explorarea_echilibrului_osmotic

Lucrări practice Fiziologie I

1

EXPLORAREA ECHILIBRULUI OSMOTIC

1. DEFINIȚII Izotonia (echilibrul osmotic) reprezintă menţinerea constantă a numărului de particule

dizolvate în unitatea de volum din toate compartimentele lichidiene ale organismului. La baza menţinerii izotoniei stă procesul de osmoză.

Osmoza este fenomenul de trecere a moleculelor solventului printr-o membrană semipermeabilă, dintr-o soluţie mai diluată într-una mai concentrată.

2. PARAMETRII ECHILIBRULUI OSMOTIC

2.1. PRESIUNEA OSMOTICĂ DEFINIȚIE. Presiunea osmotică reprezintă presiunea mecanică necesară stopării

fenomenului de osmoză.

CALCUL. Presiunea osmotică este direct proporţională cu temperatura mediului, cu numărul de particule solvite şi invers proporţională cu volumul soluţiei, conform relaţiei:

P = V

TRn ×× = C×R×T

unde: P = presiunea osmotică n = numărul de particule solvite R = constanta generală a gazelor (0,082) T = temperatura absolută (273 + t°C) V = volumul soluţiei C = concentraţia osmotică a soluţiei VALOAREA NORMALĂ a presiunii osmotice a plasmei este 7,6 atm sau 5667 mm Hg.

2.2. CONCENTRAŢIA OSMOTICĂ (OSMOLARITATEA) DEFINIȚIE. Concentrația osmotică (osmolaritatea) reprezintă numărul de particule

dizolvate în unitatea de volum de soluție.

C = V

n

DETERMINAREA OSMOLARITĂȚII PLASMEI se poate face prin: calcul, măsurarea punctului crioscopic sau determinarea rezistivităţii electrice.

A. PRIN CALCUL ÎN FUNCȚIE DE CONCENTRAȚIA SUBSTANȚELOR OSMOTIC ACTIVE Particulele osmotice din lichidele organismului sunt reprezentate de electroliţi în proporţie

de 93% şi de componentele organice nedisociate (glucoză, uree, proteine) în proporţie de 7%. Concentraţia osmotică totală se realizează efectuând suma concentraţiei osmolare a

electroliţilor şi a moleculelor organice nedisociate.

Osmolaritatea electroliţilor şi a substanţelor organice nedisociate se determină cu ajutorul formulelor:


2

Osm electroliţi = valenţa

lmEq / Osm subst. org. =

.

10%

molecM

mg ×

Practic, concentraţia osmotică a plasmei se poate aprecia cunoscând concentraţia pentru Na+, uree şi glucoză.

mOsm/l = Na+ mEq/l ×2 +

18

%glucozămg +

6

%ureemg

Concentraţia osmotică dată de electroliţi se numește concentraţie osmotică corectată.

OBSERVAȚIE. În mod normal, concentraţia glucozei în sânge = 70 – 110 mg%, iar ureea sanguină = 15– 45 mg%. Considerând glucoza = 90 mg%, iar ureea = 30 mg%, rezultă că fiecare dintre ele contribuie la concentraţia osmotică totală cu câte 5 mOsm/l.

B. DETERMINAREA CONCENTRAŢIEI OSMOTICE PRIN CRIOSCOPIE DEFINIȚIE Crioscopia reprezintă de terminarea temperaturii de înghețare a unei soluții (punct

crioscopic). Acesta prezintă o scădere direct proporţională cu numărul de particule dizolvate pe unitatea de volum; pentru fiecare 5,4 mOsm/l, punctul crioscopic scade cu 0,01ºC. Astfel, o soluţie osmolară (1 Osm/l) îngheaţă la –1,85ºC. Punctul de îngheţare al unei soluţii se măsoară cu ajutorul termometrului Beckman, iar concentraţia osmotică totală se calculează astfel:

mOsm/l = 85,1

.

−

ccrioscopipct × 1000

Punctul crioscopic al plasmei cu osmolaritate normală este egal cu - 0,56ºC± 0,01ºC.

