диффузия

Из диффузия это когда жидкости или газы смешиваются посредством броуновских молекулярных движений. Диффузия происходит в организме для обмена веществ в клетках и для газообмена в легких. Нарушения диффузии в легких вызывают дыхательную недостаточность.

Что такое диффузия?

Во время диффузии случайные движения самих себя смешивают вещества различной концентрации, которые находятся в прямом или косвенном контакте друг с другом. Внутренние движения диффузии также известны как броуновские молекулярные движения. Это резкие и нерегулярные тепловые движения крошечных, только микроскопически видимых частиц в газах и жидкостях. Движения названы в честь ботаника Роберта Брауна, который впервые увидел их в 19 веке.

Распространение происходит либо пассивно, либо активно. В случае активной формы также говорят об активном массовом транспорте. Он отличается от пассивной диффузии тем, что использует энергию.

В организме человека диффузия играет роль в обмене веществ между клетками и окружающей средой. Пассивная диффузия в клетках встречается редко. Активная форма - это физиологическая форма диффузии веществ через клеточную мембрану. Избирательная форма диффузии также имеет место в таких органах, как почки или гематоэнцефалический барьер.

Функция и задача

Если вы капнете отдельные капли чернил в стакан с водой и не будете перемешивать, то увидите полосы. Однако через некоторое время вода становится относительно однородной, и полосы исчезают. Этот процесс также известен как пассивная диффузия, которая компенсирует разницу в концентрации между двумя жидкостями. Только самодвижение частиц компенсирует разницу в концентрации.

Подобная диффузия может также происходить между разделенными жидкостями.Так обстоит дело в организме человека, где мембраны отделяют вещества друг от друга. Мембраны с проницаемостью для одного из двух веществ переходят из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Ваша миграция происходит по так называемому градиенту концентрации. Количество частиц в первой жидкости вначале все еще показывает различия вдоль пути диффузии. В процессе диффузии число уравновешивается на пути диффузии, и наступает состояние равновесия. После достижения равновесия одинаковое количество молекул диффундирует через мембрану в каждом направлении. В конце диффузии концентрация одинакова с обеих сторон мембраны.

Размер пор мембраны имеет решающее значение для пассивной диффузии, при этом более мелкие частицы диффундируют более пассивно, чем более крупные. Скорость диффузии определяется не только размером пор, но также вязкостью растворителя и температурой.

В организме диффузия имеет решающее значение для обмена веществ между клетками. Клетки организма должны поддерживать концентрацию определенных веществ. Полное выравнивание концентрации в контексте пассивной диффузии может вызвать гибель клеток. Таким образом, вещества имеют тенденцию активно диффундировать в организме против градиента концентрации.

Хорошо известный пример активной формы можно увидеть в насосах K + / Na +. При селективной диффузии, которую можно найти в различных органах человеческого тела, диффузионная мембрана показывает проницаемость только для определенных веществ.

Здесь вы можете найти свое лекарство

Болезни и недуги

В легких человека происходит постоянный газообмен. Поглощение O2 и высвобождение CO2 происходит в альвеолах легких. Помимо вентиляции, перфузии и распределения, диффузия также играет важную роль в обмене. При дыхательной недостаточности наблюдаются нарушения одного или нескольких из четырех процессов газообмена.

Причины дыхательной недостаточности могут быть самыми разными. Возможными триггерами являются, например, обструкция дыхательных путей и угнетение центрального или периферического дыхания, а также изменение морфологии легких. Если частичный этап диффузии нарушается, это часто происходит из-за удлиненного пути диффузии. Такое расширение может иметь место в контексте пневмонии, аспирации или ОРДС. Фиброз, отек легких или саркоид также могут быть причиной.

Иногда диффузные расстройства и связанная с ними респираторная недостаточность также вызваны сокращением времени контакта с кровью. Такие сокращения возникают, например, из-за эмфиземы, фиброза или анемии. Тем не менее, сепсис или увеличение сердечного выброса также являются возможными первопричинами.

Если нарушение диффузии легких не связано ни с сокращением времени контакта с кровью, ни с увеличением расстояния диффузии, причина дыхательной недостаточности, вероятно, связана с уменьшением поверхности обмена. Поверхность для обмена гостями может быть уменьшена, например, из-за фиброза. Возможной первопричиной также могут быть резекции. То же самое и с ателектазом, плевральным выпотом, гемой или плевмототораксом. При определенных обстоятельствах приподнятая диафрагма также уменьшает поверхность.

Используя диффузионный тест, врач может понять диффузию в легких и выявить любые нарушения. В качестве тестов можно использовать как стационарный, так и внутридыхательный и однократный методы. Диффузионная способность определяется либо только по концентрации газов в выдыхаемом воздухе, либо в сочетании с измерением дыхательных объемов.

Нарушения диффузии могут влиять не только на газообмен в легких, но и на обмен веществ в клетках организма или избирательную диффузию в таких органах, как почки. Например, избирательная диффузия происходит через гематоэнцефалический барьер, который должен защищать центральную нервную систему от вредных или непригодных для использования веществ. При различных неврологических заболеваниях гематоэнцефалический барьер отказывается от этой избирательной функции и пропускает ложные или даже все вещества.