IZOTONICKÉ RIEŠENIE: KOMPONENTY, PRÍPRAVA, PRÍKLADY - BIOLÓGIE

Izotonický roztok je ten, ktorý predstavuje rovnaký koncentrácia rozpustenej látky s ohľadom na riešenie oddelená alebo izolovaná semipermeabilnou bariérou. Táto bariéra umožňuje, aby rozpúšťadlo prešlo, ale nie všetky častice rozpustenej látky.

Vo fyziológii sa uvedený izolovaný roztok týka vnútrobunkovej tekutiny, to znamená vnútra buniek; zatiaľ čo semipermeabilná bariéra zodpovedá bunkovej membráne vytvorenej lipidovou dvojvrstvou, cez ktorú môžu byť molekuly vody napnuté do extracelulárneho prostredia.

Interakcia bunky s izotonickým riešením. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Vyššie uvedený obrázok ilustruje, čo sa myslí izotonickým riešením. „Koncentrácia“ vody je rovnaká vo vnútri aj zvonka bunky, takže jej molekuly vstupujú alebo opúšťajú bunkovú membránu s rovnakými frekvenciami. Preto, ak do bunky vstúpia dve molekuly vody, dve z nich súčasne vystúpia do extracelulárneho prostredia.

Tento stav, nazývaný izotonicita, sa vyskytuje iba vtedy, keď vodné médium vo vnútri a mimo bunky obsahuje rovnaký počet rozpustených častíc. Roztok bude teda izotonický, ak je koncentrácia jeho rozpustených látok podobná koncentrácii tekutiny alebo intracelulárneho média. Napríklad 0,9% soľný roztok je izotonický.

Komponenty izotonických roztokov

Ak má existovať izotonický roztok, musíte sa najprv uistiť, že v roztoku alebo v rozpúšťadlovom médiu dôjde k osmóze, a nie k difúzii rozpustenej látky. Toto je možné iba vtedy, ak je prítomná polopriepustná bariéra, ktorá umožňuje molekulám rozpúšťadla prechádzať, ale nie solutované molekuly, najmä elektricky nabité soluty, ióny.

Solut nebude teda schopný difundovať z koncentrovanejších oblastí do riedenejších oblastí. Namiesto toho to budú molekuly vody, ktoré sa budú pohybovať z jednej strany na druhú, prekonať polopriepustnú bariéru a dôjde k osmóze. Vo vodných a biologických systémoch je táto bariéra par excellence bunkovej membrány.

S polopriepustnou bariérou a rozpúšťadlovým médiom je tiež nevyhnutná prítomnosť iónov alebo solí rozpustených v oboch prostrediach: vnútorná (vo vnútri bariéry) a vonkajšia (mimo bariéry).

Ak je koncentrácia týchto iónov rovnaká na oboch stranách, potom nebude existovať nadbytok ani nedostatok molekúl vody, ktoré by ich rozpustili. To znamená, že počet voľných molekúl vody je rovnaký, a preto neprejdú cez polopriepustnú bariéru na obe strany, aby vyrovnali koncentrácie iónov.

príprava

- Podmienky a rovnica

Aj keď je možné izotonický roztok pripraviť s akýmkoľvek rozpúšťadlom, pretože voda je médiom pre bunky, považuje sa to za uprednostňovanú možnosť. Presným poznaním koncentrácie solí v konkrétnom orgáne tela alebo v krvnom riečisku je možné odhadnúť, koľko solí by sa malo rozpustiť v danom objeme.

U organizmov stavovcov sa akceptuje, že v priemere je koncentrácia rozpustených látok v krvnej plazme okolo 300 mOsm / l (miliosmolarita) a dá sa interpretovať ako takmer 300 mmol / l. To znamená, že ide o veľmi zriedenú koncentráciu. Na odhad miliosmolarity sa musí použiť táto rovnica:

Osmolarita = mvg

Z praktických dôvodov sa predpokladá, že g, osmotický koeficient, má hodnotu 1. Takže rovnica teraz vyzerá takto:

Osmolarita = mv

Kde m je molarita rozpustenej látky, a v je počet častíc, na ktoré sa rozpustená látka rozpustí vo vode. Túto hodnotu potom vynásobíme 1 000, aby sme získali miliosmolaritu pre konkrétny solut.

Ak existuje viac ako jedna solut, celková miliosmolarita roztoku bude súčtom miliosmolarit pre každý solut. Čím viac rozpustnej látky je vo vzťahu k vnútrajšku buniek, tým menej izotonický bude pripravený roztok.