Prin metoda crioscopică se determină concentraţia osmotică totală. Dacă din această valoare se scade osmolaritatea dată de glucoză şi uree se obţine concentraţia osmotică corectată.

C. DETERMINAREA OSMOLARITĂŢII PRIN MĂSURAREA REZISTIVITĂŢII ELECTRICE A PLASMEI Există o relaţie invers proporţională între rezistivitatea electrică a plasmei şi cantitatea de

substanţe ionizate prezentă în soluţie. Rezistivitatea electrică se măsoară folosind puntea Kohlrausch. Valoarea normală a rezistivităţii electrice a plasmei este 0,70 – 0,74 Ω×m. Prin măsurarea rezistivităţii se apreciază doar concentraţia osmotică dată de electroliţi, de

aceea metoda trebuie completată cu determinarea glicemiei şi a ureei sanguine.

VALOAREA NORMALĂ Concentraţia osmotică normală a plasmei este egală cu 285 - 295 mOsm/l, ce corespunde

unei presiuni osmotice de 7,6 atm (la 37ºC) sau 5776 mm Hg, unei rezistivităţi plasmatice de 0,70 - 0,74 Ω×m şi unui punct crioscopic de -0,56ºC.

VARIAŢII PATOLOGICE • Creşterea osmolarităţii plasmei se numeşte stare hiperosmolară. Cauze: - dezechilibrele hidroelectrolitice hipertone (deshidratare sau hiperhidratare hipertonă) - hiperaldosteronism - hiperglicemie (diabet zaharat) - uremie (creşterea ureei plasmatice în insuficienţa renală)

• Scăderea osmolarităţii plasmei se numeşte stare hipoosmolară. Cauze: - dezechilibrele hidro-electrolitice hipotone (deshidratare sau hiperhidratare hipotona).


3

IMPORTANȚA CUNOAȘTERII CONCENTRAȚIEI OSMOTICE După valoarea presiunii osmotice sau concentratiei osmotice, soluţiile pot fi clasificate în:

• soluţii hipotone - pres. osm. < 7,6 atm; conc. osm. < 285 mOsm/l • soluţii izotone - pres. osm. = 7,6 atm; conc. osm. = 285 - 295 mOsm/l • soluţii hipertone - pres. osm. > 7,6 atm; conc. osm. > 295 mOsm/l

În practica medicală se utilizează soluţiile izotone (ex: soluţia de NaCl 0,9%, soluţia de glucoză 5%) sub formă de perfuzii endovenoase, fără a crea dezechilibre osmotice între compartimentele intra si extracelular.

COMPORTAMENTUL HEMATIILOR ÎN SOLUŢII NaCl CU DIFERITE OSMOLARITĂŢI

PRINCIPIU. Comportamentul hematiilor depinde de sensul şi mărimea transportului de

apă prin membrana semipermeabilă a acestora.

MATERIALE NECESARE

• sânge • eprubete • soluţii NaCl: izotonă 9%0, hipotonă < 9%0 şi hipertonă >9%0 • pipete Pasteur

TEHNICA. Se pregătesc trei eprubete cu soluție de NaCl: • izotonă 9%0 • hipotonă 3%0 • hipertonă 15%0

În fiecare eprubetă se introduce, cu o pipetă Pasteur uscată, câte o picătură de sânge, recoltat prin puncţie venoasă. Se omogenizează uşor şi după 30 min. se observă aspectul eprubetei. Apoi se pune o picătură din fiecare eprubetă între lamă şi lamelă şi se examinează la microscop.

REZULTATE. Hematia se comportă ca un osmometru (Fig.1).

Fig.1. Comportamentul hematiilor în soluţii NaCl cu diferite osmolarităţi.

• În soluţia NaCl izotonă, eritrocitele se depun, iar supernatantul este incolor. Apa traversează membrana eritrocitară în ambele sensuri, iar eritrocitele rămân nemodificate (îşi păstrează forma şi volumul).


4

• În soluţia NaCl hipotonă, supernatantul se colorează în roşu. Pentru egalizarea presiunii osmotice se produce trecerea substanţelor osmotic active de la presiune osmotică mare la presiune osmotică mică şi a apei, mai rapidă, de la presiune osmotică mică la presiune osmotică mare. Apa din soluţie intră în hematii, acestea îşi măresc volumul şi devin globuloase. Membrana se rupe, producându-se hemoliza osmotică.

