삼투증이란 무엇입니까?

삼투증 선택적으로 투과성이있는 막을 가로 지르는 분자의 움직임을 나타냅니다. 삼투의 과정은 분자의 농도가 막의 양쪽에 대략 동일 할 때까지 막 구배를 가로 질러 분자가 퍼져있다. 삼투는 생물학적 유기체에서 중요한 과정으로 지질, 질소, 이산화탄소, 물 및 산소와 같은 분자의 조절 수준을 돕습니다. 삼투는 물이 세포 안팎으로 운반되는 주요 방법이며,이 기능은 세포가 항상성을 유지하는 데 필요합니다.

그것은 삼투가 무엇인지에 대한 짧은 대답이지만, 삼투가 막을 가로 지르는 분자의 움직임에 어떤 영향을 미치는지, 이것이 세포의 기능에 어떤 영향을 미치는지 자세히 살펴 보겠습니다.

삼투의 정의

삼투의 과정은 반투과성 막을 가로 지르는 용매 분자의 분산으로, 더 높은 분자 농도의 영역에서 더 낮은 농도 영역으로 이동하거나, 분자가 더 농축 된 용액에서보다 희석 된 용액으로 이동하는 다른 방법을 배치하는 것입니다. 분자의 움직임은 농도 구배 (영역 전체에 분산 된 분자의 수)가 거의 동등하게 분포 될 때까지 계속 될 것이다. 삼투에 의해 움직이는 가장 흔한 용매는 물이지만 가스 및 다른 형태의 액체와 같은 다른 용매는 때때로 삼투를 겪을 수 있습니다.

용매 분자가 이동하는 막은 특정 종류의 분자 만 통과하도록하는 의미에서 반복적입니다. 다당류, 단백질, 이온 및 유사한 분자와 같은 큰 극성 분자는 막을 가로 질러 움직일 수 없습니다. 그러나 질소, 산소 및 이산화탄소와 같은 작은 비극성 분자는 막을 가로 질러 움직일 수 있습니다.

반 투과성 막의 양쪽에 솔루션이있을 때, 용질 입자는 자체적으로 막을 지나서 움직일 수 없습니다. 오히려, 용매 분자는 막을 가로 질러 움직입니다. 용매 분자가 분산됨에 따라 시스템은 평형 상태에 더 가깝게 이동합니다. 분자가 똑같이 분산 될수록 시스템은 더 안정적입니다.

삼투의 예

삼투의 또 다른 예는 물의 미네랄과 소금이 어떻게 이동하는지와 관련이 있습니다. 물 자체가 세포로 흘러 들어갑니다. 혈장 막을 가로 질러 이동하고 삼투 과정은 세포 손상을 방지하는 데 필요한 올바른 농도의 염, 포도당 및 물을 유지하는 데 도움이됩니다. 이 과정은 바닷물 물고기를 볼 때 실제로 목격 될 수 있습니다. 바닷물 물고기는 식염수 농도가 높은 물 몸체에 살기 위해 진화했습니다. 물의 고농도의 소금으로 인해 물고기의 세포는 소금의 농도가 낮아야합니다. 따라서 주변 환경의 소금은 물고기의 몸에서 물을 끌어 당기고 삼투 과정은 이와 같이 규제됩니다.

대조적으로, 담수 어류는 항상성을 약간 다른 방식으로 유지해야합니다.  추측 할 수 있듯이 담수 어류 세포는 주변 환경보다 높은 소금 농도를 가지고 있습니다. 삼투 덕분에 물고기는 세포의 소금이 물을 흡수하기 때문에 물을 마실 필요가 없습니다.

삼투는 인간 세포와 인체의 생존에 중요하며 삼투는 신장의 적절한 기능을 조절합니다. 신장 세포는 삼투를 사용하여 다른 장기 시스템의 폐기물에서 물을 당깁니다. 실제로 신장 투석은 삼투 과정의 예입니다. 신장 질환을 앓고있는 개인은 신장 투석을 겪고 혈액에서 폐기물을 끌어 당기고 투석 막을 통해 분자를 당깁니다. 그런 다음 분자는 투석 용액으로 가득 찬 탱크로 전달됩니다. 적혈구는 막을 통과하기에는 너무 크기 때문에 혈액 자체에서 유지 될 것이지만 폐기물은 제거됩니다.

또한 최근의 연구 가이 아이디어에 도전 했음에도 불구하고 오랫동안 물에 잠긴 후 사람들의 피부가 오랫동안 물에 잠긴 후 주름이 잡히는 것으로 생각됩니다.

