FENOMENE DEFENOMENE DEFENOMENE DE FENOMENE DE TRANSPORTTRANSPORTTRANSPORT TRANSPORT

OSMOZA

Dispozitiv experimental, definiţie

1877

WILHELM PFEFFERWILHELM PFEFFERWILHELM PFEFFERWILHELM PFEFFER

1845 1845 -- 19201920

DEFINIŢIE:DEFINIŢIE:

TRANSPORTUL MOLECULELOR DE SOLVENT PRINTR-O MEMBRANĂ SEMIPERMEABILĂ

Ă ÎDINTR-O SOLUŢIE MAI DILUATĂ ÎNTR-O SOLUŢIE MAI CONCENTRATĂ

SOLUŢIE DILUATSOLUŢIE DILUATĂĂSOLUŢIE DILUATSOLUŢIE DILUATĂĂ

SOLVENTSOLVENT

SOLUŢIE CONCENTRATSOLUŢIE CONCENTRATĂĂ

p

hggShgVgmGp ρρρ===== presiune

Presiunea osmotică = presiunea mecanică necesară împiedicării osmozei

hgSSSS

p ρ===== presiunehidrostatică

hg= ρπOsmometrul Dutrochet hg ⋅⋅= ρπ

hh

HENRI DUTROCHETHENRI DUTROCHET

1776 1776 -- 18471847

Formula presiunii osmotice

VTRVp :⋅⋅=⋅ ν TRc ⋅⋅=π

LEGEA VAN’T HOFFLEGEA VAN’T HOFF

)25(atmL25 CtTR o=⋅

=⋅ )25(mol

25 CtTR

1901 1901 P mi l N b l (Chimi )P mi l N b l (Chimi )

JACOBUS HENRICUS JACOBUS HENRICUS

1901 1901 –– Premiul Nobel (Chimie)Premiul Nobel (Chimie)

VAN’T HOFFVAN’T HOFF

1852 1852 -- 19111911

cTR ⋅⋅=π osmcTR ⋅⋅=π∑ ⋅= iiosm cnc ∑

iiiosm

LEGEA VAN’T HOFF GENERALIZATĂLEGEA VAN’T HOFF GENERALIZATĂ

ni > 1 pentru electroliţii tari

ni ≈ 1 pentru electroliţii slabi

ni = 1 pentru neelectroliţini 1 pentru neelectroliţi

?APLICAŢIEAPLICAŢIE

111 mg ( 111)m CaCl MmLV 100=

os ?c = 1 2 1111 mg ( 111)m CaCl M= =

2 260 mg ( 60)m uree M= =2 2g ( )3 3 317 mg ( 17)m NH M= =

32 12

2 =+⎯→⎯ −+ nClCaCaCl

12 =⎯→⎯ nureeuree

133 ≅− nslabelectrolitNH

2os 1 1 2 2 3 3 5 10 osMc n c n c n c −= + + = ⋅

)25(l

atmL25 CtTR o=⋅

=⋅

⎛ ⎞ ⎛ ⎞

mol

2os

mol L×atm5 10 25 1,25 atmL mol

c RTπ − ⎛ ⎞ ⎛ ⎞= = ⋅ ⋅ =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

1 METODE DIRECTE (OSMOMETRU)

Metode de determinare a presiunii osmotice1. METODE DIRECTE (OSMOMETRU)

hh

hg ⋅⋅= ρπ

k ⎞⎛⎞⎛ Pamsm

mkghgp 5

233 10)(101010 =⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛== ρ

E D EB P E D EB P ĂĂ2. METODE INDIRECTE

A. METODA EBULIOSCOPICA. METODA EBULIOSCOPICĂĂ

l tl ti pursolventf

solutiefeb ttt −=Δ

osebeb cKt ⋅=Δ )(/52,0 apaMCK oeb =

LEGEA LUI RAOULTLEGEA LUI RAOULT

ebtTR Δπ )(32

)(52,0 2

CClinCt

OHinCto

b

oeb

=Δ

=Δ

eb

eb

KTR ⋅=π )(32 4CClinCteb =Δ

B. METODA CRIOSCOPICB. METODA CRIOSCOPICĂĂ

solutiet

pursolventtcr ttt −=Δ

cKt ⋅=Δ

LEGEA LUI RAOULTLEGEA LUI RAOULT

oscrcr cKtΔ)(/86,1 apaMCK o

cr =LEGEA LUI RAOULTLEGEA LUI RAOULT

APLICAŢII: APLICAŢII:

crtTR Δ⋅=π

-- antigelulantigelul

-- topirea topirea gheţii (NaCl sau CaCl2 ?)

crKTR=π pp g ţ ( 2 )

- determinarea masei molecularemoleculare

1)1) METANOL CHMETANOL CH33OHOH

toxic;toxic;toxic;toxic;

foarte volatil;foarte volatil;

i fl bili fl bil

2) ETILENGLICOL (CH2) ETILENGLICOL (CH22))22(OH)(OH)22

inflamabil.inflamabil.

