Fagstoff

Passiv transport – osmose

Publisert: 04.06.2014, Oppdatert: 04.08.2017
Rødløk tilsatt syre og base

Når vatn diffunderer gjennom ein halvgjennomtrengeleg membran, kallar ein det osmose. Dette er passiv transport som skjer kontinuerleg i alle levande organismar og syter for vassbalanse utan bruk av energi. Særskilde proteinkanalar som blir kalla akvaporinar, står for den mest effektive vasstransporten. Akvaporinane syter mellom anna for at plantar kan ta opp vatn frå jorda, og for at urinmengda vår blir redusert frå 180 til 1,5 liter urin i døgnet.

Osmose

OsmoseOsmolaritet er eit mål for mengda oppløyst stoff i ei løysning. Jo høgare osmolaritet, jo lågare vasskonsentrasjon. OsmoseOsmose er diffusjon av vassmolekyl gjennom ein semipermeabel (halvgjennomtrengjeleg) membran frå ei løysning med høgare konsentrasjon av vatn til ei løysning med lågare konsentrasjon av vatn.Alternativ definisjon med eit uttrykk for stoffkonsentrasjon:Osmose er diffusjon av vatn gjennom ein semipermeabel membran til ei løysning med høgare osmolaritet.Osmose: Dersom ein har to løysningar med ulik osmolaritet (saltbalanse) som blir skilde ved hjelp av ein halvgjennomtrengelig membran, vil vatnet flyte gjennom membranen slik at forskjellar i konsentrasjon blir utlikna. er diffusjon av vatn gjennom ein halvgjennomtrengeleg membran, frå ei løysing med høgare vasskonsentrasjonOmgrepet vasskonsentrasjon blir brukt til å oppgi mengda vassmolekyl i ei bestemt mengd av ei væske. Reint vatn har høgst mogeleg vasskonsentrasjon. Saltvatn eller vatn med andre oppløyste stoff har lågare vasskonsentrasjon fordi dei løyste stoffa tek opp plass og trengjer bort nokre vassmolekyl. Di meir oppløyst stoff, di lågare vasskonsentrasjon. til ei løysing med lågare vasskonsentrasjon.

 

Sagt på ein annan måte: Osmose av vatn går alltid mot høgare osmolaritet. Osmolaritet er eit mål for mengda oppløyst stoff i ein løysning. Jo høgare osmolaritet, jo lågare vasskonsentrasjon. Osmose av vatn går alltid frå lågare mot høgare osmolaritet.

 

   Sjå forklaringa til simuleringa oppe til høgre.

 

Enkelt osmoseforsøk:

Opp ned trakt med sukkervann det søylen stiger på grunn av osmose.Vassmolekyla diffunderer gjennom plastfolien ved hjelp av osmose, men sukkermolekyla kan ikkje passere membranen. Kor høgt kan sukkervassøyla stige før trykket blir for stort? 

Cellemembran med proteinkanaler.Akvaporinar – proteinkanalar i cellemembranen. 

Gjennom ein einskild akvaporin kan det passere meir enn ein milliard vassmolekyl per sekund.

Osmose. 

"Det osmotiske trykket" er skilnaden i trykk på innsida og utsida av ein membran.

En hoven fot – væskeansamling.Dersom ein ikkje får skilt ut nok vatn, kan kroppen hovne opp slik at det dannar seg ødem.  

Bilde av gjeller med tekst oppå.  

Plansje som viser tre ulike osmotiske tilstander i planteceller.Turgortrykk (saftspenning) i planteceller gjer at plantar kan halde seg oppreiste sjølv om dei ikkje har vedaktige stenglar. Vakuolane har ein høg konsentrasjon av oppløyste stoff, og regulerer vassbalansen i cella. 

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

Vanntransport i celler

Vassmolekyla er så små at dei til ein viss grad kan passere mellom fosfolipida i cellemembranen sjølv om dei er polarePolart vassmolekyl.Vassmolekyl er polare. Det vil seie at dei har ei ladningsforskyving, men ingen netto ladning. Vassmolekyl har ei positiv og ei negativ side (pol), fordi oksygen og hydrogen trekkjer ulikt på dei felles elektronpara., men denne transporten går tregt. Litt vatn følgjer òg med gjennom opne proteinkanalar, men den effektive vasstransporten går gjennom akvaporinar (fasilitert diffusjon).

