ما هو الفرق بين مفرط التوتر ، منخفض التوتر ، متساوي التوتر؟

عندما يذبل النبات ، فإنه ينهار ويصبح في حالة من الفوضى الناعمة. يحدث الذبول عندما يترك الماء خلايا النبات ويخل بضغطه الداخلي. هذا مثال على واحد من ثلاثة أنواع من التوتر. يمكن أن يحتوي الحل على ثلاث فئات من التوتر بالنسبة إلى محلول آخر: مفرط التوتر ، منخفض التوتر ، ومتساوي التوتر. جنبًا إلى جنب مع التناضح ، يعد التوتر جزءًا لا يتجزأ من الأنظمة البيولوجية لتعمل بشكل صحيح. يصف كل نوع من أنواع التوتر كيفية حدوث التناضح بين الحلول المختلفة.

التنافذ

لفهم التوتر ، من المهم أولاً فهم التناضح. إن الحركة الصافية للمياه عبر غشاء شبه نافذ من منطقة ذات تركيز منخفض للذوبان إلى منطقة ذات تركيز مذاب أعلى هي التناضح. يمكن أن يكون المذاب أي مادة أو خلية يذوبها المذيب. معًا ، يشكلون الحل. في جسم الإنسان ، يمكن أن تكون المواد المذابة عبارة عن سكر أو يوريا أو بوتاسيوم أو مجموعة متنوعة من المواد الأخرى. التناضح هو الوسيلة الأساسية التي يدخل من خلالها الماء إلى الخلايا ويخرج منها.

كيف ولماذا يحدث التناضح

عند دراسة التناضح ، يكون من الأسهل تصور الخلايا على أنها جرة ذات قسمين مليئين بالماء. يقسم الغشاء الجرة إلى نصفين ويفصل بين المقصورات. إذا لم يكن أي من المقصورتين يحتوي على أي مواد مذابة ، فسوف يتحرك الماء عبر الغشاء بحرية وبشكل متساوٍ. ومع ذلك ، إذا كان أحد الجرار يحتوي على تركيز مذاب أعلى من الآخر ، فمن غير المرجح أن يخرج الماء من المنطقة المذابة. يؤيد معظم العلماء أن السبب في ذلك هو أن جزيئات الذائبة ترتد عن الغشاء وتحرك جزيئات الماء بعيدًا عن الغشاء.

توترية

إن قدرة المحلول على إجبار الماء على الانتقال إلى الخلية أو الخروج منها من خلال عملية التناضح هي توتره. التركيز التناضحي للخلية هو التركيز الكلي لكل مذاب في الخلية. التركيز التناضحي للخلية هو مقياس لعدد الأسمولات المذابة لكل لتر من المحلول. يمكن أن يظهر هذا على هيئة osmol / L أو Osm / L. تصف الفئات الثلاث للتوتر التركيز التناضحي للخلية للتركيز التناضحي للسائل خارج الخلية من حولها.

مفرط التوتر

إذا كانت الخلية تحتوي على تركيز تناضحي أقل من السائل المحيط بها ، فإن السائل يكون مفرط التوتر للخلية. من المرجح أن يخرج الماء من الخلية ويدخل السائل خارج الخلية لأن السائل يحتوي على تركيز أعلى من المواد المذابة. سيؤثر هذا بشكل طفيف على التركيز على السطح الخارجي للخلية ، مما يجعلها أكثر مساواة للتركيز داخل الخلية. يسمي بعض الأفراد انكماش خلايا فرط التوتر ، لأن فقدان الماء يؤدي إلى تقلص حجم الخلية.

