Изотоник что это такое и для чего: что это и как правильно употреблять

Изотоник что это такое и для чего: что это и как правильно употреблять

alexxlab 13.02.1970

Содержание

Что такое изотоник и для чего он нужен. Как сделать изотоник дома своими руками

Изотоник – это специальный напиток, который нужен для поддержания водного баланса и восполнения электролитов в организме: хлориды кальция, магния, натрия и калия. Преимущественно их используют профессиональные спортсмены при тяжелых нагрузках или люди, которые физически много работают. Для чего пьют изотоник? В таких случаях им нужно восполнять дефицит минеральных веществ и жидкости в организме, которые выделяются с потом. Если этого не делать, может появиться головокружение, слабость, судороги.

Из чего состоят изотоники. Состав

Что такое изотоник? Это – напиток на основе воды, поэтому это основный ингредиент таких напитков. Она восстанавливает водный баланс. Также в состав таких напитков входят полезные вещества:

  • углеводы;
  • натрий;
  • витамины группы B;
  • калий, магний;
  • антиоксиданты;
  • иногда белок.

Каждый из элементов выполняет свою роль. Натрий, например, используется для восстановления солей, которые выводятся с потом. Углеводы, в свою очередь, обеспечивают человека энергией.

Как сделать изотоник в домашних условиях

Существует множество способов, как приготовить изотоник дома. Рецепты отличаются по ингредиентам, по вкусу и, соответственно, по веществам, которыми они наполняют организм. Мы представим вам два самых легких, но хороших по составу рецептов изотоников.

Первый рецепт приготовления изотоника своими руками: смешать 300 мл яблочного или апельсинового сока, 200 мл и щепотку соли. Такой напиток восстановит уровень глюкозы в крови и восполнит водно-солевой баланс.

Второй рецепт: в 250 мл воды выдавить сок из 3 апельсинов и 1 лимона, а также добавить чайную ложку имбиря в порошке, щепотку морской соли и столовую ложку меда. Такой изотоник не хуже магазинного напитка восполнит электролиты в организме.

Такие напитки можно использовать для многих целей: при интенсивной тренировке, при высоких физических нагрузках, изотоник для бега также полезен, например, во время марафона.

Когда и как пить изотоник

Нужно ли всем спортсменам пить изотоники? Нет. Если вы не понимаете, что такое изотонический напиток и зачем он вам нужен, не стоит его принимать. Изотоники нужны только в тех случаях, когда тренировка длится больше 1-1,5 часа и направлена на выносливость. Например, полезны такие изотоники для бегунов, которые бегут марафоны, велосипедистов, которые проезжают огромные дистанции, тяжелоатлетов, которые берут большую нагрузку.

Обычно изотоник начинают пить за 20-60 минут до тренировки, во время и после нее. Всего за час тренировки с высокой нагрузкой рекомендуется выпивать 0,5-1 литр изотонического напитка. Также при тренировке длительностью более часа нужно восполнять организм углеводами, коих в изотонике может быть не так уж и много.

Эффективность изотоников

В целом, ученые заявляют, что изотоники эффективны для поддержания водно-солевого баланса и восполнения электролитов в организме. По словам Роберта Робергса, физиолога из Университета Нью-Мексико, в электролитах нет потребности, если вы не тренируетесь или не участвуете в спортивных соревнованиях более 90 минут. Избыток сахара и электролитов в таком случае может привести к “желудочно-кишечным проблемам или дальнейшему нарушению баланса жидкости”.

Кроме того, если потреблять изотоники без надобности, это может привести к набору веса.

Перед приемом изотоников рекомендуется проконсультироваться с врачем, чтобы тот порекомендовал вам, сколько и каких электролитов вам нужно восполнить после тяжелой физической деятельности. Особенно настоятельно рекомендует обратиться к врачу тем людям, которые имеют сахарный диабет и/или аллергию.

 

для чего нужен, состав и применение спортивного напитка

Изотоник: для чего он нужен

Изотонические напитки нужны для поддержания баланса жидкости и электролитов в организме. Они содержат нужную концентрацию веществ для быстрого всасывания в организме. Поэтому утоляют жажду эффективнее обычной воды.

Во время нагрузки организм теряет с потом влагу и минеральные вещества, в основном это натрий и калий. Недостаток этих веществ ухудшает работоспособность и может навредить здоровью. Для нормальной работы организма концентрация натрия в крови должна быть около 135 ммоль/л. Теряя воду с потом, организм избавляется от лишних солей, чтобы сохранять нужную концентрацию в крови. Если во время долгой нагрузки пить только воду, концентрация солей будет уменьшаться и возникнет опасное состояние гипонатриемии — недостаток натрия и других минеральных веществ. Такое состояние опасно для здоровья.

Источник: dailymail.co.uk

Состав

В состав входят разные типы углеводов (глюкоза, фруктоза, мальтодекстрин) и минеральные вещества. В основном те, которые больше всего теряются с потом — натрий и калий. Некоторые производители добавляют в состав витаминные комплексы, минералы, аминокислоты и различные стимуляторы (кофеин, таурин, гуарана).

Эффективность и польза

Многие исследования показали: изотоник повышает выносливость, но никак не влияет на скорость. Они эффективны при нагрузках длительностью более 60 минут, особенно в жаркую погоду.

Концентрация углеводов должна быть 4-8%, а солей — около 1%. Именно в такой концентрации он будет эффективным. По калорийности это примерно 300-600 Ккал на 1 л. Если содержание углеводов более 8%, могут появиться проблемы с пищеварением. Поэтому запивать спортивный гель нужно водой или безуглеводным изотоником. При низкой концентрации веществ напиток будет дольше всасываться, организм не получит вещества в нужном объеме. Многим начинающим марафонцам знакомо ощущение жажды при наполненном водой желудке.

Зачем спортсмену нужны электролиты?

Нехватка электролитов снижает работоспособность, ухудшает координацию, может привести к судорогам и потере сознания. При недостатке натрия может упасть артериальное давление, появиться тошнота, отвращение к еде, рвота. Изотоник поддерживает концентрацию электролитов на нужном уровне.

 

Как правильно пить изотоники

Пейте за 20-30 минут до нагрузки, во время нагрузки и сразу после. Оптимальное время приема — во время нагрузки. Если нет возможности брать питье на тренировку, принимайте до нагрузки и сразу после нее. Примерный объем в жаркую погоду — 0,5-1 л в час.

Иногда полезно проводить тренировки совсем без питья и дополнительного питания. Так организм адаптируется к высоким нагрузкам и дефициту веществ, будет более экономично расходовать собственные запасы.

Как выбрать спортивный напиток

Изотонические напитки производят много брендов, даже не связанных напрямую со спортом. При выборе обращайте внимание на состав и вкус, бренд не так важен. Пробуйте разных производителей и вкусов, чтобы найти свой.

  • По вкусу нет никаких рекомендаций, выбирайте то, что больше нравится. Меняйте вкусы, чтобы не надоедали. Так же можно менять вкусы, в зависимости от сезона. Для зимы выбирайте вкусы, которые приятны в теплой воде, для лета — в холодной.
  • Состав в большинстве случаев схожий, но бывают те, у которых изотоничность только на этикетке. Самое важное — не более 4-8% углеводов, наличие натрия и калия. Остальные элементы не так важны. Углеводы лучше получать из глюкозы или смеси глюкозы, фруктозы и мальтодекстрина.

В продаже бывают изотоники уже в готовом виде, например Powerade или Gatorade, но выгоднее покупать в сухом виде.

В виде шипучек

Изотоник своими руками в домашних условиях

При желании можно приготовить аналог спортивного напитка в домашних условиях. Для этого нужны:

  • Вода
  • Минеральные вещества
  • Вкус и углеводы (по необходимости)

Минеральные вещества (электролиты) можно получить из обычной пищевой соли или препарата Регидрон. По инструкции 1 пакетик разводится на 1 литр воды, но для занятий спортом разводите пакетик на 2 литра. Если нет регидрона, возьмите пищевую соль из расчета 1/2 ч.л соли на 1 л.

