina je hipertonična za stanicu. Vjerojatnije je da će voda izaći iz stanice i ući u izvanstaničnu tekućinu jer tekućina ima veću koncentraciju otopljenih tvari. To bi malo utjecalo na koncentraciju na vanjskoj strani stanice, čineći je jednakijom koncentraciji unutar stanice. Neki pojedinci nazivaju skupljanje stanica hipertoničnosti, jer gubitak vode uzrokuje smanjenje stanice u veličini.

Primjeri hipertoničnosti

Bez odgovarajuće vode, biljke će uvenuti i izgubiti krutost. Ovo je primjer hipertonusa. Voda je putovala od unutar biljne stanice do tekućine izvan nje. Bez pritiska vode na stanične stijenke, stanice i biljka gube turgorski tlak. Ako biljka primi vodu, moći će povratiti svoju krutost. Kod ljudi, ako crvena krvna zrnca uđu u otopinu koja ima veću koncentraciju otopljene tvari, gubitak vode prouzročit će neuspjeh brojnih funkcija stanice.

Zaobilaženje hipertoničnosti

Neka stvorenja i organizmi razvili su metode za zaštitu ili kompenzaciju hipertonusa. Slana voda je hipertonična za ribe koje žive u njoj. Zbog toga ribe prirodno gube značajnu količinu vode. To se događa kada riba obavlja izmjenu plinova s ​​morskom vodom. Kako bi nadoknadile gubitak vode, ribe konzumiraju velike količine slane vode. Zatim izlučuju višak soli. Ovo je proces osmoregulacije.

Hipotonični

Ako stanica ima veću osmotsku koncentraciju od tekućine oko nje, tekućina je hipotonična za stanicu. Zauzvrat, to znači da je veća vjerojatnost da će voda putovati iz tekućine u stanicu. To može uzrokovati da stanica izgleda napuhnuta ili zamućena. Životinjske stanice ne posjeduju stanične stijenke. Bez zaštitne stanične stijenke, prekomjerna difuzija vode u stanicu može uzrokovati njezino pucanje. Međutim, u biljkama stanična stijenka štiti stanicu. To doprinosi turgorskom pritisku biljke i osigurava veću krutost.

hiponatremija

Jedan od mogućih učinaka hipotonusa u ljudskom tijelu je hiponatremija ili predoziranje vodom. Kada osoba popije prekomjernu količinu vode, vanjska otopina soli postaje razrijeđena. Kako bi postigla ekvivalentne osmotske koncentracije, voda tada juri u krvne stanice. Simptomi hiponatremije su mučnina, glavobolja, zbunjenost i umor. Ako krvne stanice mozga postanu napuhnute i puknu, hiponatremija bi potencijalno mogla biti smrtonosna. Ovo stanje je češći u dojenčadi jer njihova mala tijela ne mogu podnijeti visoku razinu vode.

Izotoničan

Za razliku od druga dva oblika toničnosti, izotoničnost opisuje i stanicu i izvanstaničnu tekućinu oko nje kao da imaju jednake osmotske koncentracije. Zbog toga se voda može slobodno kretati između stanice i tekućine. Osim toga, stanica se ne skuplja niti širi jer koncentracija ostaje jednaka između ta dva područja. Brzina difuzije vode jednaka je u oba smjera, kako unutar tako i izvan stanice.

Izotoničnost u tijelu

Općenito, izotonični uvjeti su idealni za stanice kao što su crvene krvne stanice. Hipertonične situacije uzrokuju da se stanice smanjuju i gube sposobnost pravilnog funkcioniranja. Hipotonične situacije uzrokuju nadimanje i pucanje stanice. Budući da je crvenim krvnim stanicama sastavni dio da održavaju svoju funkciju, ljudsko tijelo ima niz homeostatskih funkcija koje održavaju stabilno stanje unutarnjih uvjeta. Jedan od tih uvjeta je toničnost izvanstanične tekućine u odnosu na crvena krvna zrnca.