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Ósmosis y presión hidrostática

Ósmosis y presión hidrostática


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Estoy confundido sobre el papel de la presión hidrostática en comparación con la presión osmótica.

P1: Si tengo un tubo en U con una membrana permeable solo a las moléculas de agua y volúmenes iguales de agua en cada lado, pero solo un lado (lado B) tiene NaCl, la presión osmótica haría que el agua se moviera del lado A al lado B ,correcto ?

P2. Pero entonces la presión hidrostática haría que el agua regresara al lado A. Entonces, ¿el agua se movería del lado A al lado B hasta que el efecto causado por la presión hidrostática = efecto causado por la presión osmótica?

Q3. La última afirmación no sería correcta. Si dijera que "el agua se mueve hasta que la presión hidrostática = presión osmótica", ¿lo sería?

y por último, mi amigo dijo que el agua se movería hasta que la presión hidrostática en ambos lados fuera igual Q4. Si el agua se mueve del lado A al lado B, entonces tenemos más moléculas de agua en el lado B, ¿cómo alcanzaría el lado A la presión hidrostática en el lado B? ¿Tengo un malentendido en el concepto de presión hidrostática? En este contexto, entiendo que es la presión que ejercen las moléculas de agua sobre la membrana selectivamente permeable.

Cuanto más busco presión hidrostática en Google, más pierdo porque todas las fuentes parecen explicar en términos de ecuaciones y física, y solo estoy tomando esto para un curso introductorio en fisiología.


La ósmosis se define como el flujo de moléculas de agua / disolvente a través de una membrana semipermeable desde una región de concentración de soluto baja a alta, hasta que se establece el equilibrio.

Para contrarrestar el flujo osmótico, se debe aplicar algo de presión a la solución para evitar que el solvente puro pase a través de la membrana semipermeable que separa los dos líquidos; esto se conoce como presión osmótica.

La presión osmótica es la presión necesaria para contrarrestar, no mantener, la ósmosis.

La presión osmótica se puede aproximar utilizando la siguiente fórmula: $ Pi = yo M R T $ .

Tubo en U que muestra la presión osmótica. En el lado izquierdo del tubo en U hay una solución acuosa y en el lado derecho hay agua pura. El agua pura intenta diluir la solución viajando a través de la membrana semipermeable. Eventualmente, el peso adicional del agua extra a la izquierda provoca suficiente presión para detener la ósmosis.

La presión osmótica es la presión que debe aplicarse a una solución para evitar el flujo de agua hacia adentro a través de una membrana semipermeable. La presión osmótica también se puede explicar como la presión necesaria para anular la ósmosis. Una forma de detener la ósmosis es aumentar la presión hidrostática en el lado de la solución de la membrana; esto finalmente aprieta las moléculas de solvente más juntas, aumentando su "tendencia a escapar". La tendencia a escapar de la solución puede aumentar hasta que finalmente iguale a la de las moléculas en el disolvente puro; en este punto, cesará la ósmosis. La presión osmótica es la presión necesaria para alcanzar el equilibrio osmótico.

Presión osmótica. La presión osmótica es la presión necesaria para detener la ósmosis.

La presión osmótica (II) de una solución ideal se puede aproximar mediante la ecuación de Morse:

$ Pi = yo M R T $

Aquí, i es el factor de van 't Hoff, M es la molaridad de la solución, R es la constante del gas y T es la temperatura absoluta en Kelvin. Podemos ver en esta ecuación que la cantidad de soluto presente en la solución afectará directamente la presión osmótica del sistema.

Ejemplo

¿Cuál es la presión osmótica de una solución 1,35 M de NaCl a 25 $ ^ circ $¿C?