Добавить углеводов и придать нужный вкус можно компотом, фруктовым соком, морсом или обычным сахаром.

Пиво вместо изотоника: правда или миф

Как пить изотоник?

Для читателей нашего блога действует скидка 10%
по промокоду blog-BB30 на все товары, представленные в нашем магазине

  1. Введение
  2. Когда принимать
  3. Как принимать
  4. Вывод

Введение

Что такое изотоник? Некоторые люди ошибочно думают, что это допинг или какой-то энергетик, который обязательно нанесёт вред организму. Но на самом деле, изотоник – это раствор солей и минералов, который нужен для пополнения водного и солевого баланса в нашем теле. Иногда в изотониках бывает кофеин, таурин и углеводы для поддержания в тонусе. Кофеина и таурина содержится значительно меньше, чем в энергетиках, поэтому это не так вредно для сердца.

Изотоник нужен спортсменам, когда они интенсивно потеют на тренировках или соревнованиях. В далекой поездке на велосипеде он также может пригодиться. Вместе с потом организм выделяет соли, ухудшается нервная проводимость, и в мышцах могут начаться судороги.

Когда принимать?

Если на вашем велосипеде два крепления под флягу, то на длинную гонку в одну бутыль можно набрать воду, а в другую – изотоник. Воду можно пить в начале дистанции, запивать ею сладкие энергетические гели и батончики, обливать себя в жару. Изотоник же можно оставить на середину и конец гонки. Он действительно может придать сил и бодрости, когда наступает утомление. На средней по времени гонке можно пить только изотоник, а на короткой хватит и воды. В принципе, изотоник не имеет ограничений по употреблению, но если в нем много углеводов и кофеина, то нужно учитывать их, потому что кишечник может усваивать около 60 грамм углеводов в час. Употребляя изотоник в сочетании с энергетическими гелями, важно не перегрузить желудок и верно рассчитать количество гелей. А слишком много кофеина может негативно сказаться на сердечно-сосудистой системе.

Как принимать?

Большинство изотоников содержат углеводы, поэтому они сладкие. Не стоит наводить очень концентрированные растворы и слишком слабые – вкус от этого может стать отвратительным. При наведении нужно руководствоваться инструкцией. Обычно требуется 1-2 таблетки или мерные ложки порошка на одну флягу.

Изотоники могут иметь специфический вкус и состав, из-за этого может возникнуть индивидуальная непереносимость – будет болеть живот, возможна рвота. Поэтому нужно обязательно пробовать изотоник сначала на тренировке и только проверив его и себя, использовать напиток во время гонок.

Чтобы повысить эффективность изотоника, нужно подержать его во рту некоторое время и только потом проглотить. Сладкий вкус способствует выделению гормонов радости и может поднять настроение. Также углеводы и соли могут всасываться в кровь прямо через слизистую полости рта – это происходит быстрее, чем всасывание из желудка и кишечника.

Выводы

Изотоник – это необходимая вещь для спортсменов и любителей. Они выручат на соревнованиях или во время долгой тренировки и похода. Соблюдая наши рекомендации, вы сможете более грамотно их применять, катаясь на велосипеде.

Для читателей нашего блога действует скидка 10% по промокоду blog-BB30 на все товары, представленные в нашем магазине

15 лучших изотоников — Рейтинг 2019 года (Топ 15)

Изотоники, как и другие высокоуглеводные продукты, часто обделены вниманием посетителей тренажёрного зала. О существовании таких энергетических спортивных напитков зачастую известно лишь велолюбителям и марафонцам. В этом рейтинге мы расскажем о лучших изотониках и о том, зачем они вообще нужны.

Виды спортивных напитков

Существует три основных вида спортивных напитков: гипотоники, изотоники и гипертоники. Или напитки для: гидратации, энергии и восстановления.

Гидратация, или насыщение водой, необходима для быстрого избавления от усталости, которая возникает при обезвоживании во время интенсивного потоотделения. Уменьшение количества воды в теле ведёт к повышению вязкости крови. А это увеличивает частоту сердечных сокращений и как результат – замедляется реакция и снижается производительность.

Энергия необходима во время длительных и изнурительных велопробегов, марафонов, а также при любых других долгих аэробных нагрузках. Это могут быть футбол, хоккей, теннис, бокс, плавание, лыжи. То есть любые вида спорта, где есть повышенная кардионагрузка (нагрузка на сердце и кровеносные сосуды) и потребность в быстрой энергии.

Восстановление необходимо уже после физических нагрузок. В этот период организму требуется большое количество питательных веществ для восполнения потраченных запасов и реабилитации.

Для чего нужны спортивные напитки

Изотоники необходимы во время длительных занятий спортом, когда возникает потребность в быстрой энергии для работающих мышц. Имея такой источник питания, организм практически не будет расходовать свои запасы углеводов, которые хранятся в мышцах в виде гликогена.

Также изотоники, как и гипотоники, помогают восстановить водно-солевой баланс. При повышенных нагрузках, например, при беге на длинные дистанции, повышается потоотделение, а это приводит к нарушению баланса солей и жидкости в организме. Изотонические напитки помогают быстро решить эту проблему.

Гипотоники имеют низкую концентрацию веществ и состоят в основном из электролитов и очищенной воды. Они необходимы для возмещения потраченных во время тренировки солей и жидкости. Также в гипотоники может быть добавлено небольшое количество углеводов. Такие напитки хороши тогда, когда организму не нужны большие порции быстрой энергии. Например, если тренировка не изнуряющая или не очень длительная.

Гипертоники, напротив, необходимы после длительных и больших нагрузок. Они так же, как и изотоники, состоят из углеводов и электролитов, но в бОльших концентрациях. Часто в гипертонические напитки добавляют белки. Таким образом, организм получает не только глюкозу и электролиты для восстановления запасов гликогена и водно-солевого баланса, но и аминокислоты для реабилитации мышц.

Примечание. БОльшую часть рейтинга лучших изотоников занимает продукция британского бренда SIS (Science in Sport), потому что они – лидеры европейского рынка в сегменте изотонических напитков для профессиональных спортсменов. Самым главным преимуществом SIS является то, что их продукция прошла тестирование и сертификацию в агенстве Informed Sport в соответствии с требованиями WADA (Всемирное антидопинговое агентство). Наличие такого сертификата подтверждает факт отсутствия в протестированной продукции запрещённых веществ.

Рейтинг лучших изотоников — Топ 15

Что такое изотонический напиток, его состав

Изотоники – это самый популярный вид спортивных напитков. Изотонический – значит имеющий такое же осмотическое давление, что и плазма крови. Иными словами, изотонический напиток имеет схожий состав и концентрацию растворённых в нём веществ с жидкостями в организме. Поэтому такие напитки быстро усваиваются и способствуют поддержанию баланса в организме.

Состав

Изотоник состоит из воды и растворённых в ней простых углеводов и солей. Часто в такие напитки добавляют витаминный комплекс, кофеин и карнитин.

Входящими в состав изотоника углеводами чаще всего выступают мальтодекстрин, глюкоза и фруктоза. Эти простые сахара служат источником энергии для мышц. Такие углеводы быстро усваиваются и поддерживают мышечную работоспособность на высоком уровне.

Соли (калия, натрия, магния, кальция) являются электролитами, т. е. веществами, проводящими электрические импульсы от центральной нервной системы к мышцам. Эти импульсы заставляют их сокращаться, то есть совершать работу. Человеческий организм постоянно получает и теряет электролиты. Они поступают с пищей, а выводятся с потом и мочой.