삼투의 변형

역삼 투 및 전방 삼투증과 같은 삼투의 변형이 있습니다. 역 삼투압은 막을 가로 질러 용매를 강제하는 과정입니다. 역 삼투압에서, 막의 한쪽은 용질을 유지하는 반면 순수한 용매는 막의 다른쪽으로 밀려있다. 역 삼투압은 고농도 영역의 기본 위치에서 용매를 과량의 삼투압으로 낮은 용질 농도 영역으로 밀어 넣습니다.

전방 삼투증은 다른 용질과 솔루션을 분리하는 데 사용됩니다. 더 높은 삼투압의 용액은 반 투과성 막을 통해 물을 밀어내어 "피드 용액"(낮은 삼투압을 갖는 용액)이 고압 용액이 희석함에 따라 집중 될 수 있도록 사용됩니다. 새로 희석 된 솔루션은 보조 처리 작업을 통해 전송되거나 직접 사용됩니다. 순방향 삼투증은 수처리, 담수화 및 물 정제와 같은 것들에 자주 사용됩니다.

삼투 역사

삼투 과정은 1748 년경 Jean-Antoine Nollet에 의해 처음 기록되었습니다. Jean-Antoine Nollet은 현상을 설명한 최초의 사람 이었지만 실제 용어는 프랑스 의사 인 René Joachim Henri Dutrochet에 의해 만들어졌습니다. Dutrochet은 삼투 성이라는 단어를“엑소 좀 모스”와“엔도모스”라는 단어에 기반으로합니다. Moritz Traube는 1867 년에 삼투 흐름을 측정하기위한보다 정교한 기술을 개발했습니다.

확산

확산은 생물학과 화학에서의 질량 수송의 또 다른 방법이며, 분자의 움직임과 관련이 있지만 중요한 방식으로 삼투와 다릅니다.

확산은 분자, 이온 및 물이 세포를 떠나거나 들어갈 때 발생합니다. 세포 확산은 분자가 더 높은 농도의 영역에서 더 낮은 농도의 영역으로 이동할 때 발생합니다. 이 운동은 분자의 분포가 거의 동일 할 때까지 영역의 두 절반이 그들과 거의 같은 양의 분자를 가질 때까지 계속 될 것이다. 세포는 다른 확산 속도를 가질 수 있습니다.

생물학에는 여러 유형의 확산이 있으며, 가장 일반적인 형태의 확산은 활성 수송 및 수동 수송입니다. 이 두 가지 다른 소설의 소설 사이의 차이점은 활성 수송이 에너지를 사용하여 더 낮은 농도의 영역에서 분자를 더 높은 농도로 밀어내는 반면, 수동 수송 분자에서는 자연적으로 더 높은 농도의 영역에서 더 낮은 농도의 영역으로 분산된다는 것입니다.

수동적 수송은 이들 물질이 반투과성 막을 가로 질러 이동하여 에너지를 사용할 필요없이 자연적으로 발생합니다. 물질이 운반되는 속도는 막의 투과성과 관련이 있습니다. 세포의 막은 어떤 유형의 물질이 그것을 통과 할 수 있는지 제어하여 특정 물질이 다른 물질을 통해 움직일 수있게하면서 다른 물질을 차단할 수 있습니다. 투과성 속도는 물질이 막을 가로 질러 이동할 수있는 방법에 영향을 미치며, 예는 세포벽입니다. 식물 세포는 내부 세포막을 둘러싸고있는 세포벽을 가지고 있으며이 구조는 투과성이 매우 낮으므로 대부분의 분자를 유지합니다.

촉진 된 확산은 수동 수송의 하위 유형으로 생각 될 수있다. 촉진 된 확산으로, 특수 수송 단백질은 분자가 세포막을 가로 질러 더 쉽게 이동할 수있게한다. 이들 수송 단백질은 더 큰 분자가 남성이 그렇게 할 수 없었을 때 세포막에 침투하도록 허용한다. 포도당과 같은 분자는 막을 가로 질러 운반되며 촉진 된 확산을 통해 확산됩니다. 촉진 된 확산에서, 캐리어 단백질은 분자에 결합하고 분자는이 단백질에 의해 세포막을 통해 당겨진다.

활성 수송은 수동적 수송과 반대되는 개념적이며, 분자를 낮은 농도의 영역에서 더 높은 농도의 영역으로 이동시킨다. 1 차 활성 수송은 대사 에너지를 이용하여 세포막을 통해 분자를 강제합니다. 그러나 2 차 활성 전송이라고하는 유형의 활성 운송이 있습니다. 세포 수송 시스템은이 2 차 형태의 운송 형태에서 분자를 이동시키는 데 사용되지만 ATP는이를 사용하지 않습니다. 대신, 엔트로피 및 이온 펌프는 분자를 운반하는 데 사용되며 화학 전위 결과의 차이가 있습니다.