С физико-химической точки зрения два раствора неодинаковой концентрации имеют неодинаковую потенциальную энергию. При соприкосновении оба энергетических уровня стремятся к уравнению, что связано с переходом молекул воды из более разведенного в более концентрированный раствор. Все как у людей: с кем поведешься, от того и наберешься!
Мы говорили с вами про воду, в которой растворены соли, кислоты, основания, чьи молекулы электролитически расщепляются (диссоциируют) в водной среде в виде ионов. Но есть растворы, в которых, кроме ионов, находятся еще и белки (плазма крови, к примеру). Это коллоидные растворы, и здесь все по-другому. Опять перед нами сосуд с перегородкой, а в сосуде коллоидный раствор. Вода будет переходить в раствор более высокой концентрации не только до тех пор, пока концентрации частиц уравновесятся, но и когда коллоидные частицы раствора более высокой концентрации в достаточной мере набухнут, т. е. насытятся водой. Этот процесс обозначают как
А теперь совсем хитрое устройство: тот же сосуд с перегородкой, но перегородка эта пропускает не только воду, но и соли, а вот белки задерживает. В одной части сосуда находится солевой раствор, а в другой — коллоид. Так вот, частицы будут переходить через мембрану, т. е. диссоциировать, пока снова не наступит равновесие, а равновесие это на поверку совсем и не равновесие! Диссоциация закончится, и при этом частиц в электролите будет больше, чем в коллоиде, т. е. коллоид по сравнению с электролитом имеет более низкое осмотическое давление. И этот процесс называется
Настало время поговорить о составе различных жидкостей тела. Экстрацеллюлярная жидкость (вне клетки) содержит много натрия, хлора и бикарбонатов. Натрий представляет главную щелочную, а хлор — главную кислотную составляющую экстрацеллюлярной жидкости.
Как вы помните, экстрацеллюлярная жидкость — это плазма крови и интерстициальная жидкость, которая как бы разделяет сосуды и клетки. Так вот, плазма содержит, кроме натрия и хлора, много белков.
Жидкость внутри клетки (интрацеллюлярная) содержит много магния, калия, фосфатов и белков. Калий здесь главная щелочная составляющая, а фосфаты — главная кислотная часть.
А теперь представьте себе сосуд (капилляр), рядом с ним некое пространство (интерстиций), а к этому пространству уже непосредственно примыкает клетка. Мембрана капилляра — это хорошо известная нам хитрая мембрана, которая пропускает все что угодно, кроме белков (полупроницаемая диалитическая перегородка). Вывод напрашивается сам собой: в сосуде и в итерстиции видимо-невидимо натрия и хлора, по кристаллоидному составу они одинаковы. А вот белки сосудик придерживает у себя, и вы сейчас поймете, почему. В капилляре присутствует еще и кровяное давление, это в артериальной его части. И получается, что в артериальной части капилляра преобладают два давления — кровяное и онкотическое, а потому жидкость послушно идет из капилляра в интерсиций, а не наоборот. Наоборот мы сейчас изобразим в венозной части капилляра: кровяного давления здесь уже «кот наплакал», а концентрация белков выше, чем в интерстиции. Ну, отличники, куда и по какому закону пойдет жидкость? Правильно, из интерстиция в сосуд по онкотическому давлению. Вот это и есть обмен веществ. Но не весь. Нам все же интересна клетка, она фундамент всему дому. А клетка, как вы поняли, с сосудом напрямую не общается, не дружит. Обмен свой осуществляет через интерстиций, он у нас, как Фигаро, то там, то здесь.
Клеточная мембрана совсем суровая и простая, осмотическая: ни про какие белки и слыхом не слыхивала, пропускает только воду и низкомолекулярные соединения (глюкозу, например). Белкам, а в особенности натрию и калию, через поры клетки пройти нелегко. Ограниченное прохождение ионов через клеточную мембрану объясняет значительные различия ионного состава экстра— и интрацеллюлярной жидкости: в клетке — калий, магний, за клеткой — натрий, хлор.