Как уже было сказано, повышенное потоотделение приводит к обезвоживанию и истощению запасов электролитов. Из-за этого нервные импульсы проводятся хуже, и, как результат, мышцы перестают сокращаться должным образом. Работоспособность организма в целом снижается. Поступающие из изотоников электролиты помогают возобновить работу мышц и повысить выносливость организма.

Витамины участвуют во многих процессах метаболизма. Поэтому их наличие в напитке может стать отличной поддержкой для организма во время серьезных кардионагрузок. В такие витаминные миксы чаще всего входит вся группа В и витамин С.

L-карнитин – это вещество, родственное витаминам группы В. Оно выполняет функцию транспорта жирных кислот в клетку, где они будут разрушены для получения энергии. А поскольку жирные кислоты могут окисляться только в присутствии кислорода, прием карнитина во время аэробных нагрузок может дать организму дополнительную порцию энергии.

Кофеин – один из самых популярных стимуляторов нервной системы. Но не стоит забывать, что при злоупотреблении кофеином наступает перевозбуждение ЦНС и организм наоборот начинает замедляться. Поэтому рекомендуется умеренное потребление кофеинсодержащих изотоников, особенно в жаркую погоду.

Кому и когда можно пить изотонические напитки

Изотоники можно пить практически всем, кто занимается аэробными видами спорта, требующими больших количеств энергии. Такие напитки рекомендуется употреблять непосредственно в процессе тренировок и соревнований. Однако не забывайте — у спортивных напитков, как и у других видов спортивного питания, есть противопоказания. Перед началом приема следует посоветоваться с врачом!

Злоупотребление изотониками, как и другими высокоуглеводными напитками и продуктами может привести к появлению избыточного веса. Поэтому перед употреблением изотоника, следует ознакомиться с его составом и обратить внимание на количество углеводов в одной порции. Эта информация поможет понять, сколько нужно взять продукта для каждой конкретной цели.

Сколько и как нужно пить изотоники во время тренировок

Например, при езде на велосипеде в течение часа расходуется 30-60 г углеводов. Такое количество энергии позволяет держать хороший темп и предотвращать усталость, которая возникает из-за истощения гликогеновых запасов и обезвоживания.

Допустим, в одной порции сухого концентрата содержится 15 г углеводов. Этого количества хватит на полчаса велопрогулки. Таким образом, для одного часа езды нужно будет взять две порции концентрата.

Каждые 15 минут рекомендуется выпивать 125 мл изотоника. Соответственно, всю порцию концентрата необходимо растворить в полулитре воды.

Успешных вам тренировок!

Определение изотоники по Merriam-Webster

iso · ton · ic

| \ Ī-sə-ˈtä-nik

\

1

: , относящееся или являющееся мышечным сокращением в отсутствие значительного сопротивления, с заметным укорочением мышечных волокон и без значительного повышения мышечного тонуса — сравните изометрические данные

Определение и примеры изотоники — Биологический онлайн-словарь

Изотонический
прил., [ˌⱭɪ.sə.ˈtɑː.nɪk]
Определение: одинаковое напряжение или тоничность

Изотоническое определение

Что означает изотонический? Термин «изотонический» используется в физиологии, анатомии и физической химии. См. ниже.

Изотоническое определение наука / химия
В физической химии: растворы, которые классифицируются как имеющие эквивалентное или идентичное осмотическое давление

Изотоническое определение физиология / биология
В физиологии: И снова в физиологии изотонические растворы, которые имеют такое же содержание растворенных веществ, как и кровь млекопитающих

Изотоническое определение анатомии
Анатомически мышцы демонстрируют такое же напряжение.Изотонический — это состояние мышечного сокращения, при котором при одинаковом или постоянном напряжении длина мышцы уменьшается.

Что такое изотонический? Растворы, обладающие одинаковой тоничностью, известны как изотонические растворы. Итак, возникает вопрос, каково определение тоничности? Тоничность — это оценка относительной концентрации растворенного вещества на полупроницаемой мембране, которая, следовательно, также является мерой эффективного градиента осмотического давления на полупроницаемой мембране.

Количество (или степень) и направление движения растворителя через полупроницаемую мембрану определяются тоничностью. Важно отметить, что только растворенное вещество, которое не может пересечь полупроницаемую мембрану, отвечает за создание градиента осмотического давления или тоничности . Важно понимать, что изоосмотические растворы не всегда являются изотоническими растворами и, следовательно, эти два термина не могут использоваться взаимозаменяемо.

В зависимости от тоничности растворы можно разделить на три типа:

Рисунок 1: Движение воды при помещении в раствор с различными концентрациями растворенных веществ (гипотонический, или гипертонический, или изотонический). Изотонический (биологическое определение): Описательное слово, относящееся к изотоничности. На клеточном уровне изотоничность может относиться к свойству раствора, в котором его концентрация растворенного вещества равна той же , что и концентрация растворенного вещества другого раствора, с которым он сравнивается.Таким образом, раствор описывается как изотонический , когда сравнивается другой раствор, имеющий такое же (или равное) осмотическое давление и одинаковый водный потенциал, поскольку два раствора имеют равную концентрацию молекул воды. Это также может относиться к состоянию или свойству раствора, который имеет ту же тоничность , что и другой раствор, с которым его сравнивают. Например, сыворотка крови изотонична, физиологическому солевому раствору. Растворы с одинаковой тоничностью не приведут к чистому потоку воды через клеточную мембрану. Этимология: от iso– + греч. Tonos («напряжение») + -ic. Сравните: гипотоническое, гипертоническое.

Гипертонический раствор против изотонического раствора

Когда раствор имеет более высокую концентрацию растворенного вещества, чем раствор, присутствующий на полупроницаемой мембране, он известен как гипертонический раствор . В результате, когда клетка помещается в гипертонический раствор, градиент осмотического давления заставляет растворитель выходить из клетки, чтобы достичь одинаковой концентрации растворенного вещества на мембране (рис. 1).Это визуализируется как уменьшение ячейки . Таким образом, когда клетка помещается в гипертонический раствор, это приводит к сокращению клетки, известному как плазмолиз (рис. 2). В таком сценарии клеточная мембрана действует как полупроницаемая мембрана , а раствор, имеющий более высокую концентрацию растворенного вещества по сравнению с цитозольной концентрацией, известен как гипертонический .

Рисунок 2: Влияние концентрации растворенного вещества на структуру растительной клетки. Обратите внимание на то, что клетка перед плазмолизом (вверху) набухла.Клетка выглядит опухшей. Однако после плазмолиза (внизу) клетка имеет промежутки между клеточной стенкой и плазматической мембраной.

В клетках животных эквивалентным условием плазмолиза растений является зазубривание. На рисунке 1 обратите внимание, как красные кровяные тельца теряют воду, когда молекулы воды диффундируют вниз по градиенту концентрации.

Гипотонический раствор против изотонического раствора

Когда раствор имеет более низкую концентрацию растворенного вещества, чем раствор, присутствующий на полупроницаемой мембране, он известен как гипотонический раствор .В результате, когда клетка помещается в гипотонический раствор, градиент осмотического давления заставляет растворитель перемещаться в клетку, чтобы достичь равной концентрации растворенного вещества на мембране (рис. 1). Это визуализируется как набухание клеток .

Когда клетка помещается в раствор, имеющий более низкую концентрацию растворенного вещества по сравнению с концентрацией в цитозоле, разница градиента приводит к перемещению растворителя в клетку, что приводит к набуханию и, в конечном итоге, к разрыву или цитолизу клетки (Рисунок 1) .Обычно это происходит с клетками животных, у которых нет клеточной стенки. Однако в случае растительных клеток, которые имеют клеточную стенку и центральную вакуоль, жесткая клеточная стенка защищает клетку от разрыва, и вакуоли поглощают избыток воды, подталкивая клеточную мембрану к клеточной стенке. (Рисунок 3) Это явление известно как тургорное давление.

