Saltad mat, sötsaker och till och med vissa medicinska lösningar kan utlösa törst eftersom deras lösta joner eller sockerarter fungerar som aktiva osmoler. När dessa ämnen löses upp i kroppsvätskor – främst blodserum – förändrar de vattnets rörelse över cellmembranen, en process som styrs av konceptet turgortryck.
Koncentration uttrycks oftast som massa per volymenhet (t.ex. gram glukos per deciliter serum, g/dL). För lösta ämnen som korsar membran är det relevanta måttet molaritet (M) , antalet mol per liter. Molariteten tar hänsyn till det lösta ämnets molekylvikt och Avogadros tal (6,02 × 10 23 particles per mole). Till exempel motsvarar 90 g glukos i 400 mL vatten 0,5 mol glukos, vilket ger en molaritet på 1,25 M.
Osmos är den passiva rörelsen av vatten över ett semipermeabelt membran mot sidan med högre koncentration av lösta ämnen. Drivkraften kallas osmotiskt tryck . Lösta ämnen som bidrar till detta tryck kallas aktiva osmoler. Vatten beter sig som ett löst ämne i sig och går från låg till hög koncentration av löst ämne för att utjämna koncentrationerna på båda sidor av membranet.
Den relativa koncentrationen av en lösning jämfört med en annan beskrivs som:
När en cell placeras i en hyperton miljö lämnar vatten cellen (plasmolys), vilket minskar turgortrycket och kan eventuellt orsaka krympning. I en hypoton miljö kommer vatten in, vilket ökar turgortrycket och riskerar cellys. Dessa principer ligger till grund för den noggranna formuleringen av intravenösa lösningar, som måste matcha eller något överstiga osmolariteten hos mänsklig plasma för att undvika cellskador.
Uthållighetsidrottare är ofta beroende av vätskeersättning för att upprätthålla prestanda. Men en hyperton sportdryck - högre i socker än kroppens extracellulära vätska - kan dra tillbaka vatten in i tarmen, vilket saktar upp absorptionen. Forskning visar att hypotona drycker absorberas snabbast, medan isotona eller hypertona drycker absorberas långsammare. Det är därför populära sportdrycker som Gatorade och Powerade är formulerade för att vara något hypotoniska.
Havsvatten innehåller höga koncentrationer av joner:
Cl
-
: 19.4 g/kg
Na
+
: 10.8 g/kg
sulfat: 2.7 g/kg
Magnesium: 1.3 g/kg
Kalcium: 0.4 g/kg
Kalium: 0.4 g/kg
Bikarbonat: 0.142 g/kg
De flesta marina organismer är isotoniska med havsvatten, men hajar är ett undantag. De upprätthåller hypertont blod genom att hålla kvar urea och producera mycket utspädd urin, vilket gör att de kan trivas i en hyperton miljö.
Sammanfattningsvis är det viktigt att förstå principerna för turgortryck, osmos och hypertonicitet för medicinsk praktik, atletisk prestation och marinbiologi.
