diffuusio

alkaen diffuusio on puhetta siitä, kun nesteet tai kaasut sekoittuvat Brownin molekyyliliikkeiden avulla. Diffuusio tapahtuu kehossa aineiden vaihtamiseksi soluissa ja kaasunvaihtoksi keuhkoissa. Diffuusiohäiriöt keuhkoissa aiheuttavat hengitysvajeita.

Mikä on diffuusio?

Diffuusion aikana omien satunnaiset liikkeet sekoittavat eri tavoin väkevöityjä aineita, jotka ovat suorassa tai epäsuorassa kosketuksessa toisiinsa. Diffuusion luontaiset liikkeet tunnetaan myös nimellä Brownin molekyylin liikkeet. Nämä ovat pienten, vain mikroskooppisesti näkyvien hiukkasten nykimisiä ja epäsäännöllisiä lämpöliikkeitä kaasuissa ja nesteissä. Liikkeet on nimetty kasvitieteilijä Robert Brownin mukaan, joka näki ne ensimmäisen kerran 1800-luvulla.

Diffuusio tapahtuu joko passiivisesti tai aktiivisesti. Aktiivisen muodon tapauksessa puhutaan myös vaikuttavan aineen kuljetuksesta. Se eroaa passiivisesta diffuusiosta siinä, että se käyttää energiaa.

Ihmiskehossa diffuusiolla on merkitystä aineiden vaihdossa solujen ja ympäristön välillä. Passiivinen diffuusio tapahtuu harvoin soluissa. Aktiivinen muoto on aineiden fysiologinen diffuusiomuoto solukalvon läpi. Selektiivinen diffuusiomuoto tapahtuu myös elimissä, kuten munuaisissa tai veri-aivoesteessä.

Toiminto ja tehtävä

Jos laitat yksittäisiä tippoja mustetta lasilliseen vettä ja älä sekoita, voit nähdä raitoja. Jonkin ajan kuluttua vesi muuttuu kuitenkin suhteellisen tasaiseksi siniseksi ja raidat katoavat. Tämä prosessi tunnetaan myös passiivisena diffuusiona, joka kompensoi pitoisuuserot kahden nesteen välillä. Pelkästään hiukkasten itseliikkeet poistavat pitoisuuserot.

Tällainen diffuusio voi tapahtua myös erotettujen nesteiden välillä.Näin on ihmiskehossa, jossa kalvot erottavat aineet toisistaan. Kalvot, joiden läpäisevyys yhdelle kahdesta aineesta, kulkeutuvat väkevämmästä liuoksesta vähemmän väkevöityyn. Siirtymäsi tapahtuu niin sanottua keskittymisgradienttia pitkin. Hiukkasten lukumäärä ensimmäisessä nesteessä osoittaa edelleen eroja diffuusioreitillä alussa. Hajaantumisen aikana lukumäärä tasapainottuu diffuusiopolulle ja tasapainotila syntyy. Kun tasapaino on saavutettu, sama määrä molekyylejä diffundoituu kalvon läpi kumpaankin suuntaan. Difuusion lopussa pitoisuus on sama kalvon molemmilla puolilla.

Kalvon huokoskoko on ratkaiseva passiiviselle diffuusiolle, pienemmillä partikkeleilla diffundoituneempi passiivisesti kuin suuremmilla. Difuusionopeus ei määritetä vain huokosten koon, vaan myös liuottimen viskositeetin ja lämpötilan mukaan.

Diffuusio on elimistössä elintärkeää aineiden vaihdolle solujen välillä. Kehon solujen on ylläpidettävä tiettyjen aineiden pitoisuutta. Täydellinen pitoisuuden tasaaminen passiivisen diffuusion yhteydessä aloittaisi solukuoleman. Siksi aineilla on taipumus diffundoitua aktiivisesti kehossa pitoisuusgradienttia vasten.

Tunnettu esimerkki aktiivisesta muodosta voidaan nähdä K + / Na + -pumpuissa. Selektiivisen diffuusion avulla, kuten ihmisen kehon eri elimistä löytyy, diffuusiokalvo osoittaa vain valittujen aineiden läpäisevyyden.

Löydät lääkkeesi täältä

Sairaudet ja vaivat

Pysyvä kaasunvaihto tapahtuu ihmisen keuhkoissa. O2: n imeytyminen ja CO2: n vapautuminen tapahtuu keuhkojen alveoleissa. Tuuletuksen, perfuusion ja jakautumisen lisäksi diffuusialla on myös tärkeä rooli vaihdossa. Hengitysvajeessa on häiriöitä yhdessä tai useammassa neljästä prosessista, jotka osallistuvat kaasunvaihtoon.

Hengitysvajeiden syyt voivat vaihdella. Sekä hengitysteiden tukkeutuminen että keskus- tai perifeerinen hengityslama sekä esimerkiksi muuttunut keuhkojen morfologia ovat mahdollisia laukaisevia tekijöitä. Jos osittainen diffuusiovaihe on häiriintynyt, tämä johtuu usein pitkittyneestä diffuusiopolusta. Tällainen jatke voi olla läsnä keuhkokuumeen, aspiraatiossa tai ARDS: ssä. Fibroosi, keuhkopöhö tai sarkoidi voivat myös olla syy.

Joskus diffuusiohäiriöt ja niihin liittyvä hengitysvajaus johtuvat myös veren kosketusajan lyhentymisestä. Tällaisia ​​lyhennyksiä esiintyy esimerkiksi emfyseeman, fibroosin tai anemian takia. Kuitenkin sepsis tai sydämen tuotannon lisääntyminen ovat myös mahdollisia ensisijaisia ​​syitä.

Jos keuhkojen diffuusiohäiriö ei johdu verenkosketusajan lyhentymisestä eikä pidemmästä diffuusioetäisyydestä, hengityselinten vajaatoiminnan syy johtuu todennäköisesti vähentyneestä vaihtopinnasta. Vierasvaihdon pintaa voidaan vähentää esimerkiksi fibroosilla. Resektiot ovat myös mahdollinen ensisijainen syy. Sama pätee atelektaasiin, keuhkopussin effuusioon ja hemaan tai pleumototoraksiin. Tietyissä olosuhteissa koholla oleva kalvo pienentää myös pintaa.

Lääkäri voi käyttää diffuusiokoetta ymmärtääksesi diffuusion keuhkoissa ja tunnistaakseen häiriöt. Sekä tasapainotilaa että hengityksen sisäistä ja yhden hengen menetelmää voidaan käyttää testinä. Difuusiokapasiteetti määritetään joko vain kaasujen pitoisuuksien perusteella uloshengitetyssä ilmassa tai yhdistetään vuoroveden tilavuuden mittaamiseen.

Diffuusiohäiriöt voivat vaikuttaa paitsi kaasunvaihtoon keuhkoissa, myös aineiden vaihtoon kehon soluissa tai valikoivaan diffuusioon elimissä, kuten munuaisissa. Valikoiva diffuusio tapahtuu esimerkiksi veri-aivo-esteessä, jonka on tarkoitus suojata keskushermostoa haitallisilta tai käyttökelvottomilta aineilta. Erilaisissa neurologisissa sairauksissa veri-aivoeste luopuu tästä selektiivisestä toiminnasta ja sallii väärien tai jopa kaikkien aineiden kulkemisen.