Costanzo - Fisiologia

12 • Capitolo 1 Osmolalità L’ osmolalità differisce dall’osmolarità in quanto rappre- senta la concentrazione delle particelle osmoticamente attive espressa come osmoli (o milliosmoli) per kg di acqua . Poiché 1 kg di acqua è pressoché equivalente a 1 L di acqua, osmola r ità e osmola l ità avranno essenzial- mente lo stesso valore numerico. Pressione osmotica L’ osmosi rappresenta il flusso di acqua attraverso una membrana semipermeabile in seguito a una differenza di concentrazione. La differenza di concentrazione di un soluto genera una differenza di pressione osmotica attraverso la membrana che rappresenta la forza motrice per il flusso osmotico dell’acqua. La Figura 1-9 illustra il concetto di osmosi. Nella Figura 1-9A, sono mostrate due soluzioni acquose contenute in un recipiente aperto. La membrana che separa le due soluzioni è permeabile all’acqua, ma è impermeabile al soluto. All’inizio, il soluto è presente solo nella solu- zione 1. Il soluto nella soluzione 1 produce una pressione osmotica e causa, attraverso l’interazione del soluto con i pori della membrana, una riduzione della pressione idrostatica nella soluzione 1. La differenza della pressione idrostatica, attraverso la membrana, che ne risulta fa in modo che l’acqua fluisca dalla soluzione 2 alla soluzione 1. Con il tempo, il flusso dell’acqua causa un aumento di volume della soluzione 1 e una diminuzione del volume della soluzione 2. Nella Figura 1-9B la preparazione è stata modificata in maniera che il flusso dell’acqua verso la soluzione 1 sia bloccata mediante applicazione di una pressione attraverso un pistone. La pressione necessaria per fermare il flusso di acqua rappresenta la pressione osmotica della soluzione 1. il Ca 2 + esce dalla cellula contro il suo gradiente elettro- chimico. La Figura 1-8 illustra il concetto di scambio Ca 2 + -Na + nella membrana della cellula muscolare. Lo scambiatore proteico presenta dei siti di riconoscimento sia per il Ca 2 + sia per il Na + . La proteina deve legare il Ca 2 + sul lato intracellulare della membrana e, nello stesso momento, deve legare il Na + sul lato extracellulare; in questa conformazione lo scambiatore proteico ruota e deposita il Ca 2 + all’esterno della cellula e il Na + all’interno. La stechiometria dell’antiporto Ca 2 + -Na + varia a seconda del tipo cellulare e può addirittura variare nell’ambito dello stesso tipo cellulare al variare delle condizioni. In genere, comunque, tre ioni Na + entrano nella cellula per ogni ione Ca 2 + che esce dalla cellula. In base a questa stechiometria di tre ioni Na + per uno ione Ca 2 + , tre cariche positive entrano nella cellula mentre escono due cariche positive, rendendo lo scambiatore Ca 2 + -Na + elettrogenico. Osmosi L’osmosi è il flusso di acqua attraverso una membrana semipermeabile dovuto alla differenza di concentrazione di soluti. Le differenze di concentrazione dei soluti non permeanti determinano differenze di pressione osmotica che a loro volta determinano il flusso dell’acqua per osmosi. L’osmosi di acqua non è diffusione di acqua: l’osmosi avviene perché esiste una differenza di pressione, mentre la diffusione avviene perché esiste una differenza di concentrazione (o attività) dell’acqua. Osmolarità L’osmolarità di una soluzione è la concentrazione al suo interno di particelle osmoticamente attive, espresse come osmoli per litro o milliosmoli per litro. Per calcolare l’o- smolarità è necessario conoscere la concentrazione del soluto e se il soluto si dissocia in soluzione. Per esempio il glucosio non si dissocia in soluzione, il NaCl si dissocia in due particelle e CaCl 2 in tre particelle. Il simbolo “g” indica il numero di particelle in soluzione e considera se c’è una dissociazione completa o parziale. Quindi se il NaCl si dissocia in due particelle, g è uguale a 2,0; se il NaCl si dissocia solo parzialmente, g avrà un valore tra 1,0 e 2,0. L’osmolarità viene calcolata nel modo seguente: Osmolarità = g C dove Osmolarità = Concentrazione delle particelle (mOsm/L) g = Numero di particelle per mole in soluzione (Osm/mol) C = Concentrazione (mmol/L) Se due soluzioni hanno la stessa osmolarità, vengono dette isosmotiche . Se due soluzioni hanno osmolarità differenti, la soluzione che ha osmolarità più alta è detta iperosmotica e la soluzione che ha osmolarità più bassa è definita iposmotica. PROBLEMA. La soluzione A è 2 mmol/L di urea, mentre la soluzione B è 1 mmol/L di NaCl. Assumendo che g NaCl = 1,85. Le due soluzione sono isosmotiche? SOLUZIONE. Bisogna calcolare le osmolarità di entrambe le soluzioni per poterle confrontare. La soluzione A contiene urea, la quale non si dissocia in soluzione. La soluzione B contiene NaCl, che si dissocia parzialmente e non completamente in soluzione (cioè g <2,0). Quindi: Osmolarità A = 1 Osm/mol × 2 mmol/L = 1,85 mOsm/L Osmolarità B = 1,85 Osm/mol × 1 mmol/L = 2 mOsm/L Le due soluzioni non hanno la stessa osmolarità; di conseguenza, non sono isosmotiche. La soluzione A ha osmolarità più alta rispetto a B ed è iperosmotica, mentre la soluzione B è iposmotica.

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