Primero, complete toda la información necesaria y luego resuelva:

i = 2 (el NaCl se rompe en dos partículas)

M = 1,35 $ frac {moles} {L} $

R = 0.0821 $ frac {L times atm} {K times mol} $

T = 25 $ ^ circ $C + 273 = 298 K

$ Pi = 2 times 1.35 times 0.0821 times 298 $

$ Pi = 66,1 atm $


Conclusiones clave

  • La ósmosis es el movimiento neto de moléculas de solvente a través de una membrana parcialmente permeable hacia una región de mayor concentración de soluto para igualar las concentraciones de soluto en los dos lados.
  • La ósmosis proporciona el medio principal por el cual el agua se transporta dentro y fuera de las células.
  • La osmorregulación es el mecanismo de homeostasis de un organismo para alcanzar el equilibrio en la presión osmótica.
  • Si el medio es hipotónico, las células obtendrán agua a través de la ósmosis.
  • Si el medio es hipertónico, las células perderán agua por ósmosis.

Diferencia entre presión hidrostática y presión osmótica

La presión se define como la fuerza por unidad de área aplicada en una dirección perpendicular al objeto. La presión hidrostática es la presión que experimenta un punto dentro del fluido. La presión osmótica es la presión que se necesita para detener la transferencia de fluido de una membrana semipermeable. Estos conceptos juegan un papel vital en campos como la hidrostática, la biología, las ciencias de las plantas y muchos otros campos. Es vital tener una comprensión clara de estos conceptos para sobresalir en tales campos. En este artículo, vamos a discutir qué son la presión osmótica y la presión hidrostática, las definiciones de estas dos, las similitudes entre la presión hidrostática y la presión osmótica y finalmente la diferencia entre la presión osmótica y la presión hidrostática.

¿Qué es la presión hidrostática?

La presión de un fluido estático es igual al peso de la columna de fluido por encima del punto en el que se mide la presión. Por lo tanto, la presión de un fluido estático (que no fluye) depende únicamente de la densidad del fluido, la aceleración gravitacional, la presión atmosférica y la altura del líquido por encima del punto en el que se mide la presión. La presión también se puede definir como la fuerza ejercida por las colisiones de partículas. En este sentido, la presión se puede calcular utilizando la teoría cinética molecular de los gases y la ecuación de los gases. El término "hidro" significa agua y el término "estático" significa que no cambia. Esto significa que la presión hidrostática es la presión del agua que no fluye. Sin embargo, esto también es aplicable a cualquier fluido, incluidos los gases. Dado que la presión hidrostática es el peso de la columna de fluido por encima del punto medido, se puede formular utilizando P = hdg, donde P es la presión hidrostática, h es la altura de la superficie del fluido desde el punto medido, d es la densidad del fluido y g es la aceleración gravitacional. La presión total en el punto medido es el unísono de la presión hidrostática y la presión externa (es decir, presión atmosférica) en la superficie del fluido.

¿Qué es la presión osmótica?

Cuando dos soluciones que tienen diferentes concentraciones de soluto se dividen por una membrana semipermeable, el disolvente en el lado de baja concentración tiende a moverse hacia el lado de alta concentración. Imagínese un globo hecho de la membrana semipermeable relleno con una solución de alta concentración sumergido dentro del solvente de baja concentración. El solvente se transferirá al interior de la membrana. Esto hará que aumente la presión del interior de la membrana. Este aumento de presión se conoce como presión osmótica del sistema. Este es un mecanismo vital para transferir agua al interior de las células. Sin este mecanismo, ni siquiera los árboles pueden sobrevivir. La inversa de la presión osmótica se conoce como potencial hídrico, que es la tendencia del disolvente a permanecer en la solución. Cuanto mayor sea la presión osmótica, menor será el potencial hídrico.

¿Cuál es la diferencia entre presión hidrostática y presión osmótica?

• Se observa presión hidrostática en cualquier fluido que no se mueva. La presión osmótica solo está presente en sistemas específicos donde la solución y el solvente están separados por una membrana semipermeable.

• La presión osmótica no puede ocurrir solo con un fluido puro. Se requieren dos soluciones concentradas diferentes para la presión osmótica. La presión hidrostática puede ocurrir solo con un fluido.


Ósmosis y presión hidrostática - Biología

Una solución se define como una mezcla homogénea de un soluto y un solvente. Las soluciones generalmente tienen propiedades diferentes a las del solvente y las moléculas de soluto que las componen. Algunas propiedades especiales de las soluciones dependen únicamente de la cantidad de moléculas de soluto disueltas, independientemente de cuál sea el soluto, estas propiedades se conocen como propiedades coligativas.

