Осмос

(греч. ōsmos толчок, проталкивание, давление)

самопроизвольный переход вещества, обычно растворителя, через полупроницаемую мембрану, отделяющую раствор от чистого растворителя или от раствора меньшей концентрации.

Осмос обусловлен стремлением системы к термодинамическому равновесию и выравниванию концентраций растворов по обе стороны мембраны путем односторонней диффузии молекул растворителя. Поскольку мембрана полупроницаема, т.е. проницаема для небольших молекул растворителя (например, воды) и непроницаема для молекул растворенного вещества, О. всегда направлен от чистого растворителя к раствору или от менее концентрированного раствора к более концентрированному. О. характеризуется осмотическим давлением, количественно оцениваемым как давление на раствор, отделенный от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается О. и устанавливается осмотическое равновесие по обе стороны мембраны. При увеличении осмотического давления, например в тканевой жидкости, являющейся растворителем минеральных и органических веществ в организме, жидкость поступает из клетки в межклеточное пространство (экзоосмос) и, наоборот, при уменьшении давления — из межклеточного пространства в клетку (эндоосмос). Растворы с осмотическим давлением, равным осмотическому давлению клеточной жидкости, называются изотоническими или изоосмотическими; растворы с более высоким или более низким, чем в клетке, давлением — соответственно гипертоническими и гипотоническими.

Физические механизмы О. лежат в основе дезинтоксикационного, гипотензивного, диуретического и желчегонного действия гипертонических растворов лекарственных веществ — таких, например, как 3—10% раствор хлорида натрия, 25% раствор сульфата магния, 30% раствор тиосульфата натрия, 10—40% растворы глюкозы. При местном применении гипертонические растворы, в частности раствор хлорида натрия, оказывают противомикробное и противовоспалительное действие. Под их влиянием микробные клетки теряют воду, сморщиваются, жизнедеятельность их резко снижается; при воспалительных процессах уменьшаются гиперемия и отек.

Осмос играет важную роль в регуляции водно-солевого обмена (Водно-солевой обмен) и поддержании концентрации ионов различных веществ в жидкостях внутренней среды организма на постоянном уровне (см. Гомеостаз). Путем О. осуществляется транспорт воды через эпителий кишечника, через эпителий почечных канальцев в процессе концентрации мочи, обмен воды между тканевой жидкостью и кровью.

Поддержание водно-солевого баланса организма обеспечивается комплексом физиологических и физико-химических механизмов осморегуляции, включающим осморецепторы, образующие рефлексогенные зоны в различных органах и тканях, а также в гипоталамической области головного мозга, и волюморецепторы сердечно-сосудистой системы. Осморецепторы гипоталамуса тесно связаны с нейросекреторными ядрами, регулирующими синтез антидиуретического гормона вазопрессина. При повышении осмотического давления крови вследствие потери организмом воды или избыточного поступления в него соли происходит возбуждение осморецепторов, усиливается реабсорбция воды почечными канальцами и уменьшается диурез. Одновременно возбуждаются нервные механизмы, обусловливающие возникновение жажды (Жажда). При избыточном поступлении воды в организм образование и выделение антидиуретического гормона резко снижаются, что приводит к уменьшению обратного всасывания воды в почках. Особая роль в поддержании физиологической величины осмотического давления принадлежит ионам натрия (Натрий). Содержание натрия в плазме крови регулируется почками (Почки). Избыточное выведение натрия из организма или недостаточное поступление его с пищей может привести к обезвоживанию организма (Обезвоживание организма).

Роль осмотического буфера при изменениях осмотического давления может выполнять и сама кровь, что связано, по-видимому, с перераспределением ионов между плазмой и эритроцитами, а также способностью белков плазмы связывать и отдавать ионы. Важное значение в обмене воды между кровью и тканевой жидкостью имеет доля осмотического давления, обусловленная белками плазмы и называемая онкотическим давлением. Хотя его величина (0,03—0,04 атм, или 3—4 кПа) составляет всего ¹/₂₀₀ часть общего осмотического давления крови (7,6 атм, или 770 кПа), оно играет существенную роль в распределении воды между кровью и тканями организма. Благодаря высокой гидрофильности белков, особенно альбуминов, онкотическое давление является важным фактором, способствующим лимфо- и мочеобразованию (см. Лимфатическая система, Моча, Почки). Снижение онкотического давления вследствие гипопротеинемии (см. Протеинемия) может привести к возникновению отеков (Отёки).