Рисунок 3: Обратите внимание, что растительная клетка в гипотоническом растворе приводит к перемещению воды в клетку. Это, в свою очередь, приводит к большому тургорному давлению на стенку растительной клетки.

Что такое изотонический раствор?

Изотонический раствор — это раствор, в котором концентрация растворенного вещества на полупроницаемой мембране одинакова, что приводит к равновесному состоянию. Таким образом, в случае изотонических растворов из-за отсутствия градиента концентрации отсутствует чистое движение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану (Фиг.1). Однако это не означает, что растворитель не движется через мембрану. В действительности, одинакова только скорость движения растворителя через мембрану, что приводит к нулевому движению.Таким образом, не происходит ни увеличения, ни потери молекул растворителя через мембрану (рис. 1 и 3).

Физиологический раствор (9 г / л раствора хлорида натрия) изоосмолярен и изотоничен плазме крови. Итак, что такое солевой раствор? Физиологический раствор — это водный раствор хлорида натрия, в котором 9 граммов хлорида натрия растворены в 1 литре воды, т.е. 0,9% масс. / Об. Из-за схожих концентраций натрия в крови физиологический раствор также известен как физиологический раствор .

Из-за изотоничности физиологический раствор широко используется в медицине как местно , так и парентерально (то есть инъекция непосредственно в кровоток), например, для очистки ран, носовых пазух, жидкостной заместительной терапии, поддержания гидратации и т. Д. Красные кровяные тельца сохраняют свою форму. Они не сжимаются и не набухают в изотоническом физиологическом растворе, то есть 0,9% -ном растворе хлорида натрия (рис. 1).

Теперь предположим, что эритроциты помещены в раствор с концентрацией хлорида натрия 2% мас. / Об.Концентрация хлорида натрия в 2% мас. / Об. Больше, чем содержание натрия в эритроцитах, и, следовательно, раствор является гипертоническим. Это приведет к усадке эритроцитов, известных как crenation (Рисунок 1).

В другой ситуации предположим, что эритроциты помещены в раствор с концентрацией хлорида натрия 0,1% мас. / Об. Концентрация хлорида натрия 0,1% мас. / Об. Меньше, чем содержание натрия в эритроцитах и, следовательно, гипотонического солевого раствора. Это приведет к набуханию и, в конечном итоге, к разрыву эритроцитов, что приведет к высвобождению гемоглобина.Это называется гемолизом (рис. 1), и это очень опасная ситуация.

Таким образом, в медицине критически важно вводить только изотонический физиологический раствор внутривенно, т.е. непосредственно в кровоток. Тонический раствор hyper- или hypo- нельзя вводить внутривенно.

Интересно, что состав для подкожных и внутримышечных инъекций может быть неизотоническим , поскольку клетки крови не контактируют напрямую с инъекционным составом.Однако офтальмологические растворы должны быть изотоническими, чтобы избежать раздражения глаз и боли.

Слезная жидкость также изотонична физиологическому раствору. Гипотонический раствор может привести к прохождению жидкости в ткани глаза, вызывая закупорку, тогда как гипертонический раствор приведет к вытеснению жидкости из ткани. Тем не менее человеческий глаз может переносить от 0,6% до 1,8% мас. / Об.

Какие примеры изотонических? Вот некоторые примеры изотонических растворов: физиологический раствор, фосфатный буферный раствор, лактатный раствор Рингера, растворы для пероральной регидратации (ORS), и раствор Хартмана

Медицинское использование изотонических растворов

  • Пероральный Rehydration Therapy использует изотонический раствор для добавления электролитов и поддержания гидратации в таких случаях, как энтерит, диарея и т. Д.
  • Солевой раствор для лечения крайнего обезвоживания и гипернатриемии (состояние, при котором концентрация натрия в сыворотке повышена).
  • Физиологический раствор используется в качестве носителя для парентерального, особенно внутривенного, введения лекарств, так как физиологический раствор и плазма крови изотоничны.
  • Раствор Рингера с лактатом и раствор Хартмана изотоничны плазме крови и используются для лечения гиповолемии (уменьшение объема крови может быть вызвано травмой или любой другой причиной) и ацидоза (повышение кислотности крови).
  • Физиологический раствор применяется для лечения риносинусита .
  • Физиологический раствор используется в качестве носителя для лекарств, которые должны вводиться путем распыления.
  • При офтальмологических заболеваниях

Немедицинское использование изотонических растворов

  • Спортивные напитки для обеспечения гидратации и добавления электролитов
  • Фосфатный буферный раствор также используется в качестве средства для поддержания клеточных культур во время экспериментов

Измерение тоничности

Тоничность раствора можно измерить двумя методами:

  • Гемолитическими методами
    Этот метод основан на принципе изменения внешнего вида (размера и формы) эритроцитов при их подвешивании в исследуемом растворе.Объем упакованных клеток (PCV) эритроцитов в исследуемом растворе сравнивается с контрольным раствором и классифицируется как изотонический (PCVtest = PCVref) / гипертонический (PCVtest PCVref).
  • Коллигативные методы
    В этом методе тоничность измеряется с использованием коллигативных свойств, таких как-
    o Молекулярная концентрация
    o Данные о точке замерзания
    o Эквивалентное значение хлорида натрия
    o Метод Уайта-Винсента

Изотоническое сокращение мышц

Определение изотонического сокращения: В физиологии, когда мышцы изменяют длину мышц, приводя к движению без изменения мышечного напряжения, тогда это движение мышцы известно как изотоническое сокращение мышц (изотоническое значение -‘iso ‘означает то же самое;’ тон ‘означает напряжение).С другой стороны, мышцы могут вызывать изменение мышечного напряжения без изменения размера мышцы или движения посредством изометрических мышечных сокращений (изометрическое значение — «iso» означает то же самое; «метрическая» означает длину). Эти сокращения обычно наблюдаются в мышцах, отвечающих за хват в руке и предплечье.

Изотоническое сокращение мышц можно подразделить на:

  • Концентрические сокращения
    Во время этого сокращения мышцы укорачиваются, создавая силу для преодоления сопротивления.Например: поднятие тяжестей по направлению к плечам включает концентрические сокращения мышц.
  • Эксцентрические сокращения
    Во время этого сокращения мышцы увеличиваются в длине, создавая силу для преодоления сопротивления. Эти сокращения могут быть как добровольными, так и недобровольными.

На уровне ткани изотоничность определяется как состояние, при котором мышца остается в относительно постоянном напряжении, в то время как ее длина изменяется. В частности, термин изотоническая мышца относится к мышечному сокращению, при котором мышца остается в относительно постоянном напряжении, в то время как ее длина изменяется.

Определение изотонического упражнения

Упражнения, которые включают в себя фазу подъема и фазу опускания, считаются изотоническими упражнениями, как сгибания рук на бицепс и отжимания . Сгибания рук на бицепс включают подъем и опускание руки, в то время как упражнения отжимания включают подъем тела и опускание его в положение планки. Здесь важно понимать, что изотонические мышцы будут иметь одинаковый мышечный тонус. Следовательно, изотонические упражнения не могут быть результатом изотонических мышц.Например, при сгибании бицепса человек может уделять больше внимания правому или левому бицепсу, что приводит к неизотоническим мышцам. Напротив, в отжиманиях обе стороны тела работают одинаково, и, следовательно, они являются результатом изотонических мышц.

Источник: Мария Виктория Гонзага, BiologyOnline.com.