La ósmosis se define como el flujo neto o movimiento de solvente moléculas a través de una membrana semipermeable a través de la cual sustancia disoluta moléculas no poder aprobar. Si una solución que consta de moléculas de soluto y solvente se coloca en un lado de una membrana y se coloca solvente puro en el otro lado, hay un flujo neto de solvente en el lado de la solución de la membrana.

Imagine que la ósmosis tiene lugar en un tubo en U vertical. La altura de la solución seguirá aumentando debido a un flujo neto de disolvente hasta que la presión añadida de la altura hará que se detenga el flujo de la solución. La diferencia de altura entre los dos lados se puede convertir en presión para encontrar la presión osmótica ejercida sobre la solución por el solvente puro.

Tubo en U que muestra la presión osmóticaEn el lado izquierdo del tubo en U hay una solución acuosa y en el lado derecho hay agua pura. El agua pura intenta diluir la solución viajando a través de la membrana semipermeable. Eventualmente, el peso adicional del agua extra a la izquierda provoca suficiente presión para detener la ósmosis.

La presión osmótica es la presión que debe aplicarse a una solución para evitar el flujo de agua hacia adentro a través de una membrana semipermeable. La presión osmótica también se puede explicar como la presión necesaria para anular la ósmosis. Una forma de detener la ósmosis es aumentar la presión hidrostática en el lado de la solución de la membrana, esto finalmente aprieta las moléculas de solvente más juntas, aumentando su & # 8220 tendencia a escaparse & # 8221. La tendencia a escapar de la solución puede elevarse hasta que finalmente iguale el de las moléculas en el solvente puro en este punto, la ósmosis cesará. La presión osmótica es la presión necesaria para alcanzar el equilibrio osmótico.

Presión osmóticaLa presión osmótica es la presión necesaria para detener la ósmosis.

La presión osmótica (II) de una solución ideal se puede aproximar mediante la ecuación de Morse:

Aquí, I es el factor van & # 8216t Hoff, METRO es la molaridad de la solución, R es la constante del gas, y T es la temperatura absoluta en Kelvin. Podemos ver en esta ecuación que la cantidad de soluto presente en la solución afectará directamente la presión osmótica del sistema.


Tonicidad

Tonicidad describe la cantidad de soluto en una solución. La medida de la tonicidad de una solución, o la cantidad total de solutos disueltos en una cantidad específica de solución, se llama su osmolaridad. Se utilizan tres términos, hipotónico, isotónico e hipertónico, para relacionar la osmolaridad de una célula con la osmolaridad del líquido extracelular que contiene las células. Los tres términos son una comparación entre dos soluciones diferentes (por ejemplo, dentro de una celda en comparación con fuera de la celda).

en un hipotónico solución, como el agua del grifo, el líquido extracelular tiene una concentración más baja de solutos que el líquido dentro de la célula, y el agua entra en la célula. (En los sistemas vivos, el punto de referencia es siempre el citoplasma, por lo que el prefijo hipo& # 8211 significa que el líquido extracelular tiene una menor concentración de solutos, o una menor osmolaridad, que el citoplasma celular). También significa que el líquido extracelular tiene una mayor concentración de agua que la célula. En esta situación, el agua seguirá su gradiente de concentración y entrará en la celda. Esto puede hacer que una célula animal explote o lisar.

en un hipertónico solución (el prefijo hiper& # 8211 se refiere al líquido extracelular que tiene una mayor concentración de solutos que el citoplasma de la célula), el líquido contiene menos agua que la célula, como el agua de mar. Debido a que la célula tiene una concentración más baja de solutos, el agua saldrá de la célula. En efecto, el soluto extrae el agua de la célula. Esto puede hacer que una célula animal se arrugue o crenate.

En un isotónico solución, el líquido extracelular tiene la misma osmolaridad que la célula. Si la concentración de solutos de la célula coincide con la del líquido extracelular, no habrá movimiento neto de agua dentro o fuera de la célula. La celda conservará su apariencia & # 8220normal & # 8221. Las células sanguíneas en soluciones hipertónicas, isotónicas e hipotónicas adquieren apariencias características (Figura 4).

