الظاهرة الأسموزية 

تعبر الظاهرة الأسموزية على انتقال السائل المذيب من الوسط المنخفض في التركيز إلى الوسط المرتفع في التركيز من خلال غشاء شبه نفاذ له صفة الاختيار. يمكن قياس هذه الظاهرة باستخدام جهاز (الأزموميتر osmometer) الذي يتكون من غرفتين زجاجيتين منفصلتين بغشاء بلازمي (شكل 1) :

شكل 1 : جهاز الأزموميتر لقياس الظاهرة الأسموزية

ويمكن مشاهدة الظاهرة الأسموزية من خلال اتباع الخطوات التالية :

1. وضع ماء مقطر في الغرفتين أ، ب مع ملاحظة استواء مستوى الماء بداخلهما وذلك بسبب نفاذية الغشاء.
2. اضافة محلول مركز (ملحي او سكري) في إحدى الغرفتين (غرفة ب مثلا).
3. ينتقل الماء من الوسط المخفف (غرفة أ) إلى الوسط المركز (غرفة ب) إلى ان يتساوى الضغط الأسموزي على الجانبين. انتقال الماء عكس الوسط المركز ينتج عنه مقاومة عكسية تحدثها الجزيئات المذابة تسمى هذه المقاومة بالضغط الأسموزي. وحيث ان قوة الضغط الأسموزي تتناسب مع عدد ونوعية الجزيئات المذابة وبذا فهي تقاس كيميائياً ويعبر عنها بوحدة الأوزمول (Osmol).

فمثلا : المركبات غير القابلة للتأين، كالجلوكوز، نجد أن 1 جرام وزن جزيء من الجلوكوز = 180 جرام = 1 أوزمول. أما بالنسبة لكلوريد الصوديوم الذي يتأين إلى عنصرين فإن 1 جرام وزن جزيئي من كلوريد الصوديوم = 58.5 جرام = 2 أوزمول.

لذلك فإن الأزمولاليتي للمادة المذابة تساوي 1 ميللي أوزمول لكل 1 كجم. ونظراً لصعوبة ترجمة قيمة المواد المذابة إلى اوزان رقمية تمت الاستعاضة عنها باستخدام المعيار الحجمي (لتر) بدلاً من الوزني (كجم) وأصبح يطلق عليها (الأسمولاريتي). حيث ان الأسمولاريتي = 1 أوزمول من المادة المذابة لكل 1 لتر من الماء.

يمكن حساب الضغط الأسموزي على حسب قوانين الغازات كما يلي :

الضغط الأسموزي = عدد الجزيئات المذابة × ثابت الغاز + الحرارة المطلقة

                                                          (الحجم)

وللتعرف على الظاهرة الأسموزية في الجسم عادة ما تستخدم خلايا الدم الحمراء بسبب وجودها داخل محتوى مائي (البلازما)، كنموذج حيوي لتفسير هذه الظاهرة. تحتوي خلايا الدم الحمراء على تركيز من (ص كل) يساوي حوالي 0.85 – 0.90% وهو التركيز الموجود في السائل خارج هذه الخلايا ويحيط بها. وفي هذه الحالة يسمى السائل بـ (السائل متساوي التوتر (Isotonic solution) بمعنى أن التركيز داخل الخلية الحمراء يساوي ما في خارجها وبالتالي لا مجال لانتقال الماء من خلال الغشاء.

استخدام السائل الفسيولوجي الملحي (Physiological saline solution. PSS) في العلاج الطبي لتعويض الماء والأملاح المفقودة ما هو إلا محلول متساوي التوتر يحتوي على نفس التركيز من (ص كل) كما هو موجود داخل الخلايا الحمراء.

عندما ينخفض تركيز (ص كل) خارج الخلية عن 0.85% مقارنة بوسط الخلية فإن السائل في هذه الحالة يسمى بالسائل منخفض التوتر (hypotonic solution) الأمر الذي يؤدي إلى دخول الماء إلى وسط الخلية وربما انفجارها (hemolusis) وخروج الهيموجلوبين منها. اما اذا زاد تركيز (ص كل) في السائل خارج الخلية عن 0.85% مقارنة لوسط الخلية فإن السائل في هذه الحالة يصبح سائل مرتفع التوتر (hyoertonic solution) الأمر الذي قد يؤديا لى خروج الماء خارج الخلية مسبباً في أنكماشها (crenation).

تتأثر الظاهرة الأسموزية بشكل واضح بمستوى الماء على جانبي الغشاء وهي بالتالي المحدد الرئيسي لكمية الضغط الأسموزي الناتجة عنها. يتم تنظيم مستوى الضغط الأسموزي من خلال وجود مستقبلات أوسموزية osmotic recptors، على الجسم تحت السريري (hypothalamus) تستشعر الزيادة او النقصان في مستوى الماء في الدم. عندما يزداد الضغط الأسموزي للدم (نقص في حجم الماء) يقوم الجسم تحت السريري بتحفيز إفراز الهرمون المضاد لإدرار البول Anti duretic hormone,  الذي يعمل على اعادة امتصاص الماء من القنوات الجامعة بنيفرون الكلية وبذلك يظهر البول مركزاً بينما انخفاض الضغط الأسموزي (زيادة في حجم الماء) على الجانب الآخر يثبط إفراز هذا الهرمون وبالتالي يظهر البول في الشكل المخفف.

يمكن تلخيص أهم الفروقات بين الانتشار والنقل النشط والظاهرة الأسموزية كما في الجدول (1) :

جدول 1 :الفرق بين الانتشار والنقل النشط والظاهرة الأسموزية