difusioon

Alates difusioon on siis, kui vedelikud või gaasid segunevad Browni molekulaarsete liikumiste abil. Diffusioon toimub kehas ainete vahetamiseks rakkudes ja gaasivahetuseks kopsudes. Difusioonihäired kopsudes põhjustavad hingamispuudulikkust.

Mis on difusioon?

Difusiooni ajal segavad nende endi juhuslikud liikumised erinevalt kontsentreeritud aineid, mis on üksteisega otseses või kaudses kontaktis. Difusiooni loomulikke liikumisi tuntakse ka kui Browni molekulaarseid liikumisi. Need on pisikeste, ainult mikroskoopiliselt nähtavate gaaside ja vedelike osakeste tõmblevad ja ebaregulaarsed soojusliikumised. Liigutused on nimetatud botaaniku Robert Browni järgi, kes nägi neid esmakordselt 19. sajandil.

Diffusioon toimub kas passiivselt või aktiivselt. Aktiivse vormi puhul räägitakse ka aktiivsest massitranspordist. See erineb passiivsest difusioonist selle poolest, et kasutab energiat.

Inimese kehas mängib difusioon rolli ainete vahetamisel rakkude ja keskkonna vahel. Passiivne difusioon toimub rakkudes harva. Aktiivne vorm on ainete füsioloogiline difusioonivorm rakumembraani kaudu. Difusiooni valikuline vorm toimub ka sellistes elundites nagu neerud või hematoentsefaalbarjääris.

Funktsioon ja ülesanne

Kui paned üksikud tilgad tindi klaasi vette ja ei sega, võib näha triibu. Mõne aja pärast muutub vesi aga suhteliselt ühtlaseks siniseks ja triibud kaovad. Seda protsessi nimetatakse ka passiivseks difusiooniks, mis kompenseerib kahe vedeliku kontsentratsiooni erinevused. Ainuüksi osakeste iseseisvad liikumised välistavad kontsentratsiooni erinevused.

Niisugune difusioon võib toimuda ka eraldatud vedelike vahel.See on nii inimkehas, kus membraanid eraldavad aineid üksteisest. Ühele kahest ainest läbilaskvad membraanid migreeruvad kontsentreeritumast lahusest vähem kontsentreeritud lahusesse. Teie ränne toimub niinimetatud kontsentratsioonigradiendi järgi. Esimeses vedelikus sisalduvate osakeste arv näitab difusioonitee alguses siiski erinevusi. Difusiooni käigus tasakaalustub arv difusiooniteel ja tekib tasakaal. Pärast tasakaalu saavutamist difundeerub membraanis mõlemas suunas sama arv molekule. Difusiooni lõpus on kontsentratsioon mõlemal pool membraani sama.

Membraani pooride suurus on passiivse difusiooni korral eriti oluline, väiksemate osakeste difusioon passiivsem kui suuremate osakeste difusioon. Difusioonikiirust ei määra mitte ainult pooride suurus, vaid ka lahusti viskoossus ja temperatuur.

Kehas on difusioon ülioluline ainete vahetamiseks rakkude vahel. Keharakud peavad säilitama teatud ainete kontsentratsiooni. Kontsentratsiooni täielik tasakaalustamine passiivse difusiooni kontekstis põhjustaks rakusurma. Seetõttu kipuvad ained organismis aktiivselt difundeeruma kontsentratsioonigradiendi suhtes.

Aktiivse vormi üldtuntud näidet võib leida K + / Na + pumpadest. Nagu inimese keha erinevates elundites, võib valikulise difusiooni korral difusioonimembraan läbilaskvust näidata ainult valitud ainetel.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Inimese kopsudes toimub püsiv gaasivahetus. O2 omastamine ja CO2 eraldumine toimub kopsude alveoolides. Lisaks ventilatsioonile, perfusioonile ja jaotusele mängib vahetuses olulist rolli ka difusioon. Hingamispuudulikkuse korral esinevad gaasivahetuses osalevad protsessid ühel või enamal neljast.

Hingamispuudulikkuse põhjuseid on palju. Võimalikud vallandajad on nii hingamisteede obstruktsioon kui ka tsentraalne või perifeerne hingamisdepressioon ja näiteks muutunud kopsumorfoloogia. Kui difusiooni osaline etapp on häiritud, on selle põhjuseks sageli pikenenud difusioonitee. Selline laiendus võib esineda kopsupõletiku, aspiratsiooni või ARDS-i taustal. Põhjuseks võivad olla ka fibroos, kopsuturse või sarkoid.

Mõnikord põhjustab difusioonihäireid ja sellega seotud hingamispuudulikkust ka verekontakti aja lühenemine. Sellised lühenemised ilmnevad näiteks emfüseemi, fibroosi või aneemia kaudu. Kuid võimalikud esmased põhjused on ka sepsis või südame väljundi suurenemine.

Kui kopsude difusioonihäired ei ole tingitud verekontakti aja lühenemisest ega pikemast difusioonikaugusest, on hingamispuudulikkuse põhjus tõenäoliselt vähenenud vahetuspinna tõttu. Külalistevahetuse pinda saab vähendada näiteks fibroosiga. Resektsioonid on ka võimalik esmane põhjus. Sama kehtib atelektaasi, pleura efusiooni ja hema või pleumototooraks kohta. Teatud olukorras vähendab tõstetud diafragma ka pindala.

Arst saab difusioonikatset kasutada difusiooni kopsudes mõistmiseks ja häirete tuvastamiseks. Testidena saab kasutada nii püsiseisundi, hingesisese kui ka ühe hingetõmbega meetodeid. Difusioonivõime määratakse ainult gaaside kontsentratsiooni kaudu väljahingatavas õhus või kombineerides loodete ruumalade mõõtmisega.

Difusioonihäired võivad mõjutada mitte ainult gaasivahetust kopsudes, vaid ka ainete vahetust keharakkudes või selektiivset difusiooni organites nagu neerud. Valikuline difusioon toimub näiteks hematoentsefaalbarjääri juures, mis peaks kaitsma kesknärvisüsteemi kahjulike või kasutamiskõlbmatute ainete eest. Erinevate neuroloogiliste haiguste korral loobub hematoentsefaalbarjäär sellest selektiivsest funktsioonist ja laseb valedel või isegi kõigil ainetel läbi pääseda.