Ссылки

  • Матиас Р. Т. и Ван Х. (2005). Местный осмос и изотонический транспорт. Журнал мембранной биологии, 208 (1), 39–53.https://doi.org/10.1007/s00232-005-0817-9.
  • Фишман Р. А. (1953). Влияние изотонических растворов для внутривенного введения на нормальное и повышенное внутричерепное давление. AMA Arch NeurPsych. 70 (3): 350–360. DOI: 10.1001 / archneurpsyc.1953.02320330075007
  • Барановски, П., Каролевич, Б., Гайда, М., и Плута, Дж. (2014). Лекарственные формы офтальмологических препаратов: характеристика и методы исследования. The Scientific World Journal, 2014, 861904. https://doi.org/10.1155/2014/861904.
  • Шелдон Ф.Г. (1978). Изосмотический и изотонический — это не одно и то же. Американский учитель биологии 40 (5): 321–323. DOI: https://doi.org/10.2307/4446258.
  • Даймонд Дж. М. (1964). МЕХАНИЗМ ИЗОТОННОГО ВОДНОГО ТРАНСПОРТА. Журнал общей физиологии, 48 (1), 15–42. https://doi.org/10.1085/jgp.48.1.15
  • Алвес, Дж. Т., Тростер, Э. Дж., и Оливейра, К. А. (2011). Изотонический физиологический раствор в качестве поддерживающей внутривенной инфузионной терапии для профилактики приобретенной гипонатриемии у госпитализированных детей. Журнал педиатрии, 87 (6), 478–486.https://doi.org/10.2223/JPED.2133.
  • Матур А., Дюк Т., Кукурузович Р. и Саут М. (2004). Гипотонические и изотонические солевые растворы для внутривенного введения жидкости при острых инфекциях. Кокрановская база данных систематических обзоров, 2003 г. (2), CD004169. https://doi.org/10.1002/14651858.CD004169.pub2.

© BiologyOnline.com. Контент предоставлен и модерируется редакторами BiologyOnline.

Следующий

Изотонический — Определение и примеры

Изотонический Определение

Изотонический — это термин, используемый для описания растворов и химии, а иногда и мышц в биологии человека.

В химии раствор считается изотоническим, если он имеет ту же концентрацию растворенных веществ, что и другой раствор через полупроницаемую мембрану.

Реже в анатомии человека используется изотоник. Однако он описывает мышцы, которые имеют тот же тонус, что и «нормальные» сравнения, или уровни жидкости внутри органа, которые совпадают с уровнями жидкости за пределами внешней стенки или внешней мембраны этого органа.

Примеры изотонических веществ

Доказательства алкоголя

Ни для кого не секрет, что выстрел (ок.1 унция) пива влияет на нас физически меньше, чем рюмка виски. Это потому, что виски содержит больше алкоголя по объему или более высокую крепость, чем пиво. С научной точки зрения, виски имеет большую концентрацию этанола, молекулы, ответственной за действие алкоголя, чем пиво. Проще говоря, виски гипертоничен для пива, а пиво — наоборот, гипотонично для виски.

Разница в стойкости между разными видами алкогольных напитков не всегда столь велика.Например, есть несколько слабоалкогольных сортов вина, которые имеют такую ​​же крепость, как пиво. Если слабоалкогольное вино имеет ту же крепость, что и пиво, оно изотонично пиву или имеет ту же концентрацию этанола, что и пиво.

Снятие обезвоживания

Физиологический раствор состоит из воды, смешанной с хлоридом натрия (NaCl). Солевые растворы часто назначают больным пациентам, страдающим тяжелым обезвоживанием или которые не могут потреблять достаточное количество жидкости при традиционном потреблении.

Изотонический физиологический раствор чаще всего назначают пациентам, испытывающим сильное обезвоживание. В отличие от гипертонических и гипотонических солевых растворов, изотонические солевые растворы имеют ту же концентрацию NaCl, что и клеточные жидкости в организме человека.

Поскольку они имеют ту же концентрацию NaCl, что и изотонический физиологический раствор, клетки не сокращаются из-за потери большего количества воды, а также они не рискуют отека или набухания из-за избытка воды. Поддерживая постоянный размер клеток, изотонические солевые растворы снижают риск потенциально смертельных проблем со здоровьем, таких как сердечная недостаточность, связанных с чрезмерной регидратацией.

Изотонические упражнения

Когда физическая активность считается изотонической, она включает в себя фазу подъема и фазу опускания. С другой стороны, изотонические мышцы имеют такой же мышечный тонус.

Сгибания рук на бицепс — изотонические упражнения, потому что они включают подъем и опускание руки для наращивания мышц. Однако они могут не влиять на изотонические мышцы, потому что человек, выполняющий упражнение, может уделять больше внимания правому или левому бицепсу.

Отжимания, с другой стороны, изотонические упражнения, которые способствуют изотоническим мышцам.Отжимания изотоничны, потому что они включают подъем и опускание тела в положении планки. Они создают изотонические мышцы, потому что при правильном выполнении работают одинаково с обеими сторонами тела.

Чтобы уточнить, отжимания не изотоничны в том смысле, что они имеют ту же концентрацию или тонус, что и другое упражнение. Однако они производят изотонические мышцы, имеющие такой же тонус.

  • Hypertonic — раствор, имеющий более высокую концентрацию растворенного вещества, чем раствор через полупроницаемую мембрану, или мышца, имеющая более высокий тонус, чем другая, например мышца.
  • Hypotonic — Раствор, имеющий более низкую концентрацию растворенного вещества, чем раствор через полупроницаемую мембрану, или мышца, имеющая меньший тонус, чем другая, например мышца.

Quiz

1. Разнообразие пива — 5 доказательств, а вино — 5 крепостей. Эти алкогольные напитки считаются изотоническими, потому что _________.
A. Пиво имеет более высокую концентрацию этанола, чем вино.
B. В вине концентрация этанола выше, чем в пиве.
C. Они не изотоничны.
D. Пиво и вино имеют одинаковую концентрацию алкоголя.

Ответ на вопрос № 1

D правильный. Алкогольные напитки считаются изотоническими, если они имеют одинаковую крепость или концентрацию алкоголя по объему.

2. Изотонические солевые растворы предпочтительнее гипертонических или гипотонических солевых растворов при лечении обезвоживания, потому что _________.
А. Изотонические солевые растворы не вызывают сокращения клеток от дальнейшего обезвоживания и не вызывают их набухание от чрезмерной гидратации.
B. Изотонические солевые растворы заставляют клетки сокращаться, что затрудняет их чрезмерную гидратацию.
C. Изотонические физиологические растворы вызывают набухание клеток, что затрудняет их повторное обезвоживание.
D. Изотонические солевые растворы не предпочтительнее любых других солевых растворов.

Ответ на вопрос № 2

правильный.Изотонические солевые растворы предотвращают сокращение клеток или их обезвоживание. Они также предохраняют клетки от набухания, которое, если оно слишком сильное, может способствовать сердечной недостаточности.

3. Изотонические растворы имеют _________ концентрацию растворенного вещества, чем гипертонические растворы.
A. Аналогичный
B. Высший
C. Нижний
D. Более разнообразный

Ответ на вопрос № 3

C правильный. Изотонические растворы имеют более низкую концентрацию растворенного вещества, чем гипертонические растворы.Гипертонические растворы имеют более высокую концентрацию растворенного вещества, чем аналогичный раствор, в то время как изотонические растворы имеют такую ​​же концентрацию растворенного вещества, как аналогичный раствор.

Изотонический, гипотонический и гипертонический раствор для внутривенного введения

Изотонические, гипотонические и гипертонические растворы широко используются в медицинских учреждениях, и, будучи медсестрой, вы должны знать, как каждое из растворов действует на организм и почему они назначаются.

В школе медсестер и на экзамене NCLEX вам необходимо будет знать, какой тип жидкости для внутривенного введения считается изотоническим, гипотоническим или гипертоническим.В этой статье я дам вам простой обзор каждого решения и того, как они работают на клеточном уровне.

