Тоничность

Взаимодействиекрасных кровяных телецс растворами в зависимости от их осмотического давления.

Тоничность(отτόνος—«напряжение») — мераградиентаосмотического давления,то есть различия водного потенциала двухрастворов,разделённыхполупроницаемой мембраной.Данное понятие обычно применяется по отношению к растворам, окружающимклетки.На осмотическое давление и тоничность могут влиять лишь растворы веществ, не проникающих через мембрану (электролитные,белковыеи т. д.). Проникающие через мембрану растворы имеют одинаковуюконцентрациюпо обе её стороны, и, следовательно, не изменяют тоничность.

Классификация

Различают три варианта тоничности: один раствор по отношению к другому может быть изотоническим, гипертоническим и гипотоническим.

Изотонические растворы

Схематическое изображениеэритроцитавизотоническом растворе

Изотония— равенствоосмотического давленияв жидких средах и тканях организма, которое обеспечивается поддержанием осмотически эквивалентных концентраций содержащихся в них веществ. Изотония — одна из важнейших физиологических констант организма, обеспечиваемыхмеханизмами саморегуляции.Изотонический раствор— раствор, имеющий осмотическое давление, равное внутриклеточному. Клетка, погружённая в изотонический раствор, находится в равновесном состоянии —молекулыводыдиффундируютчерез клеточную мембрану в равном количестве внутрь и наружу, не накапливаясь и не теряясь клеткой. Отклонение осмотического давления от нормального физиологического уровня влечёт за собой нарушение обменных процессов между кровью, тканевой жидкостью и клетками организма. Сильное отклонение может нарушить структуру и целостность клеточных мембран.

Гипертонические растворы

Гипертонический раствор — раствор, имеющий бо́льшую концентрацию вещества по отношению к внутриклеточной воде. При погружении клетки в гипертонический раствор происходит её дегидратация — внутриклеточная вода выходит наружу, что приводит к высыханию и сморщиванию клетки. Гипертонические растворы применяются приосмотерапиидля лечениявнутримозгового кровоизлияния.

Гипотонические растворы

Гипотонический раствор — раствор, имеющий меньшее осмотическое давление по отношению к другому, то есть обладающий меньшей концентрацией вещества, не проникающего через мембрану. При погружении клетки в гипотонический раствор, происходит осмотическое проникновение воды внутрь клетки с развитием её гипергидратации — набухания с последующимцитолизом.Растительные клетки в данной ситуации повреждаются не всегда; при погружении в гипотонический раствор, клетка будет повышатьтургорное давление,возобновляя своё нормальное функционирование.

Воздействие на клетки

• 
• 
  Эпидермальные клеткитрадесканциив норме и при плазмолизе.

В клетках животных, гипертоническая среда вызывает выход воды из клетки, вызывая клеточное сморщивание (кренацию). В клетках растений, воздействие гипертонических растворов более драматично. Гибкая клеточная мембрана отходит отклеточной стенки,однако остаётся прикреплённой к ней в областиплазмодесм.Развиваетсяплазмолиз— клетки приобретают «игольчатый» вид, плазмодесмы практически прекращают функционировать из-за сокращения.

Некоторые организмы обладают специфическими механизмами преодоления гипертоничности окружающей среды. Например, рыбы, живущие в гипертоническом солевом растворе, поддерживают внутриклеточное осмотическое давление, активно выделяя избыток выпитой соли. Этот процесс носит название осморегуляции.

В гипотонической среде, клетки животных набухают вплоть до разрыва (цитолиза). Для удаления избытка воды у пресноводных рыб постоянно происходит процесс мочеиспускания. Растительные клетки хорошо сопротивляются воздействию гипотонических растворов благодаря прочной клеточной стенке, обеспечивающей эффективнуюосмолярностьилиосмоляльность.

Некоторыелекарственные препаратыдлявнутримышечного примененияпредпочтительно вводить в форме слегка гипотонического раствора, что позволяет достичь их лучшейабсорбциитканями.

См. также

• Осмос
• Изотонические растворы
• Эффект Гиббса-Доннана