Recuerde que estos tres términos son comparaciones entre dos soluciones (es decir, dentro y fuera de la celda). Una solución no puede ser hipotónica, eso sería como decir que Bob es más alto. Eso no & # 8217t tiene sentido & # 8211. Necesitas decir que Bob es más alto que Mike. Puede decirse que la solución dentro de la célula es hipotónica con respecto a la solución fuera de la célula. Eso también significa que la solución exterior es hipertónica a la solución interior (al igual que Mike sería más bajo que Bob).

Figura 4 La presión osmótica cambia la forma de los glóbulos rojos en soluciones hipertónicas, isotónicas e hipotónicas. (crédito: modificación de obra de Mariana Ruiz Villarreal)

Algunos organismos, como plantas, hongos, bacterias y algunos protistas, tienen paredes celulares que rodean la membrana plasmática y previenen la lisis celular. La membrana plasmática solo puede expandirse hasta el límite de la pared celular, por lo que la célula no se lisará. De hecho, el citoplasma de las plantas siempre es ligeramente hipertónico en comparación con el entorno celular, y el agua siempre entrará en la célula vegetal si hay agua disponible. Esta afluencia de agua produce la presión de turgencia, que endurece las paredes celulares de la planta (Figura 5). En plantas no leñosas, la presión de turgencia apoya la planta. Si las células de la planta se vuelven hipertónicas, como ocurre en la sequía o si una planta no se riega adecuadamente, el agua abandonará la célula. Las plantas pierden presión de turgencia en esta condición y se marchitan.

Figura 5 La presión de turgencia dentro de una célula vegetal depende de la tonicidad de la solución en la que se baña. (Crédito: modificación del trabajo de Mariana Ruiz Villarreal)


Pero, antes de entrar en el tema de su relación con el campo de la salud y la medicina, definimos brevemente las características generales de qué es y en qué consiste la presión hidrostática. Veamos & # 8217s…

¿Qué es la presión hidrostática?

La presión hidrostática se refiere a la presión que ejerce cualquier fluido en un espacio confinado. Si el líquido está en un recipiente, habrá algo de presión en la pared de ese recipiente.

La presión hidrostática es la presión que genera el peso del líquido en un punto de medición, cuando el líquido está en reposo.

La altura de una columna de líquido, de densidad uniforme, es directamente proporcional a la presión hidrostática.

Las propiedades hidrostáticas de un líquido no son constantes y los principales factores que influyen en él son la densidad del líquido y la gravedad local.

Es necesario conocer ambas cantidades para determinar la presión hidrostática de un líquido en particular.

La presión hidrostática es la fuerza que las moléculas de fluido ejercen unas sobre otras debido a la atracción gravitacional de la Tierra.

Esta fuerza ocurre si el fluido está en movimiento o se detiene por completo, y fuerza a los fluidos hacia adelante o hacia afuera cuando encuentran un área de menor resistencia en su campo.

Es esta energía la que fuerza el agua de un agujero en un vaso de papel, el gas de una fuga en una tubería y la sangre de los vasos a los tejidos circundantes.

El aumento de la elevación aumenta la cantidad de presión hidrostática

El fluido que fluye hacia abajo también aumenta la presión, lo que hace que el agua que viaja por las cascadas fluya más rápido que el agua que fluye por el arroyo hasta caer.

La temperatura es otro factor que afecta la presión porque cuando las temperaturas aumentan, las moléculas se mueven a un ritmo más rápido, aumentando la presión.

Las industrias suelen utilizar métodos de prueba de presión hidrostática para garantizar que los líquidos permanezcan en entornos confinados.

Las pruebas no solo aseguran que las tuberías y otro tipo de contenedores no tengan fugas, sino que también verifican que los materiales pueden soportar una mayor presión de posibles cambios ambientales.

No es raro que las empresas ejerzan fuerzas internas 150 veces más de lo normal, mientras controlan los cambios de presión con instrumentación.