Кроме того, у меня есть изотонический, гипотонический и гипертонический тест, который вы можете пройти, чтобы проверить свои знания по этому содержанию.

Видеоурок по изотоническим, гипотоническим и гипертоническим растворам

Не забудьте подписаться на мой канал на YouTube, чтобы получать больше учебных пособий.

Изотонические, гипотонические и гипертонические жидкости для студентов-медсестер

Во-первых, давайте познакомимся с клеткой и тем, как тоничность работает через осмос.

Клетка делится на две части: ( внутриклеточная и внеклеточная). Каждая часть состоит из раствора, и, в зависимости от тоничности жидкости, вы можете перемещать жидкости снаружи клетки внутрь посредством осмоса .

Клетка любит находиться в изотоническом состоянии, и когда что-то делает ее неравномерной (например, при гипотонических или гипертонических состояниях), она будет использовать осмос, чтобы попытаться выровнять ее.

Осмос

позволяет молекулам растворителя проходить через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией в раствор с более высокой концентрацией .Здесь важно помнить, что все будет двигаться от концентрации LOW к концентрации HIGH .

Помните, когда мы говорим об изотонике и гипо / гипертонике, мы говорим о том, как она выглядит вне клетки по сравнению с внутренней.

Простой обзор изотонических, гипотонических и гипертонических растворов

Изотонический

Iso : то же / равно

Тоник : концентрация раствора

Клетка имеет одинаковую концентрацию внутри и снаружи, при этом в нормальных условиях внутриклеточные и внеклеточные клетки являются изотоническими.

Важно знать, какие жидкости изотоничны и когда их дают.

Изотонические жидкости

  • 0,9% физиологический раствор
  • 5% раствор декстрозы в воде (D5W) ** также используется в качестве гипотонического раствора после введения, потому что организм абсорбирует декстрозу, НО он считается изотоническим)
  • 5% декстроза в 0,225% физиологическом растворе (D5W1 / 4NS)
  • Лактат Рингера

Изотонические растворы используются: для увеличения объема ВНЕКЛЕТОЧНОЙ жидкости из-за кровопотери, хирургического вмешательства, обезвоживания, потери жидкости, которая была потеряна внеклеточно .

Гипотонический

Hypo : «под / под»

Тоник : концентрация раствора

Клетка имеет низкое количество растворенного вещества вне клетки, и она хочет перемещаться внутри клетки, чтобы вернуть все в норму посредством осмоса. Это вызовет НАБУШЕНИЕ КЛЕТОК , которое может вызвать взрыв или лизис клетки.

Гипотонические растворы

  • 0,45% физиологический раствор (1/2 NS)
  • 0,225% физиологический раствор (1/4 NS)
  • 0.33% физиологический раствор (1/3 нс)

Гипотонические растворы используются, когда клетка обезвожена и жидкости необходимо вернуть внутрь клетки. Это происходит, когда у пациентов развивается диабетический кетоацидоз (ДКА) или гиперосмолярная гипергликемия.

Важно : Остерегайтесь истощения циркулирующей жидкости жидкости, поскольку вы пытаетесь протолкнуть внеклеточную жидкость в клетку, чтобы восстановить ее. Никогда не давайте гипотонические растворы пациентам, которые подвержены риску повышенного черепного давления (может вызвать переход жидкости в ткани мозга), обширных ожогов , травм (уже гиповолемия) и т. Д.потому что вы можете исчерпать их жидкий объем.

Гипертонический

Hyper : чрезмерно

Тоник : концентрация раствора

Клетка содержит чрезмерное количество растворенного вещества во внеклеточной среде, и осмос вызывает выброс воды из клетки внутриклеточно во внеклеточную область, что приводит к сокращению КЛЕТКИ .

Гипертонические решения

  • 3% физиологический раствор
  • 5% физиологический раствор
  • 10% декстроза в воде (D10W)
  • 5% декстрозы в 0.9% физиологический раствор
  • 5% декстроза в 0,45% физиологическом растворе
  • 5% декстроза в лактатных растворах Рингера

При использовании гипертонических растворов (очень осторожно…. Скорее всего, будет назначаться в отделении интенсивной терапии из-за быстро возникающих побочных эффектов отека легких / перегрузки жидкостью). Кроме того, предпочтительно вводить гипертонические растворы через центральную линию из-за того, что гипертонический раствор оказывает везикантное действие на вены и риск инфильтрации.

Пройдите тест на изотонический, гипотонический и гипертонический раствор

5.2F: Тоничность — Biology LibreTexts

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

  • Определите тоничность и опишите, насколько она важна для осмоса

Тоничность описывает, как внеклеточный раствор может изменять объем клетки, влияя на осмос. Тоничность раствора часто напрямую зависит от его осмолярности. Осмолярность описывает общую концентрацию растворенного вещества в растворе. Раствор с низкой осмолярностью имеет большее количество молекул воды по сравнению с количеством растворенных частиц; раствор с высокой осмолярностью имеет меньше молекул воды по сравнению с частицами растворенного вещества.В ситуации, когда растворы двух различных осмолярностей разделены мембраной, проницаемой для воды, но не для растворенного вещества, вода будет перемещаться со стороны мембраны с более низкой осмолярностью (и большим количеством воды) в сторону с более высокой осмолярностью (и меньше воды). Этот эффект имеет смысл, если вы помните, что растворенное вещество не может перемещаться через мембрану, и, следовательно, единственный компонент в системе, который может двигаться — вода — движется по собственному градиенту концентрации. Важное различие, касающееся живых систем, заключается в том, что осмолярность измеряет количество частиц (которые могут быть молекулами) в растворе.Следовательно, раствор, мутный от клеток, может иметь более низкую осмолярность, чем раствор, который является прозрачным, если второй раствор содержит больше растворенных молекул, чем клеток.

Гипотонические растворы

Три термина — гипотонический, изотонический и гипертонический — используются для связи осмолярности клетки с осмолярностью внеклеточной жидкости, содержащей клетки. В гипотонической ситуации внеклеточная жидкость имеет более низкую осмолярность, чем жидкость внутри клетки, и вода поступает в клетку.(В живых системах точкой отсчета всегда является цитоплазма, поэтому приставка гипо- означает, что внеклеточная жидкость имеет более низкую концентрацию растворенных веществ или более низкую осмолярность, чем цитоплазма клетки.) Это также означает, что внеклеточная жидкость имеет более низкую концентрацию. более высокая концентрация воды в растворе, чем в ячейке. В этой ситуации вода будет следовать градиенту своей концентрации и попадет в ячейку, заставляя ячейку расширяться.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Изменения формы клеток из-за растворенных веществ : Осмотическое давление изменяет форму эритроцитов в гипертонических, изотонических и гипотонических растворах.

Гипертонические решения

Что касается гипертонического раствора, приставка гипер- относится к внеклеточной жидкости, имеющей более высокую осмолярность, чем цитоплазма клетки; следовательно, жидкость содержит меньше воды, чем ячейка. Поскольку в ячейке относительно более высокая концентрация воды, вода покидает ячейку, и ячейка сжимается.

Изотонические растворы

В изотоническом растворе внеклеточная жидкость имеет ту же осмолярность, что и клетка. Если осмолярность клетки совпадает с осмолярностью внеклеточной жидкости, чистого движения воды в клетку или из нее не будет, хотя вода все равно будет входить и выходить.

Клетки крови и клетки растений в гипертонических, изотонических и гипотонических растворах приобретают характерный вид. Клетки в изотоническом растворе сохраняют свою форму. Клетки в гипотоническом растворе набухают при попадании воды в клетку и могут лопнуть, если градиент концентрации между внутренней и внешней частью клетки достаточно велик. Клетки в гипертоническом растворе сжимаются по мере выхода воды из клетки, становясь сморщенными.

