Ένα ισοτονικό διάλυμα είναι ένα υγρό διάλυμα που είναι σταθερό όσον αφορά την οσμωτική πίεση. Η ωσμωτική πίεση είναι βασικά η πίεση που ασκούν εξωτερικές δυνάμεις ή στοιχεία στα κυτταρικά τοιχώματα. Σε ένα διάλυμα που είναι ισοτονικό, η οσμωτική πίεση είναι ομοιόμορφη, πράγμα που σημαίνει ότι τα κύτταρα ούτε συρρικνώνονται ούτε ανασύρονται αλλά μάλλον επιπλέουν ελεύθερα σε φυσική κατάσταση. Αυτού του είδους τα υγρά έχουν μια σειρά σημαντικών χρήσεων. Όχι μόνο είναι σημαντικά για χημικά πειράματα και ερευνητές, αλλά χρησιμοποιούνται επίσης συχνά σε πράγματα όπως ενδοφλέβια χορήγηση υγρών σε ιατρικά περιβάλλοντα και είναι δημοφιλή σε αθλητικά ποτά και άλλα αθλητικά διαλύματα ενυδάτωσης. Όταν τα υγρά έχουν την ίδια βασική σύνθεση με το ανθρώπινο αίμα ή τον ιδρώτα, μπορούν να αλληλεπιδράσουν ή να αντικαταστήσουν αυτά τα υγρά σχετικά απρόσκοπτα. Δεν θα προκαλέσουν χημικές αλλαγές στο σώμα και τείνουν να είναι πολύ γρήγορης δράσης.
Κατανόηση της βασικής τονικότητας
Στη χημεία, η τονικότητα είναι μια έννοια που καλύπτει τις πιέσεις ορισμένων υγρών στα κύτταρα. Τα περισσότερα κύτταρα αποτελούνται από υγρό που περιέχεται μέσα σε ένα κυτταρικό τοίχωμα, γνωστό ως μεμβράνη. Αυτή η μεμβράνη γενικά διατηρεί το περιεχόμενο του κυττάρου διατηρώντας παράλληλα στοιχεία από το εξωτερικό περιβάλλον, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι το περιεχόμενο δεν αλλάζει από το περιβάλλον.
Όταν δύο υδατικά διαλύματα διαφορετικών συγκεντρώσεων ή τονικότητας διαχωρίζονται από μια ημιδιαπερατή μεμβράνη όπως ένα κυτταρικό τοίχωμα, το νερό συνήθως μεταναστεύει από την λιγότερο συμπυκνωμένη ή υποτονική πλευρά προς την πιο συμπυκνωμένη ή υπερτονική πλευρά σε μια προσπάθεια να φέρει και οι δύο πλευρές σε ισορροπία. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως όσμωση. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά στις συγκεντρώσεις των δύο διαλυμάτων, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η ωσμωτική πίεση και τόσο πιο γρήγορα η οσμωτική μεταφορά θα είναι ως συνέπεια.
Επιπτώσεις στα ζωντανά κύτταρα
Εάν ένα ζωντανό κύτταρο, είτε άνθρωπος, είτε ζώο είτε φυτό, τοποθετηθεί σε ένα πιάτο με καθαρό νερό, η οσμωτική πίεση σχεδόν πάντα θα προκαλέσει τη μετανάστευση του νερού από το πιάτο στο κύτταρο, με αποτέλεσμα το κύτταρο να διογκωθεί και πιθανώς να σπάσει. Αντίθετα, εάν το κύτταρο τοποθετηθεί σε ένα δοχείο με νερό που περιέχει διαλυμένη ουσία σε υψηλότερη συγκέντρωση από το κύτταρο, το νερό θα ρέει από το κύτταρο προς τα έξω στο διάλυμα, προκαλώντας συρρίκνωση και θάνατο. Εάν το κελί τοποθετηθεί σε ένα δοχείο με ισοτονικό διάλυμα, δεν θα υπάρξει καθαρή κίνηση νερού. Τα ζωντανά κύτταρα έχουν σημαντική συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών και είναι πολύ ευαίσθητα στο εξωτερικό τους περιβάλλον.
Είναι η φύση της όσμωσης ότι η ταυτότητα της διαλυμένης ουσίας δεν έχει σημασία. Έτσι, άλατα, σάκχαρα και άλλες διαλυτές ενώσεις είναι όλα αποτελεσματικά στη ρύθμιση της οσμωτικής πίεσης. Όλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή ισοτονικών υγρών και διαλυμάτων.
Σημασία στα Fluid Drips
Μία από τις σημαντικότερες χρήσεις ισοτονικών υγρών και διαλυμάτων είναι στην ιατρική και οι ιατρικοί ερευνητές συχνά αφιερώνουν πολύ χρόνο στη μελέτη και την κατανόηση της τονικότητας, καθώς σχετίζεται με διάφορες διαδικασίες του σώματος. Γενικά τα κύτταρα θα αναπτυχθούν μόνο σε ισοτονικά διαλύματα και κάθε φάρμακο που χορηγείται ενδοφλεβίως πρέπει να προσαρμοστεί ώστε να είναι αποτελεσματικά ισοτονικό με το ανθρώπινο αίμα. Ένας τυπικός παράγοντας μέτρησης είναι το χλωριούχο νάτριο. ένα διάλυμα χλωριούχου νατρίου 0.9% θεωρείται ισοτονικό με το αίμα, αν και στην πραγματικότητα η οσμωτική του πίεση είναι στην πραγματικότητα ελαφρώς υψηλότερη.
Αυτό το διάλυμα χρησιμοποιείται συχνά για να ενισχύσει και να σταθεροποιήσει τις σταγόνες IV και μερικές φορές ακόμη και ενέσεις και εμβολιασμούς. Η προετοιμασία διαφορετικών φαρμάκων και θεραπειών σε χλωριούχο νάτριο μπορεί επίσης να τα βοηθήσει να διασκορπιστούν πιο ομοιόμορφα και να διατηρήσουν μια πιο ομοιόμορφη συνοχή.
Επιλογές αθλητικού ποτού
Τα αθλητικά ποτά, βασικά ροφήματα ενισχυμένα με ηλεκτρολύτες και σάκχαρα για να αντικαταστήσουν αυτά που χάνονται στον ιδρώτα μέσω έντονης άσκησης, είναι συνήθως είτε ισοτονικά, υπερτονικά ή υποτονικά, ανάλογα με τον τύπο του κατασκευαστή. Τα ισοτονικά διαλύματα που περιέχουν αυτές τις ουσίες θεωρούνται γενικά τα καλύτερα για όσους ασχολούνται με κανονική αθλητική δραστηριότητα, ενώ οι υπερτονικές εκδόσεις προσανατολίζονται περισσότερο στην παροχή ενέργειας κατά τη διάρκεια συνεχών αγώνων υψηλής αντοχής. Τα υποτονικά αθλητικά ποτά, αντίθετα, είναι γενικά τα καλύτερα για αθλητές που χρειάζονται υγρά χωρίς την ενεργειακή αύξηση των πρόσθετων υδατανθράκων.