spredning

Fra spredning er når væsker eller gasser blandes ved hjelp av browniske molekylære bevegelser. Diffusjon foregår i kroppen for utveksling av stoffer i cellene og for gassutveksling i lungene. Diffusjonsforstyrrelser i lungene forårsaker luftveisinsuffisiens.

Hva er diffusjonen?

Under diffusjon blander tilfeldige bevegelser av egen konsentrasjon forskjellige stoffer som er i direkte eller indirekte kontakt med hverandre. De iboende diffusjonsbevegelsene er også kjent som browniske molekylære bevegelser. Dette er runkede og uregelmessige varmebevegelser av bittesmå, bare mikroskopisk synlige partikler i gasser og væsker. Bevegelsene er oppkalt etter botanikeren Robert Brown, som først så dem på 1800-tallet.

Diffusjon skjer enten passivt eller aktivt. Når det gjelder den aktive formen er det også snakk om en aktiv massetransport. Det skiller seg fra passiv diffusjon ved at den bruker energi.

I menneskekroppen spiller diffusjon en rolle i utvekslingen av stoffer mellom celler og miljøet. Passiv diffusjon forekommer sjelden i celler. Den aktive formen er den fysiologiske diffusjonsformen av stoffer gjennom en cellemembran. En selektiv form for diffusjon finner også sted i organer som nyrene eller ved blod-hjerne-barrieren.

Funksjon & oppgave

Hvis du legger individuelle dråper blekk i et glass vann og ikke rører, kan du se streiking. Etter en stund blir vannet imidlertid relativt ensartet blått og streikene forsvinner. Denne prosessen er også kjent som passiv diffusjon, som kompenserer for forskjellene i konsentrasjonen mellom to væsker. Selvbevegelsene til partiklene alene avbryter konsentrasjonsforskjellene.

Diffusjoner som dette kan også finne sted mellom separerte væsker.Dette er tilfelle i menneskekroppen, der membraner skiller stoffer fra hverandre. Membraner med permeabilitet for ett av de to stoffene vandrer fra en mer konsentrert løsning til en mindre konsentrert. Migrasjonen din foregår langs den såkalte konsentrasjonsgradienten. Antallet partikler i den første væsken viser fremdeles forskjeller langs diffusjonsveien i begynnelsen. I løpet av diffusjonen balanserer tallet ut på diffusjonsveien og det oppstår en likevektstilstand. Etter at likevekt er nådd, diffunderer det samme antall molekyler gjennom membranen i hver retning. På slutten av diffusjonen er konsentrasjonen den samme på begge sider av membranen.

Porestørrelsen på membranen er spesielt avgjørende for passiv diffusjon, med mindre partikler som diffunderer mer passivt enn større. Diffusjonshastigheten bestemmes ikke bare av porestørrelsen, men også av løsningsmiddelets viskositet og temperaturen.

I kroppen er diffusjon avgjørende for utveksling av stoffer mellom celler. Kroppens celler må opprettholde konsentrasjonen av visse stoffer. Den komplette konsentrasjonsutjevningen i forbindelse med passiv diffusjon ville starte celledød. Stoffer har derfor en tendens til å diffundere aktivt i kroppen mot konsentrasjonsgradienten.

Et kjent eksempel på den aktive formen kan sees i K + / Na + -pumpene. Med selektiv diffusjon, som finnes i forskjellige organer i menneskekroppen, viser diffusjonsmembranen bare permeabilitet for utvalgte stoffer.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer og plager

Det er en permanent gassutveksling i menneskets lunger. O2-opptak og CO2-frigjøring skjer i lungene i lungene. I tillegg til ventilasjon, perfusjon og distribusjon, spiller diffusjon også en viktig rolle i utvekslingen. Ved respirasjonsinsuffisiens er det forstyrrelser i en eller flere av de fire prosessene som er involvert i gassutveksling.

Det er mange årsaker til respirasjonssvikt. Både en hindring av luftveiene og en sentral eller perifer respirasjonsdepresjon samt en endret lungemorfologi, for eksempel, er mulige triggere. Hvis det delvise diffusjonssteget forstyrres, skyldes dette ofte en utvidet diffusjonsvei. En slik utvidelse kan være til stede i sammenheng med lungebetennelse, aspirasjon eller ARDS. Fibrose, lungeødem eller sarkoid kan også være årsaken.

Noen ganger er diffusjonsforstyrrelser og en tilhørende respirasjonssvikt også forårsaket av en forkortelse av blodkontaktiden. Slike forkortelser oppstår for eksempel gjennom emfysem, fibrose eller anemi. Sepsis eller en økning i hjertets ytelse er imidlertid også mulige primære årsaker.

Hvis en diffusjonsforstyrrelse i lungene verken skyldes en forkortelse av blodkontaktiden eller en lengre diffusjonsavstand, skyldes sannsynligvis årsaken til luftveisinsuffisiens en redusert utvekslingsoverflate. Overflaten for gjesteutvekslingen kan for eksempel reduseres ved fibrose. Reseksjoner er også en mulig primær årsak. Det samme gjelder atelektase, pleural effusjon og en hema eller pleumotothorax. Under visse omstendigheter reduserer en hevet membran også overflaten.

Legen kan bruke en diffusjonstest for å forstå diffusjonen i lungene og identifisere eventuelle forstyrrelser. Både steady-state, intra-pust og single-pust metodene kan brukes som tester. Diffusjonskapasiteten bestemmes enten bare via konsentrasjonen av gassene i utåndingsluften eller kombinert med en måling av tidevannsvolumene.

Diffusjonsforstyrrelser kan påvirke ikke bare gassutveksling i lungene, men også utvekslingen av stoffer i kroppens celler eller selektiv diffusjon i organer som nyrene. En selektiv diffusjon foregår for eksempel ved blod-hjerne-barrieren, som er ment å beskytte sentralnervesystemet mot skadelige eller ubrukelige stoffer. Ved forskjellige nevrologiske sykdommer gir blod-hjerne-barrieren opp denne selektive funksjonen og lar falske eller til og med alle stoffer passere.