Si imaginamos un recipiente en forma de columna, podemos ver que la presión que empuja contra su pared es mayor en el fondo, que estará en la parte superior. Esto está relacionado en parte con la fuerza de gravedad.

Los capilares son el equivalente a un recipiente en forma de columna, girado de lado. La presión que ejerce la sangre sobre los capilares se conoce como presión arterial.

La fuerza de la presión hidrostática significa que la sangre se mueve a lo largo del capilar, el líquido se mueve a través de sus poros y hacia el espacio intersticial.

Este movimiento significa que la presión ejercida por la sangre será menor, la sangre se mueve a lo largo del capilar, desde el extremo arterial hasta el venoso.

La estática de fluidos o hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos incompresibles en reposo.

Abarca el estudio de las condiciones bajo las cuales los fluidos están en reposo en equilibrio estable frente a la dinámica de fluidos, el estudio de fluidos en movimiento.

Las hidrostáticas se clasifican como parte del fluido estático, que es el estudio de todos los fluidos, incompresibles o no, en reposo.

La hidrostática es fundamental para la hidráulica, la ingeniería de equipos para almacenar, transportar y utilizar fluidos.

También es relevante para la geofísica y la astrofísica (por ejemplo, en la comprensión de la tectónica de placas y las anomalías del campo gravitacional de la Tierra), para la meteorología y la medicina. (en el contexto de la presión arterial) ya muchos otros campos.

La hidrostática ofrece explicaciones físicas para muchos fenómenos de la vida cotidiana, como por qué la presión atmosférica cambia con la altitud, por qué la madera y el aceite flotan en el agua y por qué la superficie del agua es siempre plana y horizontal, sea cual sea la forma de su contenedor.

Presión en líquidos en reposo

Debido a la naturaleza fundamental de los fluidos, un fluido no puede permanecer en reposo bajo la presencia de un esfuerzo cortante. Sin embargo, los fluidos pueden ejercer una presión normal sobre cualquier superficie de contacto.

Si se considera que un punto del fluido es un cubo infinitesimalmente pequeño, de los principios de equilibrio se deduce que la presión en cada lado de esta unidad de fluido debe ser igual.

Si no fuera así, el fluido se movería en la dirección de la fuerza resultante.

Así, la presión sobre un fluido en reposo es isotrópica, es decir, actúa con igual magnitud en todas las direcciones.

Esta característica permite que los fluidos transmitan fuerza a través de la longitud de las tuberías o tubos. Es decir, una fuerza aplicada a un fluido en una tubería se transmite, a través del fluido, al otro extremo de la tubería.

Este principio fue formulado primero, en una forma ligeramente extendida, por Blaise Pascal, y ahora se llama ley de Pascal.

En un fluido en reposo, todas las fuerzas de fricción e inercia desaparecen y el estado de tensión del sistema se denomina hidrostático.

Cuando esta condición de V = 0 se aplica a la ecuación de Navier-Stokes, el gradiente de presión se convierte en función de las fuerzas del cuerpo únicamente.

Para un fluido barotrópico en un campo de fuerza conservadora como un campo de fuerza gravitacional, la presión ejercida por un fluido en equilibrio se convierte en función de la fuerza ejercida por la gravedad.

Presión hidrostática en el campo de la medicina.

Los vasos sanguíneos tienen una forma única de mantener la presión adecuada en todo el cuerpo. Presión arterial capilar hidrostática por lo general mide 35 milímetros de mercurio o 35 mm Hg. La presión capilar venosa suele medir 15 mm Hg.

La fuerza detrás de las contracciones del corazón junto con la gravedad que aleja la sangre del corazón provoca un aumento de la presión.

La naturaleza porosa de los capilares venosos también disminuye la presión del flujo sanguíneo.

Los componentes líquidos de la sangre fluyen naturalmente a través de los poros hacia los tejidos intersticiales debido a esta presión, dejando lípidos, proteínas y partículas demasiado grandes para escapar.

Esto generalmente disminuye la presión venosa. Por el contrario, la presión aumenta dentro de los tejidos y ejerce fuerza hacia los capilares, lo que se denomina presión osmótica hidrostática.

