渗透压的原理与医学应用.PDF

渗透压的原理和医学应用 方凯 (北京大学医学部公共卫生学院预防05-1 班, E-mail Kath126.com) 摘要 渗透压是与人们的健康生活密切相关的 本文介绍渗透压的形成原理以及渗透压在医 学上的一些应用 关键词 渗透压 血浆渗透压 首先来看一个小实验 如果用一种半透膜将蔗糖溶液与水分开 一段时间后 可以看到 一侧的液面不断上升 说明水分子不断地通过半透膜转移到蔗糖溶液中 这种溶剂分子通过 半透膜进入到溶液中的过程 称为渗透作用 半透膜是一种只允许某些物质通过 而不允许 另一些物质透过的薄膜 如动物的膀胱膜 细胞膜 人造羊皮纸和火棉胶膜等 本实验中所 用半透膜只允许溶剂水分子透过 不允许蔗糖分子透过 由于膜两侧单位体积的溶剂分子数 不等 单位时间内由纯溶剂进入溶液中的溶剂分子数要比由溶液进入纯溶剂的多 膜两侧渗 透速度不同 结果是一侧液面上升 因此 渗透现象的产生必须具备两个条件 一是有半透 膜存在 二是半透膜两侧单位体积内溶剂的分子数不相等 由于渗透作用 在上述实验过程中蔗糖溶液的液面上升 随着溶液液面的升高 水柱的 静压作用增大 使水分子从溶液进入纯水中的速度增加 当静水压增大到一定数值后 单位 时间内进出的水分子数目相等 即达到渗透平衡 渗透压力的定义是 将纯溶剂与溶液以半 透膜隔开时 为维持渗透平衡所需要加给溶液的额外压力 渗透压是依数性 其大小与单位 体积中溶质分子或颗粒的数目有关 而与溶质分子或颗粒的大小无关 就是这样一个简单的渗透作用 在医学上却有着广泛的应用 现在在世界各地 正逐渐兴起一个项目—婴儿游泳 很多科学家 心理学家 医学专家 对此做出了大量的研究 写也许多有关的论文著作认为婴儿游泳对婴儿的生长发育有良好的 促进作用 特别是对智力发育的促进作用尤为明显 婴儿游泳是将婴儿放入特定的水质 水 温的水中 按照一定的规范 进行的一项自主运动 这其中特定的水质就与渗透压有关 尤 其是未满二个月的婴儿游泳时 要在水中加入特定的仿羊水溶质 这是因为婴儿刚出生时 皮肤薄嫩 相当于一层可通透的生物膜 人体内的渗透浓度是0.9% NaCl 如果直接将婴 儿放入水中 对机体会有一定的伤害 所以在水中加入仿羊水溶质 可以产生与人体一致的 渗透压 保护机体不受伤害 使宝宝感到更加舒适 在临床上 与血浆渗透压一致的溶液称为等渗溶液 0.9%的NaCl 溶液基本与人体血浆 渗透压相等 是人及哺乳动物的等渗溶液 通常把0.9%的NaCl 溶液称为生理盐水 高于血 浆渗透压的溶液称为高渗溶液 将哺乳动物红细胞置于此种溶液中 在显微镜下可观察到红 细胞逐渐皱缩 皱缩的红细胞互相聚结成团 若此现象发生于血管内 将产生 栓塞 产 生这些现象的原因是红细胞内液的渗透压力低于细胞外液 红细胞内的水向外渗透引起 低 于血浆渗透压的溶液称为低渗溶液 将红细胞置于此种溶液中 在显微镜下可观察到红细胞 逐渐胀大 最后破裂 释放出红细胞内的血红蛋白使溶液染成红色 这一过程称为细胞溶血 产生这种现象的原因是细胞内溶液的渗透压高于细胞外液 细胞外液的水向细胞内渗透所 致 因此在临床治疗中 当为病人大剂量补液时 要特别注意补液的渗透浓度 否则可能导 致机体内水分调节失常及细胞的变形和破坏 临床常用渗透浓度为0.15mol/L 的氯化钠溶液 和渗透浓度为0.28mol/L 的葡萄糖溶液 在大量补液过程中 细胞不致破坏而保持正常的生 理功能 人体正常血浆渗透浓度约为313.8 mM/kg 渗透压相当于7 个大气压(711Kpa) 血浆的 渗透压主要由血浆中的晶体物质决定 称为血浆晶体渗透压 一小部分由血浆蛋白产生 称 为血浆胶体渗透压 白蛋白是形成血浆胶体渗透压的最主要物质 细胞膜可以允许水分子自 由透过 而钠 钾离子不易自由透过 因此 晶体渗透压对维持细胞内外液的水 电解质平 衡起主要作用 如果大量饮水 细胞外液电解质的浓度就要降低 晶体渗透压可能减小 这 时细胞外液中的水分子就要透过半透膜进入细胞内液 严重时可产生水中毒 向高温作业的 工人供给含电解质类物质的汽水 就是为了保持细胞外液晶体渗透压的恒定 毛细血管壁与 细胞膜不同 它允许水分子 离子和小分子物质自由透过 对于蛋白质等大分子溶质不表现 通透性 因此 胶体渗透压力对维持毛细血管内外水的相对平衡起主要作