difūzija

No plkst difūzija ir tad, kad šķidrumi vai gāzes sajaucas ar Brauna molekulāro kustību palīdzību. Ķermenī notiek difūzija vielu apmaiņai šūnās un gāzu apmaiņai plaušās. Difūzijas traucējumi plaušās izraisa elpošanas mazspēju.

Kāda ir difūzija?

Difūzijas laikā viņu pašu izlases veida kustības sajauc atšķirīgi koncentrētas vielas, kas ir tiešā vai netiešā kontaktā viena ar otru. Iekšējās difūzijas kustības ir zināmas arī kā Brauna molekulārās kustības. Tās ir sīku, tikai mikroskopiski redzamu daļiņu saraustītas un neregulāras kustības gāzēs un šķidrumos. Kustības nosauktas botāniķa Roberta Brauna vārdā, kurš tās pirmo reizi ieraudzīja 19. gadsimtā.

Difūzija notiek vai nu pasīvi, vai aktīvi. Aktīvās formas gadījumā tiek runāts arī par aktīvu masu transportu. No pasīvās difūzijas tas atšķiras ar to, ka izmanto enerģiju.

Cilvēka ķermenī difūzijai ir nozīme vielu apmaiņā starp šūnām un vidi. Šūnās reti notiek pasīva difūzija. Aktīvā forma ir vielu fizioloģiskā difūzijas forma caur šūnu membrānu. Izkliedēta difūzijas forma notiek arī tādos orgānos kā nieres vai pie asins-smadzeņu barjeras.

Funkcija un uzdevums

Ja jūs ieliekat atsevišķus tintes pilienus ūdens glāzē un nejaucat, jūs varat redzēt svītras. Tomēr pēc kāda laika ūdens kļūst salīdzinoši vienmērīgi zils, un svītras pazūd. Šis process ir pazīstams arī kā pasīvā difūzija, kas kompensē koncentrācijas atšķirības starp diviem šķidrumiem. Daļiņu patstāvīgas kustības vien novērš koncentrācijas atšķirības.

Tādas difūzijas var notikt arī starp atdalītiem šķidrumiem.Tas attiecas uz cilvēka ķermeni, kur membrānas atdala vielas viena no otras. Membrānas ar vienas vai divu vielu caurlaidību migrē no koncentrētāka šķīduma uz mazāk koncentrētu. Jūsu migrācija notiek pa tā saukto koncentrācijas gradientu. Daļiņu skaits pirmajā šķidrumā joprojām parāda atšķirības difūzijas ceļa sākumā. Difūzijas laikā skaitlis izlīdzinās difūzijas ceļā un rodas līdzsvara stāvoklis. Pēc līdzsvara sasniegšanas vienā membrānu skaits izkliedējas caur membrānu katrā virzienā. Difūzijas beigās koncentrācija abās membrānas pusēs ir vienāda.

Membrānas poru lielumam ir īpaši liela nozīme pasīvajā difūzijā, jo mazākās daļiņas difūzē pasīvāk nekā lielākās. Difūzijas ātrumu nosaka ne tikai poru lielums, bet arī šķīdinātāja viskozitāte un temperatūra.

Ķermenī difūzijai ir izšķiroša nozīme vielu apmaiņā starp šūnām. Organisma šūnām ir jāuztur noteiktu vielu koncentrācija. Pilnīga koncentrācijas izlīdzināšana pasīvās difūzijas kontekstā izraisītu šūnu nāvi. Tāpēc vielām ir tendence aktīvi izkliedēties organismā, salīdzinot ar koncentrācijas gradientu.

Plaši pazīstams aktīvās formas piemērs ir redzams K + / Na + sūkņos. Ar selektīvu difūziju, kā to var atrast dažādos cilvēka ķermeņa orgānos, difūzijas membrāna parāda tikai atsevišķu vielu caurlaidību.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības un kaites

Cilvēka plaušās notiek pastāvīga gāzes apmaiņa. O2 uzņemšana un CO2 izdalīšanās notiek plaušu alveolās. Papildus ventilācijai, perfūzijai un sadalei svarīga loma apmaiņā ir arī difūzijai. Elpošanas mazspējas gadījumā ir traucējumi vienā vai vairākos no četriem procesiem, kas iesaistīti gāzes apmaiņā.

Elpošanas mazspējas cēloņi ir daudz. Piemēram, iespējami elpceļu aizsprostojumi un centrālās vai perifēro elpošanas nomākums, kā arī mainīta plaušu morfoloģija. Ja tiek traucēta daļēja difūzijas pakāpe, tas bieži notiek pagarināta difūzijas ceļa dēļ. Šāds pagarinājums var būt pneimonijas, aspirācijas vai ARDS kontekstā. Cēlonis var būt arī fibroze, plaušu tūska vai sarkoīds.

Dažreiz difūzijas traucējumus un ar tiem saistīto elpošanas mazspēju izraisa arī kontakta ar asinīm laika saīsināšana. Šādi saīsinājumi rodas, piemēram, ar emfizēmu, fibrozi vai anēmiju. Tomēr iespējamie primārie cēloņi ir arī sepsi vai sirdsdarbības palielināšanās.

Ja plaušu difūzijas traucējumi nav saistīti ne ar saīsināšanos pēc saskares ar asinīm, ne arī ar lielāku difūzijas attālumu, iespējams, elpošanas mazspējas cēlonis ir samazināta apmaiņas virsma. Viesu apmaiņas virsmu var samazināt, piemēram, fibroze. Rezultāti ir arī iespējams primārais iemesls. Tas pats attiecas uz atelektāzi, pleiras izsvīdumu un hemu jeb pleumototoraksu. Noteiktos apstākļos pacelta diafragma samazina arī virsmas laukumu.

Ārsts var izmantot difūzijas testu, lai izprastu difūziju plaušās un identificētu traucējumus. Kā testus var izmantot gan līdzsvara stāvokļa, gan elpas iekšējās, gan vienas elpas metodi. Difūzijas spēju nosaka vai nu tikai caur gāzu koncentrāciju izelpotajā gaisā, vai arī apvienojot plūdmaiņas tilpuma mērījumus.

Difūzijas traucējumi var ietekmēt ne tikai gāzu apmaiņu plaušās, bet arī vielu apmaiņu ķermeņa šūnās vai selektīvu difūziju tādos orgānos kā nieres. Selektīva difūzija notiek, piemēram, pie asins-smadzeņu barjeras, kas, domājams, aizsargā centrālo nervu sistēmu no kaitīgām vai nelietojamām vielām. Dažādu neiroloģisku slimību gadījumā asins-smadzeņu barjera atsakās no šīs selektīvās funkcijas un ļauj nepatiesām vai pat visām vielām iziet cauri.