läpäisevyys

läpäisevyys on epäorgaanisten tai orgaanisten kiinteiden aineiden läpäisevyys ns. Tämä permeaatti voi vastata kaasuja, nesteitä tai muita molekyylejä ja on merkityksellinen kehossa, esimerkiksi solukalvoille ja verisuonille. Psykologiassa sitä vastoin läpäisevyys on vastaanotettavuus alitajuisiin impulsseihin.

Mikä on läpäisevyys?

Biologiset membraanit ovat läpäiseviä eri aineille, esimerkiksi erilaisille kaasuille tai nesteille. Tämä läpäisevyys vastaa kalvon läpäisevyyttä. Läpäisevyys ei vaikuta vain solukalvoihin, vaan voi myös viitata muihin orgaanisiin ja epäorgaanisiin aineisiin.

Suhteessa organismin verisuoniin läpäisevyys voi esimerkiksi vastata kiinteiden verikomponenttien verisuonen läpäisevyyttä, esimerkiksi immuunisolujen tai hyytymistekijöiden läpäisevyyttä. Kapillaarien yhteydessä puhutaan myös kapillaarien läpäisevyydestä.

Erityinen läpäisevyysmuoto on myös puoliläpäisevyys tai selektiivinen läpäisevyys. Puoliläpäisevä aine on läpäisevä vain tietyille molekyyleille. Toisaalta muille ei ole läpäisevyyttä. Puoliläpäisevyys perustuu usein molekyylien kokoperusteiseen valintaan. Erityisesti kalvojen kohdalla solun sisäpuolelle pääsee usein vain tiettyyn raekokoon saakka kulkevia molekyylejä.

Sitä vastoin psykologia määrittelee läpäisevyyden alttiisuudeksi alitajuisille impulsseille. Sosiaalipsykologiassa termi voi tarkoittaa myös helppoa vaihtoa luokkien ja kerrosten välillä.

Toiminto ja tehtävä

Orgaaniset ja epäorgaaniset aineet ovat joko läpäisemättömiä, ts. Läpäisemättömiä, tai niillä on tietty läpäisevyys. Tämä läpäisevyys perustuu käyttövoimiin, kuten pitoisuus- ja painegradientiin, ja mahdollistaa muiden aineiden, kuten kaasujen tai nesteiden, tunkeutumisen aineeseen. Solujen kalvoille massansiirto-läpäisevyys on elintärkeä ominaisuus.

Aine, joka on läpikäynyt, tunnetaan myös nimellä permeaatti. Ulkoisten vaikutusten takia permeaatti liikkuu alemman pitoisuuden suuntaan, ts. Alemman osapaineen suuntaan. Tämä läpäisyprosessi koostuu useista alavaiheista. Ns. Sorptio tapahtuu aluksi kiinteän aineen rajapinnalla. Kiinteä pinta imee siten höyryt, kaasut tai liuoksen kemikaalit sekä suspendoituneet aineet. Sitten permeaatti diffundoituu kiinteän aineen läpi. Tämän diffuusion aikana permeaatti tunkeutuu huokosiin tai molekyylitilaan kiinteässä materiaalissa. Sitten tapahtuu desorptio, jossa ns. Adsorbaatti jättää kiinteän aineen kaasun muodossa toiselle puolelle.

Jos kyseinen kiinteä aine on kalvo, sen rajapinta voi olla myös puoliläpäisevä tai osittain läpäisevä. Esimerkiksi puoliläpäisevät kalvot antavat liuottimien kulkea, mutta eivät niihin liuenneita aineita. Tämä tarkoittaa, että vain tietyn moolimassan saaneet molekyylit pääsevät läpi. Tämä puoliläpäisevyys on kaikkien solujen osmoosin perusta, ts. Molekyylihiukkasten virtaukselle solukalvon läpi.

Verisuonten suhteen termi "läpäisevyys" voi tarkoittaa veren kiinteiden aineiden läpäisevyyttä. Vaskulaarinen läpäisevyys vaikuttaa ensisijaisesti verisuoniin ja laskimoihin, ja se riippuu verisuonten endoteelistä. Kapillaarien läpäisevyys mahdollistaa myös selektiivisen aineidenvaihdon verisuoniston ja verisuonten sisäpuolen välillä. Lipidiliukoiset ja pienet aineet, kuten hiilidioksidi ja happi, pääsevät helposti endoteelin läpi. Kapillaarien läpäisevyys on siten mukana kaasunvaihdossa. Toisaalta suuret molekyyliaineet, kuten proteiinit, ja liikkumattomat solut, kuten erytrosyytit, eivät diffundoitu kapillaarien seinämien läpi.

Sairaudet ja vaivat

Systeemiset tulehdukselliset reaktiot, kuten sepsis, liittyvät suoraan verisuonien läpäisevyyteen. Sepsiksessä verisuonien läpäisevyys kasvaa. Sepsiksen syy on yleensä trauma, suuret leikkaukset, palovammat tai infektiot. Sepsiksessä bakteerit pääsevät verenkiertoon ja aiheuttavat veremyrkytyksen globaalin tulehduksellisen reaktion merkityksessä. Lisääntyneelle verisuonten läpäisevyydelle on tunnusomaista myös ensimmäisen tyyppiset allergiset reaktiot, ja se voi johtaa turvotuksen muodostumiseen.

Normaalisti verisuonen läpäisevyyden lisääntymistä edeltää välittäjäaineiden, kuten histamiinin, vapautuminen. Kasvun seurauksena neste valuu verisuonista ja aiheuttaa usein kudosten turpoamista.

Läpäisevyyshäiriöt voivat liittyä myös kalvojen läpäisevyyteen. Monissa tapauksissa membraanin läpäisevyyshäiriöt edeltävät sydän- ja verisuonisairauksia. Tuloksena on usein häiriö elektrolyyttitasapainossa. Perinnölliset syyt ovat mahdollisia myös kalvojen läpäisevyyshäiriöille. Esimerkiksi kun membraaniproteiinit mutatoituvat, se muuttaa solun läpäisevyyttä. Näin on esimerkiksi Myotonia congenita Thomsenin kanssa, joka liittyy lihaksen toimintahäiriöihin. Syynä on geneettinen mutaatio, joka johtaa muutettuihin kloridikanaviin lihaskuitumembraaneissa ja vähentää kloridi-ionien kalvonläpäisevyyttä. Seurauksena on, että potilaat kärsivät tahattomista lihaksen supistuksista, jotka tuntuvat jäykkyyksiltä. Vaikuttava henkilö voi avata suljetun nyrkkinsä tai silmänsä vasta tietyn viiveen kuluttua.

Erityisesti membraanin läpäisevyyttä voivat heikentää myös autoimmuunisairaudet. Jotkut näistä sairauksista kohdistuvat biomembraaneihin, kuten antifosfolipidioireyhtymä. Lisäksi mitokondriaaliset sairaudet häiritsevät kalvojen läpäisevyyttä. Mitokondriat ovat soluorganelleja, joita kutsutaan solun energiavoimalaitoksiksi ja jotka muodostavat vapaita radikaaleja energiantuotannon jätetuotteena. Jos näitä radikaaleja ei tehdä vaarattomiksi, ne tuhoavat kalvot ja häiritsevät siten läpäisevyyttä.

Psykologiseen läpäisevyyteen liittyvät valitukset voivat esiintyä monien mielenterveysongelmien yhteydessä, ja johtuvat yleensä itsetuntoisuuden heikkenemisestä, mikä voi olla havaittavissa alitajunnan impulssien pienentyneessä läpäisevyydessä.