Mientras que la presión osmótica empuja los fluidos hacia los poros capilares, las cargas eléctricas de los sólidos dentro del vaso hacen que las moléculas se unan a medida que fluyen hacia la sangre.

Esta reacción se llama efecto Gibbs-Donnan.

La presión osmótica y el efecto Gibbs-Donnan, trabajando juntos, extraen fluidos de los tejidos intersticiales al plasma, lo que se conoce como presión osmótica coloide.

Cuando el cuerpo percibe una cantidad anormalmente baja de presión venosa, las arterias generalmente compensan el estrechamiento.

Cuando se produce daño en el vaso, el plasma contiene una cantidad insuficiente de sólidos o disminuye la presión arterial, luego se produce edema o hinchazón.

Presión hidrostática capilar:

Esta presión expulsa líquido del capilar (es decir, filtración) y es más alta en el extremo arteriolar del capilar y más baja en el extremo venular.

Dependiendo del órgano, la presión puede descender a lo largo del capilar a 15-30 mmHg (gradiente de presión axial o longitudinal).

El gradiente axial favorece la filtración en el extremo arteriolar y la reabsorción en el extremo venular del capilar.

Presión tisular (intersticial):

Esta presión hidrostática está determinada por el volumen de líquido intersticial y la distensibilidad del intersticio tisular, que se define como el cambio de volumen dividido por el cambio de presión.

Cuanto más líquido se filtre en el espacio, mayor será el volumen del espacio intersticial y la presión hidrostática dentro de ese espacio. En algunos órganos, la distensibilidad intersticial es baja, lo que significa que pequeños aumentos en el volumen intersticial conducen a grandes aumentos de presión.

Ejemplos de esto incluyen el cerebro y el riñón, que están recubiertos por hueso rígido (cerebro) o por una cápsula (riñón).

Por el contrario, los tejidos blandos como la piel, los músculos y los pulmones tienen una alta distensibilidad y, por lo tanto, el espacio intersticial puede experimentar una gran expansión con un aumento relativamente pequeño de la presión.

A medida que aumenta el volumen intersticial, aumenta la presión intersticial, lo que puede limitar la cantidad de fuga en el intersticio porque esta presión se opone a la presión hidrostática capilar.

En otras palabras, a medida que el gradiente de presión hidrostática disminuye debido al aumento de la presión intersticial, la filtración de fluido se atenuará. Sin embargo, grandes aumentos en la presión intersticial del tejido pueden provocar daño tisular y muerte celular.

Normalmente, la presión intersticial es cercana a cero. En algunos tejidos es ligeramente subatmosférico, mientras que en otros es ligeramente positivo.

Presión oncótica capilar capilar:

Debido a que la barrera capilar es fácilmente permeable a los iones, la presión osmótica dentro del capilar está determinada principalmente por proteínas plasmáticas que son relativamente impermeables.

Por lo tanto, en lugar de hablar de presión & # 8220osmótica & # 8221, esta presión se denomina presión & # 8220oncótica & # 8221 o & # 8220 osmótica coloidal & # 8221 porque es generada por coloides.

La albúmina genera aproximadamente el 70% de la presión oncótica. Esta presión suele ser de 25 a 30 mmHg.

La presión oncótica aumenta en todo el capilar, particularmente en los capilares que tienen una filtración neta alta (por ejemplo, en los capilares glomerulares renales), porque el líquido filtrante deja proteínas que conducen a un aumento en la concentración de proteínas.

Normalmente, cuando se mide la presión oncótica, se mide a través de una membrana semipermeable que es permeable a los fluidos y electrolitos, pero no a las grandes moléculas de proteína.

En la mayoría de los capilares, sin embargo, la pared (principalmente el endotelio) tiene una permeabilidad finita a las proteínas.

La permeabilidad real a la proteína depende del tipo de capilaridad, así como de la naturaleza de la proteína (tamaño, forma, carga).

Debido a esta permeabilidad finita, la presión oncótica real generada a través de la membrana capilar es menor que la calculada a partir de la concentración de proteína.