أمثلة على فرط التوتر

بدون ماء كافٍ ، سوف تذبل النباتات وتفقد صلابتها. هذا مثال على فرط التوتر. انتقل الماء من داخل الخلية النباتية إلى السائل الموجود خارجها. بدون ضغط الماء على جدران الخلايا ، تفقد الخلايا والنبات ضغط الانتفاخ. إذا تلقى النبات الماء ، فسيكون قادرًا على استعادة صلابته. في البشر ، إذا دخلت خلايا الدم الحمراء محلولًا يحتوي على تركيز أعلى من الذائبة ، فإن فقدان الماء سيؤدي إلى فشل عدد من وظائف الخلية.

التحايل على فرط التوتر

طورت بعض المخلوقات والكائنات الحية طرقًا للحماية من فرط التوتر أو التعويض عنه. الماء المالح مفرط التوتر للأسماك التي تعيش فيه. لهذا السبب ، تفقد الأسماك بشكل طبيعي كمية كبيرة من الماء. يحدث هذا عندما تقوم الأسماك بتبادل الغازات مع مياه البحر. للتعويض عن فقدان الماء ، تستهلك الأسماك كميات كبيرة من المياه المالحة. ثم يفرزون الملح الزائد. هذه هي عملية التنظيم.

نقص الضغط

إذا كانت الخلية تحتوي على تركيز تناضحي أعلى من السائل المحيط بها ، فإن السائل يكون منخفض التوتر بالنسبة للخلية. وهذا يعني بدوره أن الماء من المرجح أن ينتقل من السائل إلى الخلية. يمكن أن يتسبب هذا في ظهور الخلية منتفخة أو منتفخة. لا تمتلك الخلايا الحيوانية جدرانًا خلوية. بدون جدار الخلية الواقي ، يمكن أن يؤدي الانتشار الزائد للماء في الخلية إلى تمزق الخلية. ومع ذلك ، في النباتات ، يحمي جدار الخلية الخلية. هذا يساهم في ضغط تورغ المصنع ويوفر صلابة أكبر.

نقص صوديوم الدم

أحد الآثار المحتملة لنقص التوتر في جسم الإنسان هو نقص صوديوم الدم أو جرعة زائدة من الماء. عندما يشرب الشخص كمية زائدة من الماء ، يصبح محلول الملح الخارجي مخففًا. من أجل الوصول إلى تركيزات تناضحية مكافئة ، يندفع الماء بعد ذلك إلى خلايا الدم. أعراض نقص صوديوم الدم هي الغثيان والصداع والارتباك والتعب. إذا انتفخت خلايا الدم في الدماغ وتمزقت ، فقد يكون نقص صوديوم الدم قاتلاً. هذه الحالة أكثر انتشارًا عند الرضع لأن أجسامهم الصغيرة لا تستطيع تحمل مستويات عالية من الماء.

مساوي التوتر

على عكس الشكلين الآخرين للتوتر ، يصف تساوي التوتر كلاً من الخلية والسائل خارج الخلية من حولها على أنهما لهما تركيزات تناضحية متساوية. لهذا السبب ، يمكن للماء أن يتحرك بحرية بين الخلية والسائل. بالإضافة إلى ذلك ، لا تتقلص الخلية أو تتوسع لأن التركيز يظل مكافئًا بين المنطقتين. معدل انتشار الماء هو نفسه في أي من الاتجاهين ، داخل وخارج الخلية.

تساوي التوتر في الجسم

بشكل عام ، تعتبر الظروف متساوية التوتر مثالية للخلايا مثل خلايا الدم الحمراء. تؤدي المواقف مفرطة التوتر إلى تقلص الخلايا وفقدان قدرتها على العمل بشكل صحيح. تتسبب المواقف منخفضة التوتر في انتفاخ الخلية وتمزقها. نظرًا لأنه جزء لا يتجزأ من خلايا الدم الحمراء للحفاظ على وظيفتها ، فإن جسم الإنسان لديه عدد من الوظائف المتجانسة التي تحافظ على حالة مستقرة من الظروف الداخلية. أحد هذه الحالات هو توتر السائل خارج الخلية بالنسبة لخلايا الدم الحمراء.