Ας δώσουμε πρώτα τον ορισμό του φαινομένου, όπως θα τον βρείτε σε βιβλία φυσικής και χημείας:
«Με τον όρο Ώσμωση περιγράφεται το φαινόμενο της διέλευσης περισσοτέρων μορίων διαλύτη, μέσω μίας ημιδιαπερατής μεμβράνης, από το διαλύτη στο διάλυμα, ή από το αραιότερο διάλυμα προς το πυκνότερο διάλυμα».
Τι είναι διαλύτης;
Διαλύτης ονομάζεται ένα υγρό, μέσα στο οποίο διαλύονται μία ή περισσότερες ουσίες και έτσι δημιουργείται ένα διάλυμα, δηλαδή ένα ομοιογενές μείγμα, που έχει την ίδια σύσταση σε όλη του τη μάζα.
Θα έχετε ακούσει, πως το σώμα μας αποτελείται κατά 70% από νερό. Το νερό λοιπόν είναι και ο σημαντικότερος διαλύτης, που συναντάμε στα έμβια όντα. Μέσα στο νερό διαλύονται οι διάφορες ουσίες, που είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη και τη σωστή λειτουργία του σώματός μας.
Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα διαλύματος είναι το αλατόνερο. Σε αυτό έχουμε το διαλύτη – το νερό – και τη διαλυόμενη ουσία – το αλάτι – και μαζί αυτά τα δύο δημιουργούν ένα ομοιογενές διάλυμα.
Τι είναι ημιδιαπερατή μεμβράνη;
Ημιδιαπερατή ονομάζεται μία μεμβράνη, που έχει μικρούς πόρους (οπές ή τρύπες), δια μέσω των οποίων είναι δυνατόν να περάσουν τα μόρια του διαλύτη, αλλά όχι και τα μόρια της διαλυμένης ουσίας.
Στο παράδειγμα του αλατόνερου, μία ημιδιαπερατή μεμβράνη θα επέτρεπε στα μόρια του νερού να περάσουν, αλλά όχι και στα μόρια του αλατιού.
Ας δούμε πώς λειτουργεί το φαινόμενο της ώσμωσης…
Ας φανταστούμε πως έχουμε ένα δοχείο, το οποίο το έχουμε χωρίσει σε δύο μέρη με μία ημιδιαπερατή μεμβράνη, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Στο ένα μέρος του δοχείου βάζουμε αλατόνερο, στο οποίο η συγκέντρωση αλατιού είναι μικρή («αραιό» αλατόνερο) και στο άλλο αλατόνερο με υψηλή συγκέντρωση αλατιού («πυκνό» αλατόνερο).
Στη Φύση «δεν» αρέσει να υπάρχουν δύο διαλύματα με διαφορετική πυκνότητα (ένα αραιό και ένα πυκνό δηλαδή) χωρισμένα από μία ημιδιαπερατή μεμβράνη. Με το φαινόμενο της Ώσμωσης «προσπαθεί» να εξισορροπήσει τις συγκεντρώσεις (την «πυκνότητα» δηλαδή) των δύο διαλυμάτων.
Έτσι νερό μετακινείται μέσα από τους πόρους της ημιδιαπερατής μεμβράνης από το «αραιό» αλατόνερο προς το «πυκνό» αλατόνερο. Η Φύση «προσπαθεί» να εξισορροπήσει δια του φαινομένου της Ώσμωσης τις συγκεντρώσεις (δηλαδή τις «πυκνότητες») των δύο διαλυμάτων.
Συνεπώς, η Ώσμωση θα συνεχιστεί μέχρι τα δύο διαλύματα να αποκτήσουν την ίδια συγκέντρωση («πυκνότητα») σε αλάτι. Σωστά;
Η απάντηση είναι «όχι πάντα». Όσο το νερό μετακινείται προς το πιο πυκνό διάλυμα, η στάθμη του ανεβαίνει και έτσι το νέο νερό που εισέρχεται στο πυκνό διάλυμα χρειάζεται να «σηκώσει» και το βάρος του διαλύματος, που ήδη βρίσκεται μέσα στη στήλη αυτή. Ενδέχεται, κάποια στιγμή – πριν οι συγκεντρώσεις των δύο διαλυμάτων «εξισωθούν» – η «δύναμη» της Ώσμωσης, που μετακινεί το νερό να μην είναι αρκετή, ώστε να «υπερνικήσει» το βάρος του νερού. Τότε η πορεία του νερού θα σταματήσει, ακόμα και αν οι συγκεντρώσεις των δύο διαλυμάτων δεν έχουν εξισωθεί.