) E LEN L L ( H) E LEN L L ( H22))22( H)( H)22folosit din 1926;folosit din 1926;

foarte solubil în apă;foarte solubil în apă;foarte solubil în apă;foarte solubil în apă;

toxic (toxic (insuficienţă renală)insuficienţă renală)

3) PROPILENGLICOL (CH3) PROPILENGLICOL (CH22))33(OH)(OH)22f l it î i d t i li t ă f l it î i d t i li t ă folosit în industria alimentară, folosit în industria alimentară,

farmaceutică şi cosmeticăfarmaceutică şi cosmetică

Presiunea osmotică a plasmei sanguine

COMPOZIŢIA PLASMEICOMPOZIŢIA PLASMEI

IONI: NaIONI: Na++, K, K++, , ClCl––, Ca, Ca2+2+

MOLECULE MICI: GLUCOZMOLECULE MICI: GLUCOZĂĂ UREE UREEMOLECULE MICI: GLUCOZMOLECULE MICI: GLUCOZĂĂ, UREE, UREE

PROTEINE: ALBUMINE, GLOBULINEPROTEINE: ALBUMINE, GLOBULINE

PRESIUNEA OSMOTICPRESIUNEA OSMOTICĂ A PLASMEIĂ A PLASMEI

∑∑∑ ++= PROTEINEMICIMOLECULEIONIPLASMA ππππ ∑∑∑ ++ PROTEINEMICIMOLECULEIONIPLASMA ππππ

SOLUT PLASMĂ LICHID

INTERSTIŢIAL CITOPLASMĂ SOLUT PLASMĂ (mosM)

INTERSTIŢIAL (mosM)

CITOPLASMĂ (mosM)

Na+ 144 137 10Na+ 144 137 10K+ 5 4,7 141

C 2+ 4Ca2+ 2,5 2,4 10 -4Cl- 107 112 4

AMINOACIZI 2 2 8ATP – −− 5

GLUCOZĂ 5,6 5,6 –PROTEINE 1,45 0,2 4

UREE 4 4 4

osll cTR ⋅⋅=π

Mos 3030

plasmaplasma cTR=π

673030425

osMcosplasma 303,0=

atmplasma 6,7303,04,25 =⋅=π

SERUL FIZIOLOGIC (soluţie 0,9% NaCl)SERUL FIZIOLOGIC (soluţie 0,9% NaCl) !!!!!!

Studiu individualStudiu individual: Să se calculeze concentraţia procentuală

a unei soluţii de glucoză izotonice cu sângele de densitate ţ g g

1,091 g/mL

CLASIFICAREA SOLUŢIILOR ÎN RAPORT CU CLASIFICAREA SOLUŢIILOR ÎN RAPORT CU SÂNGELE SÂNGELE

•• HIPOTONICEHIPOTONICE)67(

)3,0( osMccosos

osplasma

ossolutie <

SÂNGELE SÂNGELE

)6,7( atmosplasma

ossolutie ππ <

•• IZOTONICEIZOTONICE)(

)3,0( osMccosos

osplasma

ossolutie =

)6,7( atmosplasma

ossolutie ππ =

•• HIPERTONICEHIPERTONICE)3,0( osMcc os

plasmaossolutie >

HIPER ONICEHIPER ONICE)6,7( atmos

plasmaossolutie ππ >

PRESIUNEA COLOID PRESIUNEA COLOID -- OSMOTICĂOSMOTICĂ

atmcTR t iplasma 036,01045,125 3 =⋅⋅=⋅⋅= −π atmcTR proteineco 036,01045,125π

lplasma

plasmaco mmHg ππ %5,028 ==

ROLUL ROLUL ππco ÎN SCHIMBURILE CAPILAREco ÎN SCHIMBURILE CAPILARE

p cahidrostatip

coπ

•• CAPCAPĂĂT ARTERIAL:T ARTERIAL:CAPCAPĂĂT ARTERIALT ARTERIAL

Soluţia micromoleculară iese cocahidrostatip π>

ţdin capilar

(ULTRAFILTRARE)( )

