Составители:
Рубрика:
своей природе представляет собой осмотическую ячейку, окруженную
полупроницаемой мембраной, которая образована двойным слоем липидов и белками.
При этом проницаемость мембран для воды и растворенных в ней веществ различна.
Существенно, что вероятность проникновения растворителя и растворенных в нем
веществ зависит как от направления их перемещения, например, в клетку или из
клетки, так и от разновидности молекул и ионов. Изучение механизмов транспорта
веществ через клеточные мембраны имеет большое значение для биологии и
медицины, т.к. нарушениями систем активного и пассивного транспорта объясняются
причины многих заболеваний, а также действие лекарственных препаратов.
В нативном состоянии осмотическое давление, создаваемое по обе стороны
клеточной мембраны накапливающимися на ней ионами, выровнено (т.н. доннановское
равновесие), но если поместить клетку в жидкость, то равновесие будет нарушено, и
будет наблюдаться осмотический перенос жидкости через мембрану. При этом
направление потока растворителя определяется разностью осмотических давлений по
обе стороны клеточной мембраны. Давление, которое нужно приложить к раствору,
чтобы прекратить осмос, т.е. проникновение в раствор через полупроницаемую
мембрану чистого растворителя, называется осмотическим давлением.
Роль осмоса в биологических процессах как растительного, так и животного
мира огромна. Осмос является одной из причин, обусловливающих поступление влаги
и некоторых растворенных в ней веществ из почвы по стеблю или стволу растения к
листьям. Нередко при этом подъем растительных соков происходит на высоту в
несколько метров и возникающая разность давлений между основанием
гидростатического столба и его наивысшей точкой измеряется несколькими
атмосферами.
Живая клетка растения окружена полупроницаемой оболочкой, через которую
проходят молекулы воды и не проходит большинство веществ, находящихся в
клеточном соке. Если такая клетка соприкасается, например, с почвенным раствором,
то происходит осмос и проникающая в клетку вода создает в ней давление,
достигающее иногда 0.4-2.0 МПа (4-20 атм). Это повышенное давление придает
клеткам определенную упругость и напряжение – так называемый тургор,
позволяющий растению сохранять вертикальное положение и определенную форму
[215]. Осмотический градиент, определяющий собой силу, с которой вода всасывается
в клетку, численно равен разности между осмотическим и тургорным давлением. Если
клетки отмирают, то это означает, что перестает действовать механизм осмоса,
давление в клетках падает и растение увядает. В общем случае осмотическое давление
поглощаемой клетками растений жидкости может достигать очень больших величин
(порядка десятков атмосфер). Известны случаи, когда стальной корпус судна
разрывался вследствие набухания гороха или зерна, заполняющих трюм судна, при
контакте с водой [209].
Если клетка попадает в раствор с повышенной концентрацией солей и других
растворимых веществ, то это приводит к осмосу, при котором вода диффундирует из
клетки в раствор. При этом протоплазма отслаивается от оболочки, клетка
сморщивается, а вся ткань теряет тургор и устойчивость, свойственную ей в
нормальном состоянии. Это явление называется плазмолизом. При погружении
плазмолизированных клеток в воду, протоплазма вновь набухает, ткань
восстанавливает тургор и первоначальный вид. Происходит так называемый
деплазмолиз, который можно увидеть, помещая начинающие поникать срезанные цветы
в воду.
Осмотическое давление крови человека довольно постоянно и при 37°С
достигает порядка 0.74-0.78 МПа [216]. Оно обусловлено главным образом
19
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- …
- следующая ›
- последняя »