- Príklad prípravy

Predpokladajme, že chcete pripraviť jeden liter izotonického roztoku, počínajúc glukózou a fosforečnanom sodným. Koľko glukózy by ste mali zvážiť? Predpokladajme, že 15 gramov NaH ₂ PO _{4 sa použije} .

Prvý krok

Musíme najprv určiť osmolaritu NaH ₂ PO _{4 podľa} výpočtu jeho molarity. Na tento účel sa používa jeho molárna hmotnosť alebo molekulová hmotnosť 120 g / mol. Pretože sme požiadaní o liter roztoku, určujeme móly a budeme mať priamo molaritu:

mol (NaH ₂ PO ₄ ) = 15 g ÷ 120 g / mol

= 0,125 mol

M (NaH ₂ PO ₄ ) = 0,125 mol / l

Ale keď NaH ₂ PO ₄ sa rozpúšťa vo vode, sa uvoľňuje Na ⁺ katión a H ₂ PO ₄^- anión , tak v má hodnotu 2 v osmolarity rovnice. Potom pristúpime k výpočtu pre NaH ₂ PO ₄ :

Osmolarita = mv

= 0,125 mol / L2

= 0,25 Osm / L

A po vynásobení 1000 máme milliosmolarity NaH ₂ PO ₄ :

0,25 Osm / 1 1 000 = 250 mOsm / 1

Druhý krok

Pretože celková miliosmolarita roztoku sa musí rovnať 300 mOsm / l, odpočítame, aby sme zistili, aká by mala byť glukóza:

mOsm / l (glukózy) = mOsm / l (spolu) - mOsm / l (NaH ₂ PO ₄ )

= 300 mOsm / L - 250 mOsm / L

= 50 mOsm / L

Pretože glukóza nedegraduje, v sa rovná 1 a jej osmolarita sa rovná jeho molarite:

M (glukóza) = 50 mOsm / 1 <1 000

= 0,05 mol / l

Ako molárna hladina glukózy 180 g / mol sme konečne určili, koľko gramov musíme odvážiť, aby sme ho rozpustili v tomto litri izotonického roztoku:

Hmotnosť (glukóza) = 0,05 mol, 180 g / mol

= 9 g

Preto tento izotonický NaH ₂ PO ₄ / glukózy roztok sa pripraví rozpustením 15 g NaH ₂ PO ₄ a 9 g glukózy v jednom litri vody.

Príklady izotonických riešení

Izotonické roztoky alebo kvapaliny nespôsobujú v tele žiadny gradient ani zmenu koncentrácie iónov, takže ich pôsobenie je v zásade zamerané na hydratáciu pacientov, ktorí ju dostávajú v prípade krvácania alebo dehydratácie.

Normálny soľný roztok

Jedným z týchto roztokov je normálny soľný roztok s koncentráciou NaCl 0,9%.

Lakované Ringerovo riešenie

Ďalšími izotonickými roztokmi používanými na ten istý účel sú laktátové Ringerove roztoky, ktoré znižujú kyslosť vďaka svojmu pufrovému alebo tlmivému zloženiu, a Sorensenov fosfátové roztoky, ktoré sa skladajú z fosfátov a chloridu sodného.

Nevodné systémy

Izotonicita sa môže tiež aplikovať na nevodné systémy, ako sú systémy, v ktorých je rozpúšťadlom alkohol; pokiaľ existuje polopriepustná bariéra, ktorá uprednostňuje prienik molekúl alkoholu a zachováva častice rozpustenej látky.

Referencie

De Lehr Spilva, A. a Muktans, Y. (1999). Sprievodca farmaceutickými špecialitami vo Venezuele. Vydanie XXXVª. Globálne vydania.
Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
Elsevier BV (2020). Izotonické riešenie. Obnovené z: sciposedirect.com
Adrienne Brundage. (2020). Izotonické riešenie: Definícia a príklad. Štúdia. Obnovené z: study.com
Felicitas Merino de la Hoz. (SF). Intravenózna tekutinová terapia. Kanadská univerzita. , Získané z: ocw.unican.es
Laboratórium pre farmaceutiká a zlúčeniny. (2020). Očné prípravky: izotonické tlmivé roztoky. Získané z: pharmlabs.unc.edu

IZOTONICKÉ RIEŠENIE: KOMPONENTY, PRÍPRAVA, PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2026