• În soluţia NaCl hipertonă, eritrocitele se depun, iar supernatantul este incolor. Apa iese din hematii, trece în soluţie, iar acestea se ratatinează.

HEMOLIZA OSMOTICĂ

PRINCIPIU. Metoda se bazează pe comportamentul eritrocitelor în soluţii de NaCl hipotone, determinând concentraţiile la care începe hemoliza şi la care hemoliza este totală. • Hemoliza iniţială → prima eprubetă care prezintă sediment de eritrocite şi un supernatant

roz. Concentraţia soluţiei de NaCl indică rezistenţa osmotică minimă. • Hemoliza totală → prima eprubetă care nu prezintă sediment de eritrocite, toate fiind

hemolizate, iar conţinutul este roşu. Concentraţia soluţiei de NaCl indică rezistenţa

osmotică maximă.

MATERIALE NECESARE • soluţie NaCl 1g% • apă distilată • eprubete de hemoliză • pipete gradate de 1 ml • pipetă Pasteur • sânge proaspăt recoltat pe anticoagulant

TEHNICA. În 21 eprubete de hemoliză se realizează concentraţii de NaCl care descresc de la 0,7 la 0,3g%, folosind o soluţie de NaCl cu concentraţia de 1g% (Tabelul I). Se aspiră în pipeta gradată 1ml soluţie NaCl 1 g% din care se introduc 0,7 ml în prima eprubetă şi restul de 0,3 ml în eprubeta 21; la a doua pipetare se introduc 0,68 ml în a doua eprubetă şi restul de 0,32 ml în eprubeta 20 şi aşa mai departe. La pipetarea apei distilate se procedează invers.

Tabelul I. Tehnica diluţiilor pentru determinarea rezistenţei osmotice globulare.

Eprubeta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Sol. NaCl 1g% (ml)

0,70 0,68 0,66 0,64 0,62 0,60 0,58 0,56 0,54 0,52 0,50

Apă distilată (ml)

0,30 0,32 0,34 0,36 0,38 0,40 0,42 0,44 0,46 0,48 0,50

Conc. sol. NaCl (g%)

0,70 0,68 0,66 0,64 0,62 0,60 0,58 0,56 0,54 0,52 0,50

Eprubeta 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Sol. NaCl 1% (ml)

0,48 0,46 0,44 0,42 0,40 0,38 0,36 0,34 0,32 0,30

Apă distilată (ml)

0,52 0,54 0,56 0,58 0,60 0,62 0,64 0,66 0,68 0,70

Conc. sol. NaCl (g%)

0,48 0,46 0,44 0,42 0,40 0,38 0,36 0,34 0,32 0,30


5

Se recoltează sânge venos şi cu ajutorul pipetei Pasteur se adaugă în fiecare eprubetă o picătură de sânge şi se omogenizează uşor. Se lasă în repaus la temperatura camerei.

CITIREA REZULTATELOR. Se face la 30 min. după ce eprubetele au fost centrifugate la viteză de rotaţie mică. • În primele eprubete, eritrocitele sunt sedimentate integral şi supernatantul este incolor • Se notează concentraţia primei eprubete care prezintă un supernatant roz şi sediment

eritrocitar – hemoliza iniţială • Prima eprubetă, care nu prezintă sediment de eritrocite şi continutul este roşu ne indică

hemoliza totală Citirea se mai poate face după 3 ore, când sedimentarea este foarte înaintată, fără să fie

nevoie de centrifugare, sau după 24 ore dacă probele au fost păstrate la frigider.