Αν μάλιστα με ένα έμβολο ασκήσουμε εμείς πίεση στην επιφάνεια του «πυκνού» διαλύματος, η Ώσμωση θα σταματήσει νωρίτερα και ενδεχομένως το νερό να ακολουθήσει ακόμα και την «αντίθετη» πορεία (από το «πυκνό» στο «αραιό» διάλυμα).
Γιατί το φαινόμενο της ώσμωσης είναι σημαντικό για τη λειτουργία του σώματός μας;
Η «βασική λειτουργική μονάδα» του σώματός μας είναι το κύτταρο. Θα μπορούσε κάποιος σχηματικά να πει, πως η λειτουργία ολόκληρου του οργανισμού μας είναι – υπό μίαν έννοια – η συνισταμένη (δηλαδή το «άθροισμα») της λειτουργίας των επιμέρους κυττάρων, έκαστο εκ των οποίων «εξειδικεύεται» σε συγκεκριμένη λειτουργία, ανάλογα με το όργανο, όπου εντοπίζεται.
Έτσι, προκειμένου να εκπληρωθούν με ορθό τρόπο οι διάφορες διεργασίες στο σώμα μας, είναι απαραίτητο τα κύτταρά του να λειτουργούν σωστά και «κατά μόνας» (το καθένα μόνο του), αλλά και «ομαδικά», αφού οι λειτουργίες τους θα πρέπει να είναι «συντονισμένες».
Στην παρακάτω εικόνα έχουμε τη σχηματική απεικόνιση ενός κυττάρου:
Διακρίνουμε:
- Την κυτταρική μεμβράνη, η οποία είναι κατ’ ουσίαν το «περίβλημα» του κυττάρου.
- Το κυτταρόπλασμα, που είναι σε αδρές γραμμές ένα διάλυμα με διαλύτη το νερό, μέσα στο οποίο εντοπίζονται (διαλυμένες) διάφορες ουσίες, απαραίτητες για την λειτουργία του κυττάρου.
- Μέσα στο κυτταρόπλασμα εντοπίζουμε εξάλλου και διάφορα εξειδικευμένα οργανίδια του κυττάρου, που είναι απαραίτητα για τη διατήρησή του στη ζωή, αλλά και τον πυρήνα, όπου εντοπίζεται το γενετικό του υλικό (το DNA δηλαδή).
Η κυτταρική μεμβράνη είναι ένα είδος ημιδιαπερατής μεμβράνης και το φαινόμενο της ώσμωσης καθορίζει έως ένα βαθμό τη μετακίνηση νερού από το κυτταρόπλασμα, προς το υγρό, που περιβάλλει το κύτταρο και αντίστροφα. Η μετακίνηση αυτή του νερού έχει εξέχουσα σημασία, όσον αφορά την ορθή λειτουργία του κυττάρου.
Όμως το φαινόμενο της ώσμωσης δεν ρυθμίζει τη λειτουργιά του σώματός μας μόνο σε μικροσκοπικό (κυτταρικό) επίπεδο, αλλά και σε «μακροσκοπικό» επίπεδο.
Για παράδειγμα:
- Το τοίχωμα των αιμοφόρων αγγείων «συμπεριφέρεται» ως ημιδιαπερατή μεμβράνη. Επομένως, μετακίνηση υγρού από και προς το εσωτερικό των αγγείων (τον «αυλό» τους δηλαδή) καθορίζεται εν μέρει από το φαινόμενο της ώσμωσης.
- Το τοίχωμα του αμνιακού σάκου, μέσα στον οποίο αναπτύσσεται το μωρό προστατευμένο από το εξωτερικό περιβάλλον «κολυμπώντας» μέσα στο αμνιακό υγρό, αποτελείται από δύο ημιδιαπερατές μεμβράνες (το χόριο και το άμνιο) – βλ. εικόνα:
Έτσι το φαινόμενο της ώσμωσης «συμμετέχει ενεργά» και σε αυτήν καθαυτήν την παραγωγή του αμνιακού υγρού.
Δρ ΜΕΝΕΛΑΟΣ ΚΩΝ. ΛΥΓΝΟΣ, MSc, PhD
ΜΑΙΕΥΤΗΡ ΧΕΙΡΟΥΡΓΟΣ ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΟΣ
Master of Science University College London
Διδάκτωρ Μαιευτικής Γυναικολογίας
www.eleftheia.gr