Ключевые моменты

  • Осмолярность описывает общую концентрацию растворенного вещества в растворе; растворы с низкой концентрацией растворенных веществ имеют низкую осмолярность, тогда как растворы с высокой осмолярностью имеют высокую концентрацию растворенных веществ.
  • Вода движется со стороны мембраны с более низкой осмолярностью (и большим количеством воды) в сторону с более высокой осмолярностью (и меньшим количеством воды).
  • В гипотоническом растворе внеклеточная жидкость имеет более низкую осмолярность, чем жидкость внутри клетки; вода попадает в клетку.
  • В гипертоническом растворе внеклеточная жидкость имеет более высокую осмолярность, чем жидкость внутри клетки; вода покидает клетку.
  • В изотоническом растворе внеклеточная жидкость имеет ту же осмолярность, что и клетка; чистого движения воды в ячейку и из нее не будет.

Ключевые термины

  • осмолярность : Осмотическая концентрация раствора, обычно выражаемая в осмолях растворенного вещества на литр раствора.
  • гипотонический : имеющий более низкое осмотическое давление, чем другое; клетка в этой среде заставляет воду попадать в клетку, вызывая ее набухание.
  • гипертонический : имеющий большее осмотическое давление, чем другой
  • изотонический : имеющий такое же осмотическое давление

8.4. Осмос и диффузия — Chemistry LibreTexts

Результаты обучения

  • Определите осмос и диффузию.
  • Различают гипотонические, гипертонические и изотонические растворы.
  • Опишите полупроницаемую мембрану.
  • Предсказать поведение клеток крови в различных типах растворов.
  • Опишите поток молекул растворителя через мембрану.
  • Определите полярные и неполярные области клеточной мембраны.
  • Объясните компоненты, присутствующие в фосфолипиде.

Клетки рыб, как и все клетки, имеют полупроницаемые мембраны. В конце концов, концентрация «всякой всячины» по обе стороны от них выровняется. Рыба, которая живет в соленой воде, будет иметь внутри несколько соленую воду. Поместите его в пресную воду, и пресная вода через осмос попадет в рыбу, заставив ее клетки набухнуть, и рыба погибнет. Что будет с пресноводной рыбой в океане?

Осмос

Представьте, что у вас есть чашка с \ (100 \: \ text {mL} \) водой, и вы добавляете в нее \ (15 \: \ text {g} \) столового сахара.Сахар растворяется, и смесь, которая сейчас находится в чашке, состоит из растворенного вещества (сахар), растворенного в растворителе (вода). Смесь растворенного вещества в растворителе называется раствором .

Представьте, что у вас есть вторая чашка с \ (100 \: \ text {mL} \) водой, и вы добавляете в воду \ (45 \: \ text {g} \) столового сахара. Как и в первой чашке, сахар является растворенным веществом, а вода — растворителем. Но теперь у вас есть две смеси с разными концентрациями растворенных веществ.При сравнении двух растворов с неодинаковой концентрацией растворенного вещества раствор с более высокой концентрацией растворенного вещества составляет гипертонический , а раствор с более низкой концентрацией растворенного вещества — гипотонический . Растворы с одинаковой концентрацией растворенных веществ изотонические . Первый сахарный раствор является гипотоническим по отношению ко второму раствору. Второй раствор сахара гипертоничен первому.

Теперь вы добавляете два раствора в химический стакан, разделенный полупроницаемой мембраной с порами, которые слишком малы для прохождения молекул сахара, но достаточно велики для прохождения молекул воды.Гипертонический раствор находится с одной стороны мембраны, а гипотонический раствор — с другой. Гипертонический раствор имеет более низкую концентрацию воды, чем гипотонический раствор, поэтому теперь существует градиент концентрации воды через мембрану. Молекулы воды будут перемещаться со стороны более высокой концентрации воды в сторону более низкой концентрации , пока оба раствора не станут изотоническими. В этот момент равновесие достигнуто.

Эритроциты ведут себя точно так же (см. Рисунок ниже).Когда эритроциты находятся в гипертоническом растворе (с более высокой концентрацией), вода вытекает из клетки быстрее, чем поступает внутрь. Это приводит к зазубринам (сморщивание) клетки крови. С другой стороны, гипотонический эритроцит (более низкая концентрация вне клетки) приведет к тому, что в клетку будет поступать больше воды, чем наружу. Это приводит к набуханию клетки и потенциальному гемолизу (разрыву) клетки. В изотоническом растворе поток воды в ячейку и выход из нее происходит с одинаковой скоростью.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): эритроциты в гипертонических, изотонических и гипотонических растворах.

Осмос — это диффузия молекул воды через полупроницаемую мембрану из области раствора с более низкой концентрацией (то есть с более высокой концентрацией воды) в область раствора с более высокой концентрацией (то есть с более низкой концентрацией воды). Вода проникает в клетки и выходит из них путем осмоса.

  • Если клетка находится в гипертоническом растворе, раствор имеет более низкую концентрацию воды, чем цитозоль клетки, и вода выходит из клетки, пока оба раствора не станут изотоническими.
  • Клетки, помещенные в гипотонический раствор, будут поглощать воду через свои мембраны, пока и внешний раствор, и цитозоль не станут изотоническими.

Эритроцит набухает и подвергается гемолизу (взрыву) при помещении в гипотонический раствор. При помещении в гипертонический раствор эритроцит теряет воду и претерпевает зазубрины (сморщивание). Клетки животных, как правило, лучше всего работают в изотонической среде, где поток воды в клетку и из клетки происходит с одинаковой скоростью.

Распространение

Пассивный транспорт — это способ перемещения небольших молекул или ионов через клеточную мембрану без передачи энергии клеткой. Три основных вида пассивного транспорта — это диффузия (или простая диффузия), осмос и облегченная диффузия. Простая диффузия и осмос не связаны с транспортными белками. Для облегчения диффузии требуется помощь белков.

Диффузия — это движение молекул из области с высокой концентрацией молекул в область с более низкой концентрацией.Для клеточного транспорта диффузия — это движение небольших молекул через клеточную мембрану. Разница в концентрациях молекул в двух областях называется градиентом концентрации . Кинетическая энергия молекул приводит к случайному движению, вызывающему диффузию. При простой диффузии этот процесс протекает без помощи транспортного белка. Это беспорядочное движение молекул, которое заставляет их перемещаться из области с высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией.

Распространение будет продолжаться до тех пор, пока градиент концентрации не будет устранен. Поскольку диффузия перемещает материалы из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией, она описывается как перемещение растворенных веществ «вниз по градиенту концентрации». Конечным результатом является равная концентрация или равновесных молекул по обе стороны мембраны. В состоянии равновесия движение молекул не прекращается. В состоянии равновесия материалы движутся одинаково в обоих направлениях.

Не все может попасть в ваши клетки.У ваших клеток есть плазматическая мембрана, которая помогает защитить ваши клетки от нежелательных вторжений.

Плазменная мембрана и цитозоль

Если внешняя среда клетки основана на воде, а внутренняя часть клетки также в основном состоит из воды, что-то должно гарантировать, что клетка останется неповрежденной в этой среде. Что произойдет, если клетка раствориться в воде, как сахар? Очевидно, клетка не могла выжить в такой среде. Таким образом, что-то должно защищать клетку и позволять ей выжить в водной среде.Все клетки окружены барьером, который отделяет их от окружающей среды и других клеток. Этот барьер называется плазматической мембраной , или клеточной мембраной.

