Osmootne rõhk

Selle osmootne rõhk vastab rõhule, mis on lahustis poolläbilaskva või valikuliselt läbilaskva membraani kõige kontsentreeritumal küljel. Rõhk juhib lahusti voolu läbi membraani ja dikteerib selle suuna. Osmootse rõhuga seotud haigused on näiteks vererakkude vähenenud rõhukindlus.

Mis on osmootne rõhk?

Terminiga osmootne rõhk kirjeldab meditsiin füsioloogilist rõhku, mis võimaldab osmoosi. Osmoos vastab molekulaarsete osakeste suunatud voolule läbi poolläbilaskva või valikuliselt läbilaskva eralduskihi. See tähendab, et osmoos on ainete oluline transport inimkehas.

Selle massiülekande protsessi peamine nõue on osmootne rõhk. Lahustis lahustunud molekulid põhjustavad kõrgema kontsentratsiooniga liidese küljel osmootset rõhku. Saadud rõhusuhted juhivad lahusti voolu läbi vastava membraani. Sel moel liigub lahusti madalama osakeste kontsentratsiooniga küljelt läbi membraani ja voolab seega suurema kontsentratsiooniga küljele, millel osmootne rõhk on. Molekulaarsed osakesed ise ei saa läbida poolläbilaskvat või selektiivselt läbilaskvat membraani.

Funktsioon ja ülesanne

Osmootne rõhk sõltub kahe lahuse, mis paiknevad poolläbilaskva või valikuliselt läbilaskva membraani erinevatel külgedel, kontsentratsiooni suhetest. Ehkki madalamal kontsentreeritud küljel on osmootne rõhk, on lahustunud aine kontsentreeritud poolel alati suurem rõhk.

Inimese kehas voolab vesi interstitiumist üksikutesse rakkudesse. See sissevool toimub madalama kontsentratsiooniga küljelt kõrgema kontsentratsiooniga küljele. Rakkudel on teatav siserõhk. Seda survet tuntakse ka turgorina. Sissevoolu jätkatakse seni, kuni rakkudes olev turgor on jõudnud osmootse rõhuga samale tasemele. Seespool olev rõhk ja väljastpoolt lähtuv rõhk on sissevoolu lõpus võrdsed.

Osmootset rõhku saab mõõta ja arvutada. Põhimõtteliselt kehtivad lahjendatud vedelates lahustes samad füüsikaseadused kui ideaalsetes gaasides. Sel põhjusel on osmootne rõhk igal juhul võrdeline absoluutse temperatuuriga. Lisaks on proportsionaalsus konkreetse lahustunud aine molaarse kontsentratsiooni ja osmootse rõhu taseme vahel.Rõhk sõltub peamiselt lahustunud aine molekulaarsete osakeste arvust.

Ühe mooli aine lahuses 22,4 liitris lahustis on osmootne rõhk temperatuuril 0 kraadi Celsiuse järgi või 273,15 Kelvinit 101,325 kPa. Van 't Hoffi seadus näeb need suhted ette. Seadust kohaldatakse siiski ainult lahjendatud lahuste suhtes, mille väärtus on alla 0,1 M.

Analoog ideaalgaaside seadustega on järgmine: osmootne rõhk tasakaalustab lahustite sissevoolu. Sel põhjusel peatub lahusti sissevool niipea, kui tasakaal on saavutatud.

Lahuse osmootset rõhku saab määrata osmosomeetritega. Rõhku mõõdetakse kas staatiliselt, pärast tasakaalu saavutamist, või dünaamiliselt. Dünaamilise mõõtmise korral tuleb osmootse voolu katkestamiseks püstiku manomeetrile rakendada välist rõhku. Rõhku mõõtes saab määrata ka makromolekulide keskmise molekulmassi.

Haigused ja tervisehäired

Näiteks võivad osmootse rõhuga seotud haigused mõjutada vererakke. Punastel verelibledel on osmootne vastupidavus. See erütrotsüütide osmootne resistentsus väheneb mitmesuguste haiguste korral. Nii nagu paljud haigused on seotud osmootse resistentsuse suurenemisega. Selliste haiguste äratundmiseks mõõdetakse osmootse erütrotsüütide resistentsust. Eelkõige võimaldab mõõtmine diagnoosida resistentsust vähendavaid haigusi.

Nende haiguste hulka kuulub näiteks sferoidne raku aneemia. Kuid ka muud hemolüütilised aneemiad võivad vähendada punaste vereliblede osmootset resistentsust. Hemolüütiline aneemia on aneemiaga seotud haiguste rühm suurenenud või enneaegse erütrotsüütide lagunemise tõttu. Meditsiin nimetab seda fakti hemolüüsiks. Hemolüüs on sageli seotud põhihaigustega. Neid võivad põhjustada mehaanilised protsessid või geneetilised omadused. Lisaks erütrotsüütide vanusest tingitud füsioloogilisele hemolüüsile võib kõdunemise kindlaks teha ka mehaaniline liigtarbimine, näiteks südameklappide asendamine, kuumutamisest tulenevad termilised kahjustused ja osmootilised kahjustused. Osmootsete kahjustuste korral on lagunemise tegelik põhjus hüper- või hüpoosmolaarsed lahendused.

Osmootse resistentsuse mõõtmiseks asetatakse patsiendi punased verelibled suureneva soola kontsentratsiooniga tuubidesse. Üks torudest sisaldab peaaegu puhast vett. Üks sisaldab soola kontsentratsiooni, mis on punaste vereliblede jaoks optimaalne. 24 tunni pärast lõhkevad vererakud puhtas vees. Suurema soolakontsentratsiooniga torudes kipuvad purunema vaid vähesed vererakud. Kui patsient põeb vererakkude vähenenud osmootse resistentsusega haigust, lõhkevad vererakud isegi suurema soola kontsentratsiooni korral ega suuda osmootsele rõhule vastu seista.

Samuti saab suurendada osmootilist vastupidavust. Resistentsuse suurenemine on mittespetsiifiline ja võib olla mitmesuguste haiguste tagajärg. Punaste vereliblede suurenenud osmootse resistentsusega haiguste näideteks on talasseemia, rauavaegusaneemia ja sirprakuline aneemia. Lisaks võivad vastupidavust suurendada kollatõbi ja maksakahjustus.