Los efectos de la permeabilidad de la proteína finita sobre la presión oncótica fisiológica se pueden determinar conociendo el coeficiente de reflexión (σ) de la pared capilar.

Si el capilar es impermeable a la proteína, entonces es igual a 1.

Cuando el valor de σ es muy bajo, las presiones oncóticas del plasma y el tejido pueden tener una influencia insignificante en la fuerza motriz neta.

Herida (intersticial):

La presión oncótica del líquido intersticial depende de la concentración de proteína intersticial y del coeficiente de reflexión de la pared capilar.

Cuanto más permeable sea la barrera capilar a las proteínas, mayor será la presión oncótica intersticial.

Esta presión también está determinada por la cantidad de fluido filtrado en el espacio. Por ejemplo, el aumento de la filtración capilar disminuye la concentración de proteína intersticial y reduce la presión oncótica.

Una reducción en la presión oncótica intersticial aumenta la presión oncótica neta a través del endotelio capilar, que se opone a la filtración y promueve la reabsorción, sirviendo así como un mecanismo para limitar la fuga capilar.

En un tejido & # 8220typical & # 8221, la presión oncótica del tejido es de aproximadamente 5 mmHg (es decir, mucho más baja que la presión oncótica del plasma capilar).

¿Cuál es la diferencia entre presión oncótica e hidrostática?

La presión hidrostática aumenta la filtración empujando el líquido y el soluto fuera de los capilares, mientras que la presión oncótica capilar (también conocida como presión osmótica coloide) atrae líquido hacia los capilares y / o previene la presión hidrostática.

La presión hidrostática se basa en la presión que ejerce la presión de la sangre contra las paredes de los capilares, mientras que la presión oncótica existe debido a proteínas, como albúmina, globulinas y fibrinógeno, que no salen del capilar y extraen agua.

Las mismas fuerzas también actúan sobre el líquido intersticial.

Las arterias transportan sangre oxigenada y nutrientes a los tejidos metabólicos del cuerpo. Esta sangre oxigenada viaja a través de la red capilar dentro de los tejidos.

El intercambio de líquidos en los capilares sanguíneos se denomina microcirculación. La presión hidrostática y oncótica son los dos tipos de fuerzas impulsoras que intervienen en el movimiento de los fluidos durante la microcirculación.

La principal diferencia entre la presión hidrostática y oncótica es que la presión hidrostática es la fuerza que empuja el líquido fuera de los capilares sanguíneos, mientras que la presión oncótica es la fuerza que empuja el líquido hacia los capilares sanguíneos.

La interacción general entre la presión hidrostática y la presión oncótica es descrita por el Principio de Starling .


¿Qué es la presión hidrostática?

La presión hidrostática es la presión en cualquier punto de un líquido que no fluye debido a la fuerza de la gravedad. Considere un frasco de agua. La presión en la superficie del agua es la presión atmosférica. Esa es la presión aplicada sobre el agua por la atmósfera. Pero si consideramos un punto en el medio del agua en esa jarra, la presión en ese punto es diferente a la de la superficie. Eso se debe a que el agua por encima de ese punto también aplica presión sobre ese punto debido a la gravedad.

Figura 1: Una jarra o recipiente que muestra la densidad (d) del agua y la profundidad hasta el punto medio de la jarra.

La imagen de arriba muestra una jarra de agua. Hay tres puntos marcados en él. La presión en el punto de la superficie del agua es la presión atmosférica. Esta presión atmosférica se puede dar como π. El punto en el medio está a una profundidad de h de la superficie. La presión aplicada por un líquido se da como

P es la presión aplicada

h es la profundidad o la altura del cuerpo líquido

d es la densidad del líquido

Por lo tanto, la presión en el punto medio en la imagen de arriba se puede dar como,

La presión en el fondo del frasco es,

Por lo tanto, la presión hidrostática en diferentes puntos del mismo líquido es diferente. Pero la presión hidrostática en puntos en el mismo nivel del mismo líquido es la misma.

Figura 2: Una jarra de agua que muestra tres puntos ubicados en el mismo nivel.