Плазменная мембрана

Плазматическая мембрана (см. Рисунок ниже) состоит из двойного слоя специальных липидов, известных как фосфолипиды . Фосфолипид представляет собой молекулу липида с гидрофильной («водолюбивой») головкой и двумя гидрофобными («водоненавистническими») хвостами. Из-за гидрофильной и гидрофобной природы фосфолипида молекула должна располагаться в определенном порядке, поскольку только определенные части молекулы могут физически контактировать с водой.Помните, что вне клетки есть вода, и цитоплазма внутри клетки также в основном состоит из воды. Таким образом, фосфолипиды расположены в виде двойного слоя (двухслойного), чтобы клетка была отделена от окружающей среды. Липиды не смешиваются с водой (напомним, что масло — это липид), поэтому фосфолипидный бислой клеточной мембраны действует как барьер, удерживая воду вне клетки и удерживая цитоплазму внутри клетки. Клеточная мембрана позволяет клетке оставаться структурно нетронутой в водной среде.

Функция плазматической мембраны — контролировать то, что входит и выходит из клетки. Некоторые молекулы могут проходить через клеточную мембрану, входить в клетку и покидать ее, а некоторые нет. Следовательно, клетка не полностью проницаема. «Проницаемый» означает, что все может преодолеть барьер. Открытая дверь полностью проницаема для всего, что хочет войти или выйти через дверь. Плазматическая мембрана , полупроницаемая , что означает, что некоторые вещи могут проникать в клетку, а некоторые нет.

Молекулы, которые не могут легко проходить через бислой, включают ионы и небольшие гидрофильные молекулы, такие как глюкоза, и макромолекулы, включая белки и РНК. Примеры молекул, которые могут легко диффундировать через плазматическую мембрану, включают углекислый газ и газообразный кислород. Эти молекулы свободно диффундируют в клетку и из клетки в соответствии с их градиентом концентрации. Хотя вода является полярной молекулой, она также может диффундировать через плазматическую мембрану.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Плазменные мембраны в основном состоят из фосфолипидов (оранжевый).Показаны гидрофильная («водолюбивая») голова и два гидрофобных («водоненавистнических») хвоста. Фосфолипиды образуют бислой (два слоя). Середина бислоя — это область без воды. По обе стороны от бислоя может быть вода. По всей мембране много белков.

Цитозоль

Внутри всех клеток также содержится желеобразное вещество, называемое цитозоль . Цитозоль состоит из воды и других молекул, в том числе ферментов , которые являются белками, ускоряющими химические реакции клетки.Все в клетке находится в цитозоле, как фрукты в желе. Термин «цитоплазма» относится к цитозолю и всем органеллам, специализированным компартментам клетки. Цитоплазма не включает ядра. Поскольку прокариотическая клетка не имеет ядра, ДНК находится в цитоплазме.

Авторы и авторство

  • Фонд CK-12 Шэрон Бьюик, Ричард Парсонс, Тереза ​​Форсайт, Шонна Робинсон и Жан Дюпон.

  • Эллисон Соулт, Ph.D. (факультет химии, Университет Кентукки)

Isotonic Solution — обзор

Результаты и обсуждение

В присутствии валиномицина свежевыделенные митохондрии бурого жира быстро набухают в изотонических растворах KCl, поскольку валиномицин индуцирует проницаемость K + , а митохондрии обладают высокой внутренней проницаемостью для Cl ((Nicholls et al., 1974) и рис. 1 (а)). Эту проницаемость для Cl можно эффективно ингибировать теми же пуриновыми нуклеотидами, которые приводят к индукции сохранения энергии, закрывая предложенный канал H + (или OH ) ((Nicholls et al., 1974) и рис.1 (б)). Ранее мы продемонстрировали (Cannon et al., 1977) (и рис. 1 (c)), что низкие количества пальмитоил-КоА могут повторно вызвать набухание в митохондриях, ингибированных нуклеотидами. Этот эффект пальмитоил-КоА конкурирует с GDP (рис. 1 (d)), т.е. специфичен для ионов Cl .

РИС. 1. Скорость набухания митохондрий бурого жира в среде KCl. (a-d) в присутствии 0,5 мкМ валиномицина. ВВП = 0,1 млн ВВП; PmCoA = 3 мкМ пальмитоил-КоА; высокий ВВП = 5 млн ВВП. Средний см. Методы.

Пальмитоил-КоА — сильнодействующее моющее средство; таким образом, мы были заинтересованы в демонстрации того, что те эффекты, которые могут иметь физиологическое значение, действительно являются специфическими, то есть (1) не подобными детергентам и (2) конкурирующими с нуклеотидами. Для этой цели мы провели эксперименты, которые показаны на рис. 1 (ad), также в отсутствие валиномицина (рис. 1. (например)), т.е. где проницаемость K + может быть ограничивающей скорость. . На рис. 1 (e) это явно так, поскольку скорость набухания ниже, чем на (b).Добавление пальмитоил-КоА вызывало некоторое увеличение набухания (рис. 1 (f)), т.е. происходило увеличение проницаемости как для K + , так и для Cl , вероятно, из-за сходных с детергентами эффектов пальмитоил-КоА. Однако, что очень важно, и в явном контрасте с рис. 1 (d), эта повышенная проницаемость не могла конкурировать с ВВП (рис. 1 (g)). Скорость набухания на рис. 1 (е) и (ж) была примерно такой же, как на рис. 1 (г), что подтверждает неспецифический характер набухания.

Таким образом, хотя пальмитоил-КоА может, как ожидалось, особенно при более высоких концентрациях, иметь неспецифические эффекты, подобные детергентам, эффекты, которые мы продемонстрировали в отношении проницаемости для Cl , являются специфическими и конкурентными, и, как следствие, носят характер ожидается для физиологического разобщителя i.е. физиологический антагонист связывания нуклеотидов.

Помимо нашей более ранней демонстрации того, что пальмитоил-КоА действительно конкурирует со связыванием GDP (Cannon et al., 1977), и демонстрации того, что пальмитоил-КоА может специфически повторно вводить проницаемость для Cl ((Cannon et al., 1977) и рис. 1), теперь мы также смогли напрямую продемонстрировать специфические разобщающие эффекты пальмитоил-КоА на дыхание в митохондриях бурого жира (рис. 2).

Рис. 2. Специфическое, частичное разобщение митохондрий бурого жира пальмитоил-КоА.

а.

AcCn = 5 мМ ацетил-L-карнитин FCCP = 0,2 мкМ карбонилцианид п-трифторметоксифенилгидразон

b.

PmCoA = 5 мкМ пальмитоил-КоА

c.

высокий ВВП = 2 мМ ВВП

Свежевыделенные митохондрии бурого жира не проявляют энергосбережения. Их можно привести в состояние сохранения энергии путем добавления пуринового нуклеотида (обычно GDP) и бычьего сывороточного альбумина, или, как здесь, позволяя митохондриям окислять определенные эндогенные жирные кислоты при добавлении карнитина, CoA и ATP (Hittelman et al. al., 1969). Добавленный АТФ выполняет двойную функцию: как обеспечивать энергию для активации жирных кислот, так и служить пуриновым нуклеотидом для закрытия протонного канала (Cannon et al., 1973). После того, как приступ дыхания, вызванный карнитином, КоА и АТФ, утих (рис. 2а), митохондрии соединились; например. добавление субстрата ацетил-карнитина не увеличивало частоту дыхания; добавление искусственного разобщителя (FCCP) немедленно привело к усиленному окислению (рис. 2а). Однако, когда был проведен аналогичный эксперимент, но вместо ацетилкарнитина было добавлено небольшое количество пальмитоил-КоА, скорость дыхания сразу увеличилась, и эта высокая скорость была лишь частично чувствительной к FCCP (рис.2б). Это демонстрирует, что пальмитоил-КоА частично разъединяет собственное дыхание. То, что это частичное разобщение имеет специфическую природу, показано на рис. 2c: как видно, дыхание, вызванное пальмитоил-КоА, полностью подавлялось добавлением GDP, и это ингибирование не носило неспецифического характера, поскольку оно могло полностью высвобождаться под действием FCCP.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *