Y khoa Ykhoa, y học, y tế, kiến thức, lâm sàng, cận lâm sàng, chẩn đoán, điều trị, phác đồ, diễn đàn y khoa, hệ sinh thái y khoa online, mới nhất và đáng tin cậy.
1, Osmolarity là gì? Nó được tính bằng cách nào?
Osmolarity là nồng độ của các hạt vận động osmotically (xu hướng của chất lỏng) trong dung dịch chất tan. Nó được tính như kết quả của nồng độ chất tan (mmol/L) nhân cho số hạt trên mỗi mol của dung dịch chất tan. Mức độ phân li được mô tả bằng hệ số thẩm thấu (osmotic coefficient – g). Nếu chất tan không phân ly, g = 1.0. Nếu chất tan phân li thành hai hạt thì g =2.0. Ví dụ, với chất tan là ure hoặc đường saccarozo, g = 1.0 vì chất tan không phân li trong dung dịch. Mặt khác, cho NaCl, g = 2.0 vì NaCl phân li thành hai hạt trong dung dịch, Na+ và Cl-. Ví dụ cuối cùng, nó quan trọng để chú ý rằng ion Na+ và Cl- có thể tương tác trong dung dịch, làm g hơi thấp hơn lý thuyết.
Osmolarity = gC – Với g là số hạt/một mol dung dịch chất tan; C là nồng độ (mmol/L)
Hai dung dịch nó có osmolarity được tính giống nhau được gọi là isosmotic. Nếu osmolarity được tính của hai dung dịch là khác nhau, dung dịch có osmolarity cao hơn gọi là hyperosmotic và dung dịch có osmolarity thấp hơn gọi là hyposmotic.
2, Osmosis là gì? Lực thúc đẩy cho osmosis là gì?
Osmosis là dòng di chuyển của nước giữa hai dung dịch được phân chia bởi một màng bán thấm gây ra do sự chênh lệch nồng độ. Động lực cho osmosis là sự chênh lệch ở osmotic pressure (áp lực thẩm thấu) gây ra bởi sự hiện diện của chất tan. Ban đầu, nó có thể ngạc nhiên rằng sự hiện diện của một chất tan có thể gây ra áp suất, nó được giải thích như sau: Hạt chất tan trong dung dịch tương tác với các lỗ trên màng => nó làm giảm áp suất thủy tĩnh của dung dịch chất tan. Nồng độ chất tan cao hơn => nồng độ áp lực thẩm thấu cao hơn và áp suất thủy tĩnh thấp hơn (bởi vì sự tương tác của chất tan với lỗ trên màng). Thực vậy, nếu hai chất tan có sự chênh lệch nồng độ, thì áp suất thẩm thấu và áp suất thủy tĩnh của nó cũng chênh lệch, và sự chênh lệch áp suất gây ra dòng nước xuyên qua màng (sự thẩm thấu hay osmosis).
3, Osmotic pressure là gì và tính nó như thế nào? Effective osmotic pressure là gì và tính nó bằng cách nào?
Áp suất thẩm thấu của dung dịch chất tan được mô tả bằng công thức Van’t Hoff:
Với n là áp suất thẩm thấu (atm); g là số hạt trong một mol dung dịch chất tan; C là nồng độ (mmol/L); R là hằng số khí (0.082 L-atm/mol-K); T là nhiệt độ tuyệt đối (K)
Bằng từ ngữ, công thức Van’t Hoff cho thấy áp suất thẩm thấu của dung dịch chất tan phụ thuộc vào nồng độ của xu hướng di chuyển các hạt chất tan tích cực. Nồng độ của các hạt chất tan được chuyển thành áp suất bởi nhân nồng độ với hằng số khí và nhiệt độ tuyệt đối.
Định nghĩa của effective osmotic pressure liên quan đến việc hơi điều chỉnh của công thức Van’t Hoff. Effective osmotic pressure phụ thuộc vào cả nồng độ của hạt chất tan và mức độ chất tan xuyên qua màng. Mức độ các hạt chất tan xuyên qua màng được mô tả bởi hệ số phản xạ (reflection coefficient). Giá trị của hệ số phản xạ khác nhau từ 0 – 1. Khi hệ số phản xạ = 1.0,màng hoàn toàn không thấm với chất tan, chất tan giữ lại trong dung dịch ban đầu và gây ra trọn vẹn áp lực thẩm thấu. Khi hệ số phản xạ = 0; màng thấ tự do với chất tan, chất tan khuếch tán qua màng và làm giảm nồng độ cho đến khi nồng độ chất tan của cả hai dung dịch chất tan cân bằng. Khi hệ số phản xạ = 0, dung dịch chất tan ở cả hai phía của màng có cùng áp suất thẩm thấu bởi vì có cùng nồng độ chất tan. Nó không có sự khác biệt effective osmotic pressure xuyên qua màng, không có thẩm thấu của nước xảy ra. Khi hệ số phản xạ giữa 0 và 1, màng hơi thấm với chất tan, effective osmotic pressure nằm đâu đó khoảng giữa giá trị lớn nhất và 0
Thực vậy, để tính effective osmotic pressure, công thức Van’t Hoff cho áp suất thẩm thấu được điều chỉnh bởi giá trị cho hệ số phản xạ như sau:Isotonic solution có effective osmotic pressure giống nhau ở hai dung dịch chất tan. Khi isotonic solution ở cả hai phía của màng bán thấm, nó không có sự chênh lệch effective osmotic pressure xuyên qua màng, không có động lực cho thẩm thấu và cũng không có dòng nước.
Nếu cả hai dung dịch chênh lệch effective osmotic pressures, một dung dịch có sự cao hơn effective osmotic pressure (hypertonic) và một dung dịch có effective osmotic pressure thấp hơn (hyposmotic). Nếu dung dịch chất tan ở cả hai bên màng bán thấm, sau đó một áp suất thẩm thấu chênh lệch hiện diện. Sự chênh lệch áp suất thẩm thấu của hai dung dịch là động lực thúc đẩy dòng nước. Dòng nước từ dung dịch chất tan hypotonic di chuyển qua dung dịch chất tan hypertonic.
4, Tính osmolarity và effective osmotic pressure của mỗi chất trong danh sách bảng 1-2 tại nhiệt độ 37oC. Biết 37oC, RT = 25.45 L-atm/mol hoặc 0.0245 L-atm/mmol.
5, Chất nào, nếu bất kỳ dung dịch chất tan là isosmotic?
Dung dịch chất tan được tính osmolarity có kết quả giống nhau là isosmotic. Do đó, dung dịch chất tan 1,5 và 6 là isosmotic tương ứng. Dung dịch 2 và 4 là isosmotic tương ứng.
6, Chất tan nào là hyperosmotic tương ứng với tất cả các dung dịch chất tan khác?
Dung dịch 3 có kết quả tính toán osmolarity lớn nhất. Do đó nó là hyperosmotic tương ứng với các dung dịch khác.
7, Chất tan nào là hyposmotic tương ứng với tất cả các dung dịch chất tan khác?
Theo tính toán, dung dịch 1 là hypotonic tương ứng với các dung dịch chất tan khác bởi vì nó có effective osmotic pressure thấp nhất (0). Nhưng tại sao 0? Các hạt ure trong dung dịch 1 không là một vài “động lực” cho áp suất thẩm thấu? Câu trả lời nằm ở hệ số phản xạ của ure, nó bằng 0: bởi vì màng thấm tự do với ure, ure ngay lập tức khuếch tán làm giảm sự chênh lệch nồng độ cho đến khi nồng độ của ure cả hai phía của màng cân bằng. Tại điểm cân bằng nồng độ, không có effective osmotic pressure.
8, Màng bán thấm ở giữa dung dịch chất tan 1 và 6. Sự khác biệt effective osmotic pressure giữa hai dung dịch chất tan là gì? Vẽ sơ đồ minh họa hướng dòng nước sẽ di chuyển giữa hai dung dịch chất tan và sự thay đổi thể tích của mỗi dung dịch chất tan theo thời gian?
Chất tan 1 là 1 mmol/L ure, với một osmolarity là 1 mOsm/L và một effective osmotic pressure của là 0. Chất tan 6 là 1 mmol/L albumin, với một osmolarity là 1 mOsm/L và một effective osmotic pressure là 0.0245 atm. Theo bàn luận trước đó, hai dung dịch này là isosmotic vì nó có cùng osmolarity. Tuy nhiên, nó không phải isotonic vì nó khác nhau về effective osmotic pressures. Dung dịch 1 (ure) có effective osmotic pressure thấp hơn (hypotonic). Dung dịch 6 (albumin) có effective osmotic pressure cao hơn (hypertonic). Sự chênh lệch effective osmotic pressure là sự chênh lệch giữa hai effective osmotic pressure của dung dịch 6 và dung dịch 1
Nếu hai dung dịch được phân chia bởi một cái màng bán thấm, dòng di chuyển nước bởi sự thẩm thấu từ chất tan ure (hypotonic) sang dung dịch chất tan albumin (hypertonic). Theo thời gian, kết quả của dòng nước di chuyển, thể tích của dung dịch chất tan ure giảm và thể tích dung dịch albumin tăng.
9, Nếu độ dẫn thủy tĩnh hay hệ số lọc (Kf), của màng trong câu hỏi 8 là 0.01 mL/min-atm, tỉ lệ dòng nước xuyên qua màng là?
Osmotic water flow (dòng nước thẩm thấu) xuyên qua màng là kết quả của osmotic driving force (động lực thúc đẩy thẩm thấu) – hay sự chênh lệch của hai effective osmotic pressure và tính thấm của nước qua màng, nó gọi là độ dẫn thủy tĩnh (hydraulic conductance) hoặc hệ số lọc. Trong câu hỏi này, hệ số lọc là 0.01 mL/min-atm và độ chênh lệch effective osmotic pressure được tính trong câu 8 là 0.0245 atm.
10, Mannitol là loại đường lớn nhất nó không phân li trong dung dịch chất tan. Một màng bán thấm phân chia giữa hai dung dịch chất tan của mannitol. Một dung dịch chất tan có nồng độ mannitol là 10 mmol/L và nồng độ mannitol trong dung dịch chất tan còn lại là 1 mmol/L. Hệ số lọc của màng là 0.5 mL/min-atm, dòng nước xuyên qua màng được đo là 0.1 mL/min. Hệ số phản xạ của mannitol cho màng là ?
Câu hỏi được tiếp cận bằng việc sử dụng mối liên hệ giữa dòng nước, độ dẫn thủy tĩnh và sự chênh lệch effective osmotic pressure được giới thiệu trong câu 9. Cho mỗi chất tan mannitol,
Do đó sự khác biệt effective pressure giữa hai dung dịch mannitol là:
Bây giờ, thay thế giá trị cho sự chênh lệch effective osmotic pressure vào công thức dòng nước:
Case được dịch từ sách: Physiology cases and problems
Dựa trên bản dịch của: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ – Khoa Y ĐHQG TP.HCM
