ozmózis

Képzeld el, hogy van egy csésze, amely 100ml víz, és hozzá 15g asztali cukor a vízhez. A cukor feloldódik, és a csészében lévő keverék oldott oldatból (a cukorból) áll, amely feloldódik az oldószerben (a vízben). Az oldószerben lévő oldott anyag keverékét asolúciónak nevezzük.

képzelje el most, hogy van egy második csésze 100 ml vízzel, és 45 gramm asztali cukrot ad hozzá a vízhez. Csakúgy, mint az első csésze, a cukor az oldott anyag, a víz pedig az oldószer. De most két különböző oldottanyag-koncentráció keveréke van. Az egyenlőtlen oldatkoncentráció két oldatának összehasonlításakor a magasabb oldatkoncentrációjú oldat hipertóniás, az alacsonyabb oldatkoncentrációjú oldat hipotóniás. Az egyenlő oldott koncentrációjú oldatok izotóniás. Az első cukoroldat hipotóniás a második megoldáshoz. A második cukoroldat hipertóniás az elsőhöz.

most hozzáadja a két megoldást egy főzőpohárhoz, amelyet szelektíven áteresztő membrán oszt meg, olyan pórusokkal, amelyek túl kicsik ahhoz, hogy a cukormolekulák áthaladjanak, de elég nagyok ahhoz, hogy a vízmolekulák áthaladjanak. A hipertóniás oldat a membrán egyik oldalán, a hipotóniás oldat pedig a másik oldalon található. A hipertóniás oldat alacsonyabb vízkoncentrációval rendelkezik, mint a hipotóniás oldat, így a víz koncentrációs gradiense már létezik a membránon. A vízmolekulák a magasabb vízkoncentráció oldaláról az alacsonyabb koncentráció oldalára mozognak, amíg mindkét oldat izotóniás. Ezen a ponton egyensúly érhető el.

az ozmózis a vízmolekulák szelektíven áteresztő membránon keresztüli diffúziója a magasabb koncentrációjú területről az alacsonyabb koncentrációjú területre. A víz ozmózissal jut be és távozik a sejtekből. Ha egy sejt hipertóniás oldatban van, az oldat alacsonyabb vízkoncentrációval rendelkezik, mint a sejt citozol, és a víz a sejtből távozik, amíg mindkét oldat izotóniás. A hipotóniás oldatba helyezett sejtek vízbe kerülnek a membránjukon, amíg mind a külső oldat, mind a citoszol izotóniás.

egy olyan sejt, amelynek nincs merev sejtfala, mint például a vörösvérsejt, megduzzad és lyse (burst), ha hipotóniás oldatba helyezik. A sejtfalú sejtek megduzzadnak, ha hipotóniás oldatba helyezik őket, de miután a sejt turgid (szilárd), a kemény sejtfal megakadályozza, hogy több víz belépjen a sejtbe. Ha hipertóniás oldatba helyezik, a sejtfal nélküli sejt elveszíti a környezetet, összezsugorodik, és valószínűleg meghal. Hipertóniás oldatban a sejtfalú sejt is elveszíti a vizet. A plazmamembrán elhúzódik a sejtfaltól, miközben zsugorodik, egy plazmolízisnek nevezett folyamat. Az állati sejtek izotóniás környezetben általában a legjobban teljesítenek, a növényi sejtek hipotóniás környezetben általában a legjobban teljesítenek. Ezt az alábbiakban mutatjuk be.

hacsak egy állati sejt (például a felső panel vörösvértestje) nem rendelkezik olyan adaptációval, amely lehetővé teszi a víz ozmotikus felvételének megváltoztatását, túl sok vizet veszít, és hipertóniás környezetben zsugorodik. Ha hipotóniás oldatba helyezik, vízmolekulák lépnek be a sejtbe, ami megduzzad és felrobban. A növényi sejtek (alsó panel) hipertóniás oldatban plazmolizálódnak, de hipotóniás környezetben a legjobban teljesítenek. A vizet a növényi sejt központi vákuumában tárolják.