VALORI NORMALE • Rezistenţa osmotică (globulară) minimă: 0,46 - 0,42 g%

• Rezistenţa osmotică (globulară) maximă: 0,38 - 0,34 g%

VARIAŢII PATOLOGICE

• Când hemoliza apare la concentraţii mai mari ale soluţiei de NaCl decât cele normale, rezistenţa osmotică este scăzută. Cauze: - anemii hemolitice - sferocitoza ereditară (icter hemolitic congenital) - intoxicaţii cu benzen

• Când hemoliza apare la concentraţii ale soluţiei de NaCl mai mici decât valorile normale, rezistenţa osmotică este crescută. Cauze: - talasemii - după hemoragii acute - după splenectomie

BULETINE DE INTERPRETARE

1. Să se calculeze şi să se interpreteze concentraţia osmotică totală a plasmei, cunoscând: Na+ = 140 mEq/l, glicemia = 2,52 g/l, ureea plasmatică = 0,6 g/l. 2. Să se calculeze concentraţia osmotică dată de electroliţi, cunoscând: punctul crioscopic determinat = -0,62ºC, glicemia = 1,8 g/l, ureea plasmatică = 2,4 g/l. 3. Să se calculeze şi să se aprecieze concentraţia osmotică corectată, cunoscând: punctul crioscopic determinat = -0,67ºC, glicemia = 90 mg%, ureea plasmatică = 30 mg%. 4. Să se calculeze concentraţia osmotică corectată dacă: punctul crioscopic determinat= - 0,62ºC, glicemia = 1,8 g/l, ureea plasmatică= 2,4 g/l. 5. Care este concentraţia osmotică corectată dacă: punctul crioscopic determinat= - 0,58ºC, glicemia = 1,4 g/l, ureea plasmatică= 0,3 g/l. 6. Calculaţi concentraţia osmotică totală, cunoscând: Na+ = 129 mEq/l, glicemia = 1,1 g/l, ureea plasmatică= 0,3g/l.


6

TESTE (CU UN SINGUR RĂSPUNS CORECT)

1. Hemoliza osmotică se realizează în soluţii: A. Izotone B. Hipotone C. Hipertone D. În toate soluţiile de mai sus

2. În soluţii hipertone eritrocitele:

A. Hemolizează B. Se ratatinează C. Rămân nemodificate ca formă şi volum D. Se aglutinează

3. În soluţii hipotone eritrocitele:

A. Se aglutinează B. Rămân nemodificate ca formă şi volum C. Se ratatinează D. Hemolizează

4. În soluţii izotone eritrocitele:

A. Hemolizează B. Se ratatinează C. Rămân nemodificate ca formă şi volum D. Se aglutinează

5. Rezistenţa osmotică maximă este indicată de:

A. Prima eprubetă cu sediment eritrocitar şi supernatant roz B. Eprubetele cu sediment eritrocitar şi supernatant clar C. Prima eprubetă fără sediment eritrocitar şi supernatant roşu D. A doua eprubetă fără sediment eritrocitar şi supernatant roşu

6. Rezistenţa osmotică minimă este indicată de: A. Prima eprubetă cu sediment eritrocitar şi supernatant roz B. Eprubetele cu sediment eritrocitar şi supernatant clar C. Prima eprubetă fără sediment eritrocitar şi supernatant roşu D. A doua eprubetă fără sediment eritrocitar şi supernatant roşu

7. Rezistenţa osmotică scăzută se întâlneşte în următoarele situaţii:

A. Talasemie B. Intoxicaţii cu benzen C. După splenectomie D. După hemoragii acute

8. Rezistenţa osmotică crescută se întâlneşte în următoarele situaţii: A. Anemia hemolitică B. Sferocitoza ereditară C. Talasemie D. Intoxicaţii cu benzen

9. Soluţiile hipotone au:

A. Concentraţia osmotică între 285-295 mOsm/l


7

B. Concentraţia osmotică < 285 mOsm/l C. Presiunea osmotică = 7, 6 atm D. Concentraţia osmotică > 295 mOsm/l

10. Soluţiile izotone au:

A. Presiunea osmotică <7,6 atm B. Concentraţia osmotică între 285-295 mOsm/l C. Concentraţia osmotică > 295 mOsm/l

D. Toate răspunsurile sunt greșite Răspunsuri: 1-B, 2-B, 3-D, 4-C, 5-C, 6-A, 7-B, 8-C, 9-B, 10-B

explorarea_echilibrului_osmotic

Documents