διάχυση

Από διάχυση είναι η συζήτηση για το πότε αναμιγνύονται υγρά ή αέρια μέσω μοριακών κινήσεων Brown. Η διάχυση λαμβάνει χώρα στο σώμα για την ανταλλαγή ουσιών στα κύτταρα και για την ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες. Οι διαταραχές διάχυσης στους πνεύμονες προκαλούν αναπνευστική ανεπάρκεια.

Ποια είναι η διάχυση;

Κατά τη διάρκεια της διάχυσης, οι τυχαίες κινήσεις τους αναμιγνύουν διαφορετικά συμπυκνωμένα υλικά που βρίσκονται σε άμεση ή έμμεση επαφή μεταξύ τους. Οι εγγενείς κινήσεις διάχυσης είναι επίσης γνωστές ως μοριακές κινήσεις Brownian. Πρόκειται για νευρικές και ακανόνιστες θερμικές κινήσεις μικροσκοπικών, μόνο μικροσκοπικά ορατών σωματιδίων σε αέρια και υγρά. Τα κινήματα πήραν το όνομά τους από τον βοτανολόγο Robert Brown, που τον είδε για πρώτη φορά τον 19ο αιώνα.

Η διάχυση λαμβάνει χώρα είτε παθητικά είτε ενεργά. Στην περίπτωση της δραστικής μορφής, γίνεται επίσης λόγος για μεταφορά δραστικής ουσίας. Διαφέρει από την παθητική διάχυση στο ότι χρησιμοποιεί ενέργεια.

Στο ανθρώπινο σώμα, η διάχυση παίζει ρόλο στην ανταλλαγή ουσιών μεταξύ των κυττάρων και του περιβάλλοντος. Η παθητική διάχυση εμφανίζεται σπάνια στα κύτταρα. Η δραστική μορφή είναι η φυσιολογική μορφή διάχυσης ουσιών μέσω κυτταρικής μεμβράνης. Μια επιλεκτική μορφή διάχυσης λαμβάνει χώρα επίσης σε όργανα όπως τα νεφρά ή στο φράγμα αίματος-εγκεφάλου.

Λειτουργία & εργασία

Εάν βάζετε μεμονωμένες σταγόνες μελανιού σε ένα ποτήρι νερό και δεν ανακατεύετε, μπορείτε να δείτε ραβδώσεις. Ωστόσο, μετά από λίγο, το νερό γίνεται σχετικά ομοιόμορφο μπλε και οι ραβδώσεις εξαφανίζονται. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως παθητική διάχυση, η οποία αντισταθμίζει τις διαφορές συγκέντρωσης μεταξύ δύο υγρών. Οι αυτο-κινήσεις των σωματιδίων και μόνο ακυρώνουν τις διαφορές στη συγκέντρωση.

Διαλύσεις όπως αυτό μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν μεταξύ διαχωρισμένων υγρών.Αυτό συμβαίνει στο ανθρώπινο σώμα, όπου οι μεμβράνες διαχωρίζουν τις ουσίες μεταξύ τους. Οι μεμβράνες με διαπερατότητα για μία από τις δύο ουσίες μεταναστεύουν από ένα πιο συμπυκνωμένο διάλυμα σε λιγότερο συμπυκνωμένο. Η μετανάστευσή σας πραγματοποιείται κατά μήκος της λεγόμενης κλίσης συγκέντρωσης. Ο αριθμός των σωματιδίων στο πρώτο υγρό εξακολουθεί να εμφανίζει διαφορές κατά μήκος της διαδρομής διάχυσης στην αρχή. Κατά τη διάρκεια της διάχυσης, ο αριθμός εξισορροπείται στη διαδρομή διάχυσης και εμφανίζεται μια κατάσταση ισορροπίας. Αφού επιτευχθεί ισορροπία, ο ίδιος αριθμός μορίων διαχέεται μέσω της μεμβράνης σε κάθε κατεύθυνση. Στο τέλος της διάχυσης, η συγκέντρωση είναι η ίδια και στις δύο πλευρές της μεμβράνης.

Το μέγεθος των πόρων της μεμβράνης είναι αποφασιστικό για παθητική διάχυση, με μικρότερα σωματίδια να διαχέονται παθητικά από τα μεγαλύτερα. Ο ρυθμός διάχυσης προσδιορίζεται όχι μόνο από το μέγεθος των πόρων αλλά και από το ιξώδες του διαλύτη και τη θερμοκρασία.

Στο σώμα, η διάχυση είναι ζωτικής σημασίας για την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ των κυττάρων. Τα κύτταρα του σώματος πρέπει να διατηρήσουν τη συγκέντρωση ορισμένων ουσιών. Η πλήρης εξίσωση της συγκέντρωσης στο πλαίσιο της παθητικής διάχυσης θα προκαλούσε τον κυτταρικό θάνατο. Επομένως, οι ουσίες τείνουν να διαχέονται ενεργά στο σώμα έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης.

Ένα πολύ γνωστό παράδειγμα της ενεργού μορφής μπορεί να φανεί στις αντλίες K + / Na +. Με επιλεκτική διάχυση, όπως μπορεί να βρεθεί σε διάφορα όργανα του ανθρώπινου σώματος, η μεμβράνη διάχυσης δείχνει μόνο διαπερατότητα για επιλεγμένες ουσίες.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

Ασθένειες και παθήσεις

Μια μόνιμη ανταλλαγή αερίων πραγματοποιείται στους ανθρώπινους πνεύμονες. Η πρόσληψη O2 και η απελευθέρωση CO2 λαμβάνουν χώρα στις κυψελίδες των πνευμόνων. Εκτός από τον εξαερισμό, την έγχυση και τη διανομή, η διάχυση παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην ανταλλαγή. Στην αναπνευστική ανεπάρκεια, υπάρχουν διαταραχές μιας ή περισσοτέρων από τις τέσσερις διαδικασίες που εμπλέκονται στην ανταλλαγή αερίων.

Οι αιτίες της αναπνευστικής ανεπάρκειας μπορεί να ποικίλουν. Τόσο η απόφραξη των αεραγωγών όσο και η κεντρική ή περιφερειακή αναπνευστική κατάθλιψη καθώς και μια αλλαγμένη μορφολογία των πνευμόνων είναι πιθανές αιτίες. Εάν διαταραχθεί το μερικό στάδιο της διάχυσης, αυτό οφείλεται συχνά σε μια εκτεταμένη διαδρομή διάχυσης. Μια τέτοια επέκταση μπορεί να υπάρχει στο πλαίσιο της πνευμονίας, της αναρρόφησης ή του ARDS. Η ίνωση, το πνευμονικό οίδημα ή το σαρκοειδές μπορεί επίσης να είναι η αιτία.

Μερικές φορές διαταραχές διάχυσης και σχετική αναπνευστική ανεπάρκεια προκαλούνται επίσης από τη μείωση του χρόνου επαφής με το αίμα. Τέτοιες συντομεύσεις συμβαίνουν, για παράδειγμα, λόγω εμφυσήματος, ίνωσης ή αναιμίας. Ωστόσο, η σήψη ή η αύξηση της καρδιακής απόδοσης είναι επίσης πιθανές πρωταρχικές αιτίες.

Εάν μια διαταραχή διάχυσης των πνευμόνων δεν οφείλεται σε μείωση του χρόνου επαφής του αίματος ούτε σε μεγαλύτερη απόσταση διάχυσης, η αιτία της αναπνευστικής ανεπάρκειας πιθανότατα οφείλεται σε μειωμένη επιφάνεια ανταλλαγής. Η επιφάνεια για την ανταλλαγή επισκεπτών μπορεί να μειωθεί, για παράδειγμα, με ίνωση. Οι εκτομές είναι επίσης μια πιθανή κύρια αιτία. Το ίδιο ισχύει για την ατελεκτασία, την υπεζωκοτική συλλογή και τον ήμα ή τον πνευμονοθώρακα. Υπό ορισμένες συνθήκες, ένα ανυψωμένο διάφραγμα μειώνει επίσης την επιφάνεια.

Ο γιατρός μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα τεστ διάχυσης για να κατανοήσει τη διάχυση στους πνεύμονες και να εντοπίσει τυχόν διαταραχές. Τόσο οι μέθοδοι σταθερής κατάστασης, η ενδοαναπνοή όσο και η απλή αναπνοή μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δοκιμές. Η ικανότητα διάχυσης καθορίζεται μόνο μέσω της συγκέντρωσης των αερίων στον εκπνεόμενο αέρα ή σε συνδυασμό με μέτρηση των παλιρροιακών όγκων.

Οι διαταραχές διάχυσης μπορούν να επηρεάσουν όχι μόνο την ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες αλλά και την ανταλλαγή ουσιών στα κύτταρα του σώματος ή την επιλεκτική διάχυση σε όργανα όπως τα νεφρά. Μια επιλεκτική διάχυση λαμβάνει χώρα, για παράδειγμα, στο φράγμα αίματος-εγκεφάλου, το οποίο υποτίθεται ότι προστατεύει το κεντρικό νευρικό σύστημα από επιβλαβείς ή άχρηστες ουσίες. Σε διάφορες νευρολογικές ασθένειες, το αίμα-εγκεφαλικό φράγμα εγκαταλείπει αυτήν την επιλεκτική λειτουργία και επιτρέπει τη διέλευση λανθασμένων ή ακόμη και όλων των ουσιών.