"ქიმიის უწყებანი" ტომი:1, ნომერი:1, 33-34 გვ.

ოსმოსი და ცოცხალი უჯრედი

ირინე ბერძენიშვილი, მანანა სირაძე

საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტი

რეზიუმე: ბუნებაში ყველაფერი მიისწრაფვის წონასწორობისაკენ, ამ შემთხვევაში კი კონცენტრაციის გათანაბრებისაკენ. ამიტომ, როცა ასეთი მემბრანა ყოფს სხვადასხვა კონცენტრაციის ორ ხსნარს, გამხსნელის გადასვლა ყოველთვის მიმდინარეობს განზავებული ხსნარიდან კონცენტრირებულისაკენ.

საკვანძო სიტყვები: ოსმოსი, პლაზმოლიზი, ჰემოლიზი, იზოტონური ხსნარი

ოსმოსი (ბერძნ. ოსმოს – ბიძგი, წნევა) – გამხსნელის ცალმხრივი დენა ან დიფუზია ხსნარისა და სუფთა გამხსნელის, ან სხვადასხვა კონცენტრაციის ორი ხსნარის გამყოფ ნახევრად შეღწევად მემბრანაში.

ნახევრად შეღწევადი მემბრანა ტიხარია, რომელიც ატარებს გამხსნელის მცირე მოლეკულებს, მაგრამ შეუღწევადია გახსნილი ნივთიერების უფრო მსხვილი მოლეკულებისათვის. თუ გამხსნელს ხსნარისაგან გამოვყოფთ ასეთი მემბრანით (პერგამენტი ან ცელოფანი), მაშინ შესაძლებელია გამხსნელის ცალმხრივი დიფუზია ანუ გამხსნელის შეწოვა ხსნარის მიერ (ნახ.1).

ნახ.1. ოსმომეტრი ; 1 – შაქრის ხსნარი, 2 – ნახევრად გამტარი მემბრანა, 3 - წყალი

 

ბუნებაში ყველაფერი მიისწრაფვის წონასწორობისაკენ, ამ შემთხვევაში კი კონცენტრაციის გათანაბრებისაკენ. ამიტომ, როცა ასეთი მემბრანა ყოფს სხვადასხვა კონცენტრაციის ორ ხსნარს, გამხსნელის გადასვლა ყოველთვის მიმდინარეობს განზავებული ხსნარიდან კონცენტრირებულისაკენ. ვინაიდან ცოცხალი უჯრედის გარსი ნახევარგამტარი მემბრანაა, ოსმოსური წნევა უჯრედს სიმტკიცესა და დრეკადობას ანიჭებს. ის აკავებს წყალში გახსნილი ნივთიერების მოლეკულებს, თუმცა განაპირობებს წყლის მიგრაციას უჯრედიდან უჯრედში. მაშასადამე, ყოველი ცოცხალი უჯრედი მიკროსკოპული ოსმოსური სისტემაა და ოსმოსს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ბიოლოგიური პროცესებისათვის.

განვიხილოთ ოსმოსის როლი ცოცხალი უჯრედის წყლის მიმოქცევის რეჟიმში. უჯრედსა თუ ქსოვილთან კონტაქტში მყოფი გარეგანი ხსნარის ოსმოსური წნევა შეიძლება აღემატებოდეს, ტოლი ან ნაკლები იყოს უჯრედშიგა სითხის ოსმოსურ წნევაზე. შესაბამისად არჩევენ ჰიპერტონულ (ლათ. hyper - მაღალი, tonus - წნევა), იზოტონურ (ლათ, izo - ერთნაირი, თანაბარი) და ჰიპოტონულ (ლათ. hypo - დაბალი) ხსნარებს.

თუ ადამიანის სისხლის წითელ უჯრედებს - ერითროციტებს - მოვათავსებთ ჰიპერტონული ხსნარის გარემოში დაიწყება წყლის ოსმოსი უჯრედიდან ხსნარში, სადაც ოსმოსური წნევა მეტია. უჯრედი კარგავს წყალს და მიდის მისი შეკუმშვის, გამოშრობის პროცესი. ამ პროცესს პლაზმოლიზი ეწოდება.

ჰიპოტონურ ხსნარში უჯრედის მოთავსებისას, ოსმოსური წნევის ქვეშ წყალი პლაზმური მემბრანის გავლით დაიწყებს უჯრედის შიგნით შეღწევას ბევრად ჩქარა, ვიდრე გამოსვლას, რასაც მოყვება სისხლის წითელი ბურთულების გაჯირჯვების და გაბერვის მოვლენა. წნევა თანდათან იზრდება და ისეთ სიდიდეს აღწევს, რომ პლაზმური მემბრანა ვერ უძლებს დაწოლას და სკდება. ამ პროცესს ჰემოლიზი ეწოდება.

უჯრედის წყლის რეჟიმზე იზოტონური ხსნარი გავლენას არ ახდენს. იზოტონური ხსნარის შემთხვევაში უჯრედში მარილთა კონცენტრაცია დაახლოებით იგივეა, რაც მის გარეთ და წყალი ორივე მიმართულებით ერთნაირად მოძრაობს.

მაღალორგანიზებული ორგანიზმის უჯრედს ოსმორეგულაციაზე დაფუძნებული დაცვითი სისტემა ახასიათებს. მაგალითად, ადამიანის სისხლის ოსმოსური წნევა უდრის 800000 ნ/მ². ასეთივე ოსმოსური წნევა 0,9% NaCl–ის ხსნარს ახასიათებს. სისხლთან იზოტონურ, ფიზიოლოგიურ ხსნარს, ფართოდ იყენებენ მედიცინაში.

ოსმოსის ეფექტი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მცენარეების უჯრედებსა და ქსოვილებში.

მცენარეულ უჯრედში ოსმოსის გამო პროტოპლასტი იზრდება მოცულობაში, ზეწოლას ახდენს გარსზე და მთლიანად მცენარის ორგანოებს ანიჭებს კონსტრუქციულ მდგრადობასა და დრეკადობას. ამ პროცესს ტურგორი ეწოდება და მასთან დაკავშირებულია ფოთლების მოძრაობა, ფოთლის ბაგეების დაკეტვა–გაღება და სხვ.

ამრიგად, ძლიერი ტურგორი დამახასიათებელია მცენარეული უჯრედებისათვის. მათი ცელულოზოვანი გარსი მტკიცე და დრეკადია; იგი მაშინაც არ იხლიჩება, როცა სხვაობა შინაგან და გარეგან წნევებს შორის 50 – 100 ატ აღწევს.

 

 

 

გამოქვეყნებულია: 31-03-2013