En la imagen de arriba, "a", "b" y "c" se encuentran en el mismo nivel. Por tanto, la presión en cada punto sería la misma. Esta presión hidrostática provoca diferentes velocidades en el flujo de agua en diferentes puntos del mismo líquido. Este fenómeno se muestra en el siguiente diagrama.

Figura 3: Diferentes velocidades del agua a diferentes niveles.

En la imagen de arriba, A, B y C son agujeros ubicados en diferentes niveles en el mismo frasco de agua. La velocidad más alta se observa en el punto C. Esto se debe a que se aplica una presión más alta al punto C. La velocidad más baja se observa en A ya que solo se aplica la presión atmosférica a ese punto.


Ósmosis

Si dos soluciones de diferente concentración están separadas por una membrana semipermeable que es permeable a las moléculas de solvente más pequeñas pero no a las moléculas de soluto más grandes, entonces el solvente tenderá a difundirse a través de la membrana desde la solución menos concentrada a la más concentrada. . Este proceso se llama ósmosis.

La ósmosis es de gran importancia en procesos biológicos donde el solvente es agua. El transporte de agua y otras moléculas a través de las membranas biológicas es esencial para muchos procesos en los organismos vivos. La energía que impulsa el proceso generalmente se analiza en términos de presión osmótica.


Métodos

En la figura 1 se muestra el sistema de dos capas, así como un perfil de concentración típico (en el modo convencional).

Las ecuaciones de transporte de solutos y disolventes en la capa de barrera se leen de esta manera

dónde C es la concentración de soluto de referencia (virtual) (la solución de referencia (virtual) se define como tal que podría estar en equilibrio termodinámico con un punto dado dentro de la membrana, ver ref.18 para más detalles), ω es la permeabilidad del soluto, σ es el coeficiente de reflexión del soluto, Js es el flujo de soluto, Jv es el flujo de volumen, es la permeabilidad mecánica, PAG es la presión hidrostática, π es la presión osmótica (ambas en la solución de referencia). En el caso límite de σ = 1, las ecuaciones (6 y 7) se reducen al modelo de difusión de solución 19.

Si las constantes del material son independientes de la coordenada o la concentración (modelo 16 de Spiegler-Kedem), la ecuación (7) se puede integrar sobre el espesor de la capa de barrera

es la permeabilidad hidráulica de la capa barrera (como es habitual, descuidamos la resistencia hidráulica del soporte poroso).

A constantes de material constantes, la ecuación (6) también se puede integrar

L es el espesor de la capa de barrera, CD es la concentración de soluto en la solución extraída, CI es la concentración de soluto en la interfaz capa barrera / soporte. En el apoyo

dónde Dmi es el coeficiente de difusión efectivo del soluto (teniendo en cuenta la porosidad finita y la tortuosidad de los poros). La ecuación (12) también se puede integrar fácilmente.

δ es el espesor del soporte, CF es la concentración de soluto en la solución más diluida (de alimentación).

Debido a la unidimensionalidad de los flujos, tanto el flujo de soluto, Jsy flujo de volumen, Jv, son iguales en la capa barrera y en el soporte. Por lo tanto, de la ecuación (10) y la ecuación (13), obtenemos

Por simplicidad, descuidamos la polarización de concentración externa (existencia de capas de solución sin agitar cerca de las superficies de la membrana). En este caso, las concentraciones del lado de extracción y alimentación en las superficies de la membrana, CD y CF, son conocidos. Los números de Péclet Educación físicametro y Educación físicas are directly proportional to the transmembrane volume flow, which is given by equation (8).

In the case of non-retarded osmosis (ΔPAG = 0), by additionally assuming the solution to be ideal, we can relate the trans-membrane volume flow to the concentration difference across the barrier layer.

dónde v is the salt stoichiometric coefficient. By using the definitions of Péclet numbers of equation (11) and equation (14) after some identical transformations we obtain this transcendental equation for the dimensionless concentration difference across the barrier layer,


Ver el vídeo: Diferencias entre Presión Hidrostática , Presión Osmótica y Presión Oncótica animado (Febrero 2023).