Βασική διαφορά – Ισοτονική έναντι Υπερτονικής
Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε την έννοια του Tonicity πριν αναλύσουμε τη διαφορά μεταξύ ισοτονικού και υπερτονικού. Επομένως, ας περιγράψουμε πρώτα εν συντομία την έννοια της τονικότητας και τη σημασία της. Η τονικότητα είναι η διακύμανση στη συγκέντρωση του νερού δύο διαλυμάτων που διαιρούνται με μια ημιπερατή μεμβράνη. Μπορεί επίσης να εξηγηθεί ως η σχετική συγκέντρωση νερού των διαλυμάτων που καθορίζουν την κατεύθυνση και την ποσότητα διάχυσης του νερού μέχρι να επιτύχει ίσες συγκεντρώσεις και στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Προσδιορίζοντας την τονικότητα των διαλυμάτων, μπορούμε να προσδιορίσουμε προς ποια κατεύθυνση θα διαχυθεί το νερό. Αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται συνήθως όταν απεικονίζει την απόκριση των κυττάρων που βυθίζονται σε ένα εξωτερικό διάλυμα. Υπάρχουν τρεις ταξινομήσεις τονικότητας που μπορεί να έχει ένα διάλυμα σε σχέση με ένα άλλο. Είναι υπερτονική, υποτονική και ισοτονική. Η βασική διαφορά μεταξύ Ισοτονικού και Υπερτονικού είναι ότι το υπερτονικό διάλυμα περιέχει περισσότερο διαλύτη από διαλυμένη ουσία, ενώ η διαλυμένη ουσία και ο διαλύτης κατανέμονται εξίσου στο ισοτονικό διάλυμα. Ωστόσο, η απομνημόνευση του ορισμού των υπερτονικών και ισοτονικών διαλυμάτων δεν είναι απαραίτητη εάν μπορούμε να κατανοήσουμε τη διαφορά μεταξύ ισοτονικών και υπερτονικών διαλυμάτων.
Τι είναι το Υπερτονικό;
Hyper είναι μια άλλη λέξη για το παραπάνω ή το υπερβολικό. Τα υπερτονικά διαλύματα θα έχουν υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας (γλυκόζη ή αλάτι) από το κύτταρο. Διαλυμένες ουσίες είναι τα στοιχεία που διαλύονται σε έναν διαλύτη, σχηματίζοντας έτσι ένα διάλυμα. Σε ένα υπερτονικό διάλυμα, η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών είναι μεγαλύτερη έξω από το κύτταρο παρά μέσα σε αυτό. Όταν ένα κύτταρο βυθιστεί σε ένα υπερτονικό διάλυμα, θα υπάρξει μια οσμωτική μετατόπιση και τα μόρια νερού θα ρέουν έξω από το κύτταρο προκειμένου να εξισορροπηθεί η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών και θα υπάρξει συρρίκνωση στο μέγεθος του κυττάρου.
Τι είναι Ισοτονικό;
Iso είναι μια άλλη λέξη για ίσο και τονωτικό είναι για την τονικότητα του διαλύματος. Τα ισοτονικά διαλύματα θα έχουν παρόμοια συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας από το διάλυμα με το οποίο συγκρίνονται. Σε ένα ισοτονικό διάλυμα, η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών είναι η ίδια τόσο μέσα όσο και έξω από το κύτταρο δημιουργώντας μια ισορροπία μέσα στο περιβάλλον της κυτταρικής οργάνωσης. Όταν ένα κύτταρο βυθίζεται σε ένα ισοτονικό διάλυμα, δεν θα υπάρξει οσμωτική μετατόπιση και τα μόρια του νερού διαχέονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης και προς τις δύο κατευθύνσεις για να εξισορροπηθεί η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών. Αυτή η διαδικασία δεν θα δημιουργήσει οίδημα ή συρρίκνωση του κυττάρου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Ισοτονικού και Υπερτονικού;
Οι διαφορές μεταξύ υπερτονικού και ισοτονικού μπορούν να ταξινομηθούν στις ακόλουθες κατηγορίες.
Ορισμός του ισοτονικού και του υπερτονικού
Υπερτονικό: το "υπερτονικό" είναι γνωστό ως παραπάνω ή το υπερβολικό + "τονωτικό" είναι γνωστό ως κάτι που ακολουθεί τη γραμμή λύσης. Έτσι, η υπερτονική υποδηλώνει αυξημένη τονικότητα του διαλύματος.
Ισοτονικό: το "ισοτονικό" είναι γνωστό ως ίδιο + το "τονωτικό" είναι γνωστό ως κάτι που ακολουθεί τη γραμμή ενός διαλύματος. Έτσι, η ισοτονική υποδηλώνει παρόμοια τονικότητα του διαλύματος.