ĂĂ•• CAPCAPĂĂT VENOS:T VENOS:

cocahidrostatip π<Soluţia micromoleculară

intră în capilar

(REABSORBŢIE)

ÎnÎn cazulcazul malnutriţieimalnutriţiei::↓ sinteza proteinelor plasmatice- ↓ sinteza proteinelor plasmatice

- ↓ presiunea coloid – osmotică- ↑ fluxul de ultrafiltrarefluxul de ultraf ltrare- ↓ fluxul de reabsorbţie

⇒⇒ acumulareaacumularea de de lichidlichid înîn cavitateacavitatea abdominalabdominalăă

DIFUZIA

DEFINIŢIE:DEFINIŢIE:

TRANSPORTUL DE SUBSTANŢTRANSPORTUL DE SUBSTANŢĂĂ DIN ZONELE DIN ZONELE DE CONCENTRAŢDE CONCENTRAŢIE MARE CĂTRE CELE DE IE MARE CĂTRE CELE DE DE CONCENTRAŢDE CONCENTRAŢIE MARE CĂTRE CELE DE IE MARE CĂTRE CELE DE

CONCENTRACONCENTRAŢŢIE MICĂ DATORITIE MICĂ DATORITĂĂ AGITAAGITAŢŢIEI IEI TERMICETERMICE

CARACTERISTICCARACTERISTICĂ:Ă:

GAZELORGAZELOR

LICHIDELORLICHIDELORLICHIDELORLICHIDELOR

LEGILE LUI FICKLEGILE LUI FICK

1845 1845 –– legile difuzieilegile difuziei

ADOLF FICKADOLF FICK1829 1829 –– 19011901

1887 1887 –– lentila de contactlentila de contact1829 1829 19011901

cddν1 2

LEGEA I A LUI FICK:LEGEA I A LUI FICK:

xdcdD

tdd

S−=

ν1s

cmD2

=

Flux (J ) Forţă (grad c)

kdcjdcidcc ++=grad

Flux (Jx) Forţă (gradxc)

LEGEA II A LUI FICK:LEGEA II A LUI FICK:

kdz

jdy

idx

c ++=grad

2 cdDcd= 2xd

Dtd=

COEFICIENT DE DIFUZIECOEFICIENT DE DIFUZIE

MICROMOLECULE (M 10MICROMOLECULE (M 1033 D )D )• MICROMOLECULE (M < 10MICROMOLECULE (M < 1033 Da):Da):

/scm108 25

D−⋅ /scm10 25−≈D/scm

MD = /scm10≈D

• MACROMOLECULE (10MACROMOLECULE (1033 Da < M < 10Da < M < 1088 Da):Da):

1023 5−

/scm102,3 23 M

D ⋅= /scm10 28−≈D

• PARTICULE SFERICE:PARTICULE SFERICE:

Tk ⋅r

TkDηπ6⋅

= Stokes - Einstein

ROBERT BROWNROBERT BROWNROBERT BROWNROBERT BROWN

1773 1773 -- 18581858

1827

Ei t i Ei t i S l h kiS l h kitD22 Einstein Einstein -- SmoluchowskiSmoluchowskitD2x 2 =

D = 10 – 5 cm2/s

Ф = 10 – 3 cm (celulă bacteriană)t = 50 ms

0 c (celulă bacteriană)

D = 10 – 5 cm2/sD 10 cm /s

d = 1 cm (organism pluricelular)t ≅ 14 h

t2φ

=SISTEM CIRCULATORSISTEM CIRCULATOR D

t2

=

Schimbul de gaze la nivelul alveolelor pulmonareSchimbul de gaze la nivelul alveolelor pulmonareşi l ţ sutu ilşi l ţ sutu ilşi al ţesuturilorşi al ţesuturilor

300 milioane300 milioanesuprafasuprafaţăţă 50 50 –– 100 m100 m22

puternic vascularizateputernic vascularizateperete subperete subţţire (30 ire (30 μμm)m)

Oxigenul este transportat:Oxigenul este transportat:2% dizolvat 2% dizolvat în plasmăîn plasmă98% sub forma complexului Hb(O98% sub forma complexului Hb(O22))44