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人体内环境的渗透压及其影响因素

发表时间:2020-10-30 11:10:21    人气:

      渗透压的维持和调节是人体内环境的重要特性,对渗透压概念及其影响因素的正确理解非常必要。本文结合相关文献及生活实践,创设有效的教学情境,针对几个典型的相关问题进行了分析。

1、溶液渗透压的概念

      所谓溶液渗透压,简单地说,是指溶液中溶质微粒对水的吸引力,渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。溶液渗透压的大小只与单位体积中溶质的分子或离子个数有关,溶质微粒越多,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高;反过来,溶质微粒越少,溶液渗透压越低。渗透压的大小与溶质离子或分子的大小无关,例如0.3mol/L的葡萄糖溶液与0.3mol/L蔗糖溶液的渗透压是相同的,而0.3mol/L氯化钠溶液的渗透压约是0.3mol/L葡萄糖溶液渗透压的两倍。

2、血浆渗透压

      血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系,共同构成人体内细胞生活的直接环境,这个由细胞外液构成的液体环境叫做人体内环境。细胞外液中血浆的成分,水约占90%,蛋白质约占7%~9%,无机盐约占1%,还包括各种营养物质、各种代谢废物、气体、激素等。由于在血浆中蛋白质和无机盐含量较高,所以血浆渗透压的大小主要与无机盐蛋白质有关。

血浆中的无机盐、葡萄糖、尿素等小分子晶体物质形成的渗透压,称为血浆晶体渗透压。血浆蛋白等大分子物质所形成的渗透压,称为血浆胶体渗透压。由于血浆中小分子晶体物质非常多,因此血浆渗透压主要是晶体渗透压。血浆中的晶体溶质和胶体溶质能吸引水分子穿过生物半透膜。

3、细胞外液渗透压的调节

      维持内环境稳态要保证体内有适量的水分,还要保证在体液中含有适量的盐类和营养物质。在生活中有许多因素影响人体内水分 和盐类的含量,例如吃进的食物中包含水和盐,体内代谢过程中产生水,呼吸运动排出一定量的水分,出汗排出水和盐,这些因素都会使体内的水分和盐类的含量发生变化。因此,人体必须有相应的调节机制来保证体内水分和盐类的稳定。

      在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%来源于Na+和Cl-。如果人体摄入的食物过咸,细胞外液渗透压增大,人体就会进行调节。一方面,渗透压增大的信息传到下丘脑的渗透压感受器,下丘脑分泌抗利尿激素,通过垂体释放到血液中的抗利尿激素增多,作用于肾小管和集合管,对水分的重吸收作用加强,尿量减少,从而减少水分地排出。另一方面,下丘脑将信息传到大脑皮层的渴觉中枢,使人产生渴觉,主动饮水补充水分,降低细胞外液的渗透压。血液中的水分增加则细胞外液渗透压降低,会使抗利尿激素的合成和释放量减少,这也是一个负反馈调节过程。

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4、长期低血浆蛋白导致组织水肿

      如果长期营养不良、患有肾小球肾炎等,会导致血浆蛋白含量偏低,血浆胶体渗透压降低,血浆中的水分进入组织液,形成组织水肿。

      血浆的渗透压主要由蛋白质和无机盐决定,分析以上组织水肿的因素中,为什么我们只分析蛋白质而不说无机盐呢?对于这个问题,我们可以从血浆与组织液之间的相互渗透得到答案,无机盐能够自由地进出毛细血管,血浆和组织液的无机盐浓度是基本一致的,所以对于血浆与组织液之间的渗透压平衡,无机盐很难发挥作用。而蛋白质却不能够轻易从血浆进入组织液,因此蛋白质的含量就成了血浆和组织液之间水分渗透方向的决定性因素5生理盐水的渗透压血浆的渗透压与0.9%的NaCl溶液的渗透压大致相等,所以0.9%的NaCl溶液是血浆的等渗溶液,被称为生理盐水。医院给患者输液时使用生理盐水,从而保持血浆与血细胞之间的渗透压平衡,维持血细胞的正常形态和功能。

      但是在生理盐水维持血浆渗透压平衡过程中,我们只分析了生理盐水的浓度却不考虑蛋白质的因素,蛋白质和无机盐谁更重要呢?渗透压的大小取决于单位体积中溶质的分子密度,而不是溶质的质量浓度。

      蛋白质虽然含量高(7%~9%),但是蛋白质是有机大分子物质,相对分子质量大,分子密度小。无机盐虽然质量浓度低(不到1%),但由于分子小,单位体积的血浆中分子密度比蛋白质大得多。所以在维持血浆和血细胞之间渗透压平衡的作用中,无机盐的作用远比蛋白质大得多,所以输液时主要考虑生理盐水的浓度。

——梁文硕.人体内环境的渗透压及其影响因素[J].生物学教学,2020,45(08):72-73.



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