Χαρακτηριστικά Ισοτονικού και Υπερτονικού
Συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας και διαλύματος
Υπερτονικό: Το διάλυμα περιέχει περισσότερο διαλύτη από διαλυμένη ουσία.
Ισοτονικό: Η διαλυμένη ουσία και ο διαλύτης στο διάλυμα κατανέμονται με ίσο τρόπο.
Παραδείγματα
Υπερτονικό: Καθαρισμένο νερό, επειδή δεν διαλύεται καθόλου/λιγότερη διαλυμένη ουσία στο καθαρισμένο νερό και η συγκέντρωσή του είναι πολύ χαμηλή σε σύγκριση με το κυτταρικό περιβάλλον.
Ισοτονικό: Το αλατούχο διάλυμα είναι ένα ισοτονικό για το πλάσμα του ανθρώπινου αίματος
Απόκριση κυττάρων σε υπερτονικό και ισοτονικό διάλυμα (Βλ. εικόνα 1)
Υπερτονικό: Όταν ένα βιολογικό κύτταρο βρίσκεται σε υπερτονικό περιβάλλον, το νερό ρέει κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης έξω από το κύτταρο, προκειμένου να εξισορροπηθεί η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών τόσο στο κύτταρο όσο και στο περιβάλλον γύρω από το κύτταρο. Ως αποτέλεσμα, το κύτταρο θα συρρικνωθεί καθώς το νερό φεύγει από το κύτταρο για να μειώσει την υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας στο εξωτερικό περιβάλλον.
Ισοτονικό: Όταν ένα κύτταρο βρίσκεται σε ισοτονικό διάλυμα, δεν θα δημιουργήσει διόγκωση ή συρρίκνωση του κυττάρου.
Κλίση συγκέντρωσης νερού
Υπερτονικό: Η κλίση συγκέντρωσης νερού μπορεί να παρατηρηθεί από το εσωτερικό του κυττάρου έως το υπερτονικό διάλυμα
Ισοτονικό: Κλίση συγκέντρωσης νερού δεν υπάρχει
Κλίση συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας
Υπερτονικό: Η κλίση συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας φαίνεται από το υπερτονικό διάλυμα προς το εσωτερικό του κυττάρου
Ισοτονικό: Κλίση συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας δεν υπάρχει.
Οσμωτική μετατόπιση
Υπερτονικό: υπάρχει οσμωτική μετατόπιση.
Ισοτονικό: η οσμωτική μετατόπιση δεν υπάρχει
Κίνηση νερού
Υπερτονικό: Τα μόρια του νερού κινούνται ή διαχέονται γρήγορα από το εσωτερικό του κυττάρου προς τις εξωτερικές κατευθύνσεις του διαλύματος, και έτσι το κύτταρο θα χάσει νερό.
Ισοτονικό: Τα μόρια του νερού κινούνται ή διαχέονται και προς τις δύο κατευθύνσεις και ο ρυθμός διάχυσης του νερού είναι παρόμοιος προς κάθε κατεύθυνση. Έτσι το κύτταρο είτε θα αποκτήσει είτε θα χάσει νερό.
Αθλητικά ποτά
Isotonic: Ένα ισοτονικό ποτό περιλαμβάνει παρόμοιες συγκεντρώσεις αλατιού, ζάχαρης υδατανθράκων και ηλεκτρολυτών όπως στο ανθρώπινο σώμα. Το ισοτονικό αθλητικό ποτό συχνά προτιμάται ως από του στόματος διάλυμα επανυδάτωσης. Συνήθως έχει 4-8 g υδατάνθρακες ανά 100 ml.
Υπερτονικό: Το υπερτονικό ποτό περιλαμβάνει υψηλότερες συγκεντρώσεις αλατιού, ζάχαρης υδατανθράκων και ηλεκτρολυτών όπως στο ανθρώπινο σώμα. Συνήθως έχει περίπου 8 γραμμάρια υδατανθράκων ανά 100 ml. Ένα υπερτονικό διάλυμα χρησιμοποιείται επίσης στην ωσμοθεραπεία για τη διαχείριση της εγκεφαλικής αιμορραγίας. Τα υπερτονικά αθλητικά ποτά είναι ιδανικά για όσους χρειάζονται πολύ υψηλά επίπεδα ενέργειας.
Συμπερασματικά, υπάρχουν τρεις μορφές διαλυμάτων που βασίζονται στη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας και είναι ισοτονικές, υποτονικές και υπερτονικές. Η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών είναι η ίδια τόσο εντός όσο και εκτός του κυττάρου σε ένα ισοτονικό διάλυμα. Η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών είναι μεγαλύτερη μέσα στο κύτταρο από το εξωτερικό περιβάλλον σε ένα υποτονικό διάλυμα, ενώ το υπερτονικό διάλυμα είναι εκείνο όπου η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών είναι μεγαλύτερη στο εξωτερικό περιβάλλον από το εσωτερικό του κυττάρου.
