khuếch tán

Từ khuếch tán là khi chất lỏng hoặc chất khí trộn lẫn với nhau bằng chuyển động phân tử Brown. Sự khuếch tán diễn ra trong cơ thể để trao đổi các chất trong tế bào và trao đổi khí ở phổi. Rối loạn khuếch tán trong phổi gây suy hô hấp.

Sự khuếch tán là gì?

Trong quá trình khuếch tán, chuyển động ngẫu nhiên của chúng trộn lẫn các chất đậm đặc khác nhau tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau. Các chuyển động nội tại của sự khuếch tán còn được gọi là chuyển động phân tử Brown. Đây là những chuyển động nhiệt giật cục và không đều của các hạt cực nhỏ, chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi trong khí và chất lỏng. Các chuyển động này được đặt theo tên của nhà thực vật học Robert Brown, người lần đầu tiên nhìn thấy chúng vào thế kỷ 19.

Sự khuếch tán diễn ra thụ động hoặc chủ động. Trong trường hợp của hình thức hoạt động, cũng có nói về một phương tiện vận chuyển khối lượng tích cực. Nó khác với khuếch tán thụ động ở chỗ nó sử dụng năng lượng.

Trong cơ thể con người, khuếch tán có vai trò trao đổi chất giữa tế bào và môi trường. Khuếch tán thụ động hiếm khi xảy ra trong tế bào. Dạng hoạt động là dạng khuếch tán sinh lý của các chất qua màng tế bào. Một dạng khuếch tán chọn lọc cũng diễn ra trong các cơ quan như thận hoặc ở hàng rào máu não.

Chức năng & nhiệm vụ

Nếu bạn nhỏ từng giọt mực vào cốc nước và không khuấy, bạn có thể thấy vệt mực. Tuy nhiên, sau một thời gian, nước chuyển sang màu xanh tương đối đồng nhất và các vệt biến mất. Quá trình này còn được gọi là khuếch tán thụ động, nó bù đắp cho sự khác biệt về nồng độ giữa hai chất lỏng. Chỉ riêng sự tự chuyển động của các hạt đã loại bỏ sự khác biệt về nồng độ.

Sự khuếch tán như thế này cũng có thể diễn ra giữa các chất lỏng tách biệt.Đây là trường hợp trong cơ thể con người, nơi các màng ngăn cách các chất với nhau. Các màng có tính thấm đối với một trong hai chất sẽ chuyển từ dung dịch đậm đặc hơn sang dung dịch ít đậm đặc hơn. Quá trình di chuyển của bạn diễn ra dọc theo cái gọi là gradient nồng độ. Số lượng các hạt trong chất lỏng đầu tiên vẫn cho thấy sự khác biệt dọc theo đường khuếch tán lúc đầu. Trong quá trình khuếch tán, số cân bằng ra trên đường khuếch tán và xảy ra trạng thái cân bằng. Sau khi đạt đến trạng thái cân bằng, số phân tử khuếch tán qua màng theo mỗi hướng như nhau. Khi kết thúc quá trình khuếch tán, nồng độ ở hai bên màng như nhau.

Kích thước lỗ của màng đặc biệt quyết định đối với sự khuếch tán thụ động, với các hạt nhỏ sẽ khuếch tán thụ động hơn các hạt lớn. Tốc độ khuếch tán không chỉ được xác định bởi kích thước lỗ xốp mà còn bởi độ nhớt của dung môi và nhiệt độ.

Trong cơ thể, sự khuếch tán có ý nghĩa quyết định đối với sự trao đổi chất giữa các tế bào. Các tế bào của cơ thể phải duy trì nồng độ của một số chất. Sự cân bằng nồng độ hoàn toàn trong bối cảnh khuếch tán thụ động sẽ bắt đầu quá trình chết tế bào. Do đó, các chất có xu hướng khuếch tán tích cực trong cơ thể so với gradient nồng độ.

Một ví dụ nổi tiếng về dạng hoạt động có thể được nhìn thấy trong máy bơm K + / Na +. Với sự khuếch tán chọn lọc, như có thể thấy ở các cơ quan khác nhau trong cơ thể người, màng khuếch tán chỉ thể hiện tính thấm đối với các chất đã chọn.

Bạn có thể tìm thấy thuốc của mình tại đây

Bệnh tật & ốm đau

Có một sự trao đổi khí vĩnh viễn trong phổi của con người. Quá trình hấp thụ O2 và thải CO2 diễn ra trong các phế nang của phổi. Ngoài thông khí, tưới máu và phân phối, khuếch tán cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi. Trong suy hô hấp, có những rối loạn của một hoặc nhiều trong bốn quá trình liên quan đến trao đổi khí.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến suy hô hấp. Cả sự tắc nghẽn đường thở và suy giảm hô hấp trung ương hoặc ngoại vi cũng như hình thái phổi bị thay đổi, chẳng hạn, đều là những nguyên nhân có thể gây ra. Nếu bước khuếch tán từng phần bị xáo trộn, điều này thường là do đường khuếch tán mở rộng. Sự mở rộng như vậy có thể xuất hiện trong bối cảnh viêm phổi, hít thở hoặc ARDS. Nguyên nhân gây bệnh xơ hóa, phù phổi hoặc sarcoid.

Đôi khi rối loạn khuếch tán và suy hô hấp kèm theo cũng do rút ngắn thời gian tiếp xúc với máu. Sự rút ngắn như vậy xảy ra, ví dụ, thông qua khí phế thũng, xơ hóa hoặc thiếu máu. Tuy nhiên, nhiễm trùng huyết hoặc tăng cung lượng tim cũng có thể là nguyên nhân chính.

Nếu rối loạn khuếch tán của phổi không phải do thời gian tiếp xúc với máu bị rút ngắn cũng như do khoảng cách khuếch tán dài hơn, thì nguyên nhân của suy hô hấp có thể là do bề mặt trao đổi bị giảm. Ví dụ, bề mặt trao đổi khách có thể bị giảm do xơ hóa. Sự phản đối cũng có thể là một nguyên nhân chính. Điều này cũng đúng với xẹp phổi, tràn dịch màng phổi và hema hoặc tràn khí màng phổi. Trong một số trường hợp nhất định, màng ngăn nâng lên cũng làm giảm diện tích bề mặt.

Bác sĩ có thể sử dụng xét nghiệm khuếch tán để hiểu sự khuếch tán trong phổi và xác định bất kỳ rối loạn nào. Cả hai phương pháp thở ở trạng thái ổn định, hơi thở trong và hơi thở đơn đều có thể được sử dụng làm xét nghiệm. Khả năng khuếch tán hoặc chỉ được xác định thông qua nồng độ của khí trong không khí thở ra hoặc kết hợp với phép đo thể tích thủy triều.

Rối loạn khuếch tán có thể ảnh hưởng không chỉ đến sự trao đổi khí ở phổi mà còn ảnh hưởng đến sự trao đổi các chất trong tế bào của cơ thể hoặc sự khuếch tán có chọn lọc ở các cơ quan như thận. Một sự khuếch tán có chọn lọc diễn ra, ví dụ, tại hàng rào máu não, hàng rào này được coi là bảo vệ hệ thần kinh trung ương khỏi các chất có hại hoặc không sử dụng được. Trong các bệnh thần kinh khác nhau, hàng rào máu não từ bỏ chức năng chọn lọc này và cho phép tất cả các chất sai hoặc thậm chí đi qua.