Fagstoff

Passiv transport – osmose

Publisert: 04.06.2014, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Rødløk tilsatt syre og base

Når vann diffunderer gjennom en halvgjennomtrengelig membran, kalles det osmose. Dette er passiv transport som skjer kontinuerlig i alle levende organismer og sørger for vannbalanse uten bruk av energi. Spesielle proteinkanaler som kalles akvaporiner, står for den mest effektive vanntransporten. Akvaporinene sørger blant annet for at planter kan ta opp vann fra jorda, og for at urinmengden vår reduseres fra 180 til 1,5 liter urin i døgnet.

Osmose

OsmoseOsmolaritet er et mål for mengden oppløst stoff i en løsning. Jo høyere osmolaritet, jo lavere vannkonsentrasjon Osmose er diffusjon av vannmolekyler gjennom en semipermeabel (halvgjennomtrengelig) membran fra en løsning med høyere konsentrasjon av vann til en løsning med lavere vannkonsentrasjon.  Alternativ definisjon med et uttrykk for stoffkonsentrasjon: Osmose er diffusjon av vann gjennom en semipermeabel membran til en løsning med høyere osmolaritet. Osmose: Hvis man har to vannløsninger med ulik osmolaritet (saltbalanse), som skilles ved hjelp av en halvgjennomtrengelig membran, vil vannet flyte gjennom membranen slik at forskjeller i konsentrasjon blir utlignet.  er diffusjon av vann gjennom en halvgjennomtrengelig membran, fra en løsning med høyere vannkonsentrasjonBegrepet vannkonsentrasjon brukes til å angi mengden vannmolekyler i en bestemt mengde av en væske. Rent vann har høyest mulig vannkonsentrasjon. Saltvann eller vann med andre oppløste stoffer har lavere vannkonsentrasjon fordi de løste stoffene tar opp plass og fortrenger noen vannmolekyler. Jo mer oppløst stoff, jo lavere vannkonsentrasjon. til en løsning med lavere vannkonsentrasjon.

 

Sagt på en annen måte: Osmose av vann går alltid mot høyere osmolaritet. Osmolaritet er et mål for mengden oppløst stoff i en løsning. Jo høyere osmolaritet, jo lavere vannkonsentrasjon. Osmose av vann går alltid fra lavere mot høyere osmolaritet.

 

   Se forklaring på simuleringen oppe til høyre.

 

Enkelt osmoseforsøk:

Opp ned trakt med sukkervann det søylen stiger på grunn av osmose.Vannmolekylene diffunderer gjennom plastfolien ved hjelp av osmose, men sukkermolekylene kan ikke passere membranen. Hvor høyt kan sukkervannsøylen stige før trykket blir for stort? 

 

 

Cellemembran med proteinkanaler.Akvaporiner – proteinkanaler i cellemembranen. 

 

Gjennom én enkelt akvaporin kan det passere mer enn en milliard vannmolekyler per sekund.

 

 

Osmose.  

 

 

"Det osmotiske trykket" er trykkforskjellen mellom utsiden og innsiden av en membran.

 

 

En hoven fot – væskeansamling.Hvis man ikke får skilt ut nok vann, kan kroppen hovne opp slik at det dannes ødem. 

 

 

 

Bilde av gjeller med tekst oppå.   

 

 

 

Plansje som viser tre ulike osmotiske tilstander i planteceller.Turgortrykk (saftspenning) i planteceller sørger for at planter kan holde seg oppreist selv om de ikke har vedaktige stengler. Vakuolene har høy konsentrasjon av oppløste stoffer, og regulerer vannbalansen i cella.   

 


Image showing the thumbnail for content named \"Vanntransport i planter\"Simulering: Vanntransport i planter.       

Vanntransport i celler

Vannmolekylene er så små at de til en viss grad kan passere mellom fosfolipidene i cellemembranen selv om de er polarePolart vannmolekyl.Vannmolekyler er polare. Det vil si at de har en ladningsforskyvning, men ingen netto ladning. Vannmolekyler har en positiv og negativ side (pol) fordi oksygen og hydrogen trekker ulikt på de felles elektronparene., men denne transporten går tregt. Litt vann følger også med gjennom åpne proteinkanaler, men den effektive vanntransporten går gjennom akvaporiner (fasilitert diffusjon).