Akvaporinar

Akvaporinar er protein som dannar kanalar i cellemembranen for rask transport av vassmolekyl inn og ut av cella. Dei gjer at vassmolekyl enkelt kan forflytte seg gjennom cellemembranen utan å bruke energi.
Tegning av proteinkanal som slipper gjennom vannmolekyler i en cellemembran.Akvaporinar regulerer straumen av vatn inn og ut av cella.Det finst fleire typar akvaporinar i membranar hjå både bakteriar, plantar og dyr. Talet på akvaporinar varierer frå celletype til celletype, men kan òg variere i ei celle fordi kanalane blir brotne ned og bygde opp etter behov.

Opninga og lukkinga av kanalane blir styrt av fleire typar signal både innanfrå og utanfor cella. Den positive ladningen i midten av kanalen, hindrar proton og positive ion som K+ og Na+ i å passere.

Døme på kva osmose har å seie fysiologisk sett

For å unngå volumendringar i cellene, har fleircella organismar transportmekanismar som jobbar for å halde ved lag ein vassbalanse.

Vassregulering hos dyr – osmotisk trykk

Cellene er avhengige av stabil osmolaritet og vasskonsentrasjon. Store endringar i miljøet kan føre til at cellene tek opp for mykje vatn og sprekk, eller at dei gir frå seg meir vatn enn dei bør, og krympar.

To løysingar med same osmotiske trykk blir kalla isotoniske.Rød blodcelle i tre ulike løsninger.Osmotisk regulering i celle.Blodplasma er difor isotonisk med cytoplasmaet i dei raude blodcellene. Dersom væska som omsluttar blodcellene får høgare osmolaritet, vil vatn trengje ut av blodcellene slik at dei krympar.

Nyrene – akvaporinar regulerer urinmengda

Plansje som viser akvaporinenes betydning for å holde vannbalansen i kroppen.Akvaporinar spelar ei sentral rolle for væsketrykk i hjerne og auge, i spyttkjertlar, nyrer, blod, tjukktarm og alveolar. I nyrene er det akvaporinane som syter for at vatn blir reabsorbert slik at urinmengda blir redusert frå 180 liter til om lag 1,5 liter. Det er ADH (antidiuretisk hormon) som syter for å opne akvaporinar, slik at meir vatn blir ført tilbake til blodet.

Dersom det er for få akvaporinar i nyrene, kan ein få den alvorlege sjukdommen diabetes insipidus, der ein skil ut inntil 10–30 liter urin per døgn.

Det blir forska på mange sjukdomstilstandar der ein reknar med at akvaporinane sin funksjon kan spele ei viktig rolle. Dette gjeld mellom anna grøn stær, nyre-, hjarte- og leversvikt.

Osmoregulering hos vasslevande dyr

En tehnet ferskvannsfisk med piler som viser opptak og utskilling av vann og salt. Fisk som lever i ferskvatn har høgare osmolaritet (stoffkonsentrasjon) enn omgivnadene, og får i seg for mykje vatn, mellom anna ved osmose i gjellene. Dei må kvitte seg med store mengder vatn og ta opp salt aktivt, for å kontrollere vassbalansen.

Saltvassfisk har det motsette problemet fordi saltkonsentrasjonen i omgivnadene er større enn i cellene. Les meir om osmoregulering hos vasslevande dyr.

Vassregulering hos plantar – osmotisk trykk

Åpne og lukkede spalteåpninger på bladoverflate.Sukkerkonsentrasjonen (osmolariteten) i lukkecellene aukar ved fotosyntese.Lukkecellene som dannar spalteopningane er dei einaste hudcellene med kloroplaster. Ved fotosyntese, vil osmolariteten i lukkecellene bli høgare enn i nabocellene, slik at dei trekkjer til seg vatn ved osmose. Ettersom lukkecellene har stivare vegg på den eine sida, krummar dei seg når trykket aukar. Dermed blir spalteopninga open slik at gassutveksling kan skje.

Vassopptaket i røtene skjer passivt ved osmose på grunn av at mineral som er tekne opp ved aktiv transport, skapar auka osmolaritet i røtene.

Oppgåver
Relatert innhald