dyfuzja

Z dyfuzja występuje wtedy, gdy ciecze lub gazy mieszają się za pomocą ruchów molekularnych Browna. W organizmie zachodzi dyfuzja w celu wymiany substancji w komórkach i wymiany gazowej w płucach. Zaburzenia dyfuzyjne w płucach powodują niewydolność oddechową.

Co to jest dyfuzja?

Podczas dyfuzji, przypadkowe ruchy ich własnych mieszają się z różnie stężonymi substancjami, które są ze sobą w bezpośrednim lub pośrednim kontakcie. Wewnętrzne ruchy dyfuzji są również znane jako ruchy molekularne Browna. Są to gwałtowne i nieregularne ruchy cieplne drobnych, tylko mikroskopijnie widocznych cząstek w gazach i cieczach. Ruchy zostały nazwane na cześć botanika Roberta Browna, który po raz pierwszy zobaczył je w XIX wieku.

Dyfuzja odbywa się biernie lub aktywnie. W przypadku formy aktywnej mówi się również o aktywnym transporcie masowym. Różni się od biernej dyfuzji tym, że wykorzystuje energię.

W organizmie ludzkim dyfuzja odgrywa rolę w wymianie substancji między komórkami a środowiskiem. W komórkach rzadko występuje dyfuzja bierna. Postać aktywna to fizjologiczna forma dyfuzji substancji przez błonę komórkową. Selektywna forma dyfuzji zachodzi również w narządach, takich jak nerki czy przy barierze krew-mózg.

Funkcja i zadanie

Jeśli wlejesz pojedyncze krople atramentu do szklanki z wodą i nie będziesz mieszać, możesz zobaczyć smugi. Jednak po pewnym czasie woda staje się stosunkowo jednolicie niebieska i smugi znikają. Proces ten jest również nazywany dyfuzją pasywną, która kompensuje różnice stężeń między dwiema cieczami. Samo ruchy cząstek same niwelują różnice w koncentracji.

Takie dyfuzje mogą również zachodzić między oddzielonymi cieczami.Dzieje się tak w ludzkim ciele, gdzie błony oddzielają substancje od siebie. Membrany z przepuszczalnością jednej z dwóch substancji migrują z bardziej stężonego roztworu do mniej stężonego. Twoja migracja odbywa się wzdłuż tak zwanego gradientu stężeń. Na początku liczba cząstek w pierwszej cieczy nadal wykazuje różnice wzdłuż drogi dyfuzji. W trakcie dyfuzji liczba balansuje na drodze dyfuzji i następuje stan równowagi. Po osiągnięciu równowagi taka sama liczba cząsteczek dyfunduje przez membranę w każdym kierunku. Pod koniec dyfuzji stężenie jest takie samo po obu stronach membrany.

Wielkość porów membrany ma szczególne znaczenie dla dyfuzji biernej, przy czym mniejsze cząsteczki dyfundują bardziej pasywnie niż większe. Szybkość dyfuzji zależy nie tylko od wielkości porów, ale także od lepkości rozpuszczalnika i temperatury.

W organizmie dyfuzja ma kluczowe znaczenie dla wymiany substancji między komórkami. Komórki organizmu muszą utrzymywać stężenie pewnych substancji. Całkowite wyrównanie stężenia w kontekście biernej dyfuzji zapoczątkowałoby śmierć komórki. Dlatego substancje mają tendencję do aktywnej dyfuzji w organizmie wbrew gradientowi stężeń.

Dobrze znany przykład formy aktywnej można zobaczyć w pompach K + / Na +. W przypadku dyfuzji selektywnej, którą można znaleźć w różnych narządach organizmu ludzkiego, membrana dyfuzyjna wykazuje przepuszczalność tylko dla wybranych substancji.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

W ludzkich płucach zachodzi stała wymiana gazowa. Wychwyt O2 i uwalnianie CO2 ma miejsce w pęcherzykach płucnych. Oprócz wentylacji, perfuzji i dystrybucji, dyfuzja odgrywa również ważną rolę w wymianie. W przypadku niewydolności oddechowej występują zaburzenia jednego lub więcej z czterech procesów biorących udział w wymianie gazowej.

Istnieje wiele przyczyn niewydolności oddechowej. Możliwymi wyzwalaczami są zarówno niedrożność dróg oddechowych, jak i centralna lub obwodowa depresja oddechowa, a także zmieniona morfologia płuc. Zakłócenie częściowego etapu dyfuzji jest często spowodowane wydłużeniem drogi dyfuzji. Takie przedłużenie może wystąpić w kontekście zapalenia płuc, aspiracji lub ARDS. Przyczyną może być również zwłóknienie, obrzęk płuc lub sarkoidoza.

Czasami zaburzenia dyfuzyjne i związana z nimi niewydolność oddechowa są również spowodowane skróceniem czasu kontaktu z krwią. Takie skrócenie występuje na przykład w wyniku rozedmy płuc, zwłóknienia lub anemii. Jednak możliwe przyczyny pierwotne to także posocznica lub zwiększenie rzutu serca.

Jeśli zaburzenie dyfuzyjne płuc nie jest spowodowane ani skróceniem czasu kontaktu z krwią, ani większą odległością dyfuzyjną, przyczyną niewydolności oddechowej jest prawdopodobnie zmniejszona powierzchnia wymiany. Powierzchnia do wymiany gości może zostać zmniejszona na przykład przez zwłóknienie. Resekcje są również możliwą pierwotną przyczyną. To samo dotyczy niedodmy, wysięku opłucnowego i krwiaka lub opłucnej. W pewnych okolicznościach podniesiona membrana zmniejsza również powierzchnię.

Lekarz może zastosować test dyfuzyjny, aby zrozumieć dyfuzję w płucach i zidentyfikować wszelkie zaburzenia. Jako testy można zastosować zarówno metodę stanu stacjonarnego, wdechu, jak i metodę pojedynczego oddechu. Zdolność dyfuzyjną określa się albo tylko na podstawie stężenia gazów w wydychanym powietrzu, albo w połączeniu z pomiarem objętości oddechowych.

Zaburzenia dyfuzji mogą wpływać nie tylko na wymianę gazową w płucach, ale także na wymianę substancji w komórkach organizmu lub selektywną dyfuzję w narządach, takich jak nerki. Na przykład przy barierze krew-mózg zachodzi selektywna dyfuzja, która ma chronić ośrodkowy układ nerwowy przed szkodliwymi lub bezużytecznymi substancjami. W różnych chorobach neurologicznych bariera krew-mózg rezygnuje z tej selektywnej funkcji i przepuszcza fałszywe lub nawet wszystkie substancje.