Akvaporiner

Akvaporiner er proteiner som danner kanaler i cellemembranen for hurtig transport av vannmolekyler inn og ut av cella. De gjør at vannmolekyler enkelt kan bevege seg gjennom cellemembranen uten bruk av energi.
Tegning av proteinkanal som slipper gjennom vannmolekyler i en cellemembran.Akvaporiner regulerer strømmen av vann inn og ut av cella.Det finnes flere typer akvaporiner i membraner hos både bakterier, planter og dyr. Antall akvaporiner varierer fra celletype til celletype, men kan også variere i ei celle fordi kanaler brytes ned og bygges opp etter behov.

Åpning og lukking av kanalene blir styrt av flere typer signaler både innenfra og utenfor cella. Den positive ladningen i midten av kanalen, hindrer protoner og positive ioner som K+ og Na+ i å passere.

Eksempler på fysiologisk betydning av osmose

For å unngå volumendringer i cellene, har flercellede organismer transportmekanismer som jobber for å opprettholde en vannbalanse.

Vannregulering hos dyr – osmotisk trykk

Cellene er avhengige av stabil osmolaritet og vannkonsentrasjon. Store endringer i miljøet kan føre til at cellene tar opp for mye vann og sprekker, eller at de avgir mer vann enn de bør, og krymper.

To løsninger med samme osmotiske trykk kalles isotoniske. Rød blodcelle i tre ulike løsninger.Osmotisk regulering i celle.Blodplasma er derfor isotonisk med cytoplasmaet i de røde blodcellene. Hvis væsken som omslutter blodcellene får høyere osmolaritet, vil vann trenge ut av blodcellene slik at de krymper.

Nyrene – akvaporiner regulerer urinmengden

Plansje som viser akvaporinenes betydning for å holde vannbalansen i kroppen.Akvaporiner spiller en sentral rolle for væsketrykk i hjerne og øyne, i spyttkjertler, nyrer, blod, tykktarm og alveoler. I nyrene er det akvaporinene som sørger for at vann blir reabsorbert slik at vi urinmengden blir redusert fra 180 liter til cirka 1,5 liter. Det er ADH (antidiuretisk hormon) som sørger for å åpne akvaporiner, slik at mer vann føres tilbake til blodet.

Ved for få akvaporiner i nyrene, kan man få den alvorlige sykdommen diabetes insipidus, hvor man skiller ut inntil 10-30 liter urin per døgn.

Det forskes på mange sykdomstilstander hvor man antar at akvaporinenes funksjon kan spille en viktig rolle. Dette gjelder blant annet grønn stær, nyre-, hjerte- og leversvikt.

Osmoregulering hos vannlevende dyr

En tehnet ferskvannsfisk med piler som viser opptak og utskilling av vann og salt. Fisker som lever i ferskvann har høyere osmolaritet (stoffkonsentrasjon) enn omgivelsene og får i seg for mye vann, blant annet ved osmose i gjellene. De må kvitte seg med store mengder vann og ta opp salter aktivt, for å kontrollere vannbalansen.

Saltvannsfisker har det motsatte problemet fordi saltkonsentrasjonen i omgivelsene er større enn i cellene. Les mer om osmoregulering hos vannlevende dyr.

Vannregulering hos planter – osmotisk trykk

Åpne og lukkede spalteåpninger på bladoverflate.Sukkerkonsentrasjonen (osmolariteten) i lukkecellene øker ved fotosyntese.Lukkecellene som danner spalteåpningene er de eneste hudcellene med kloroplaster. Ved fotosyntese, vil osmolariteten i lukkecellene bli høyere enn i nabocellene, slik at de trekker til seg vann ved osmose. Siden lukkecellene har stivere vegg på den ene siden, krummer de seg når trykket øker. Dermed blir spalteåpningen åpen slik at gassutveksling kan foregå.

Vannopptak i røttene skjer passivt ved osmose på grunn av at mineraler som er tatt opp ved aktiv transport, skaper økt osmolaritet i røttene.

Oppgaver
Relatert innhold