
低渗溶液(Hypotonic Solution)是指溶质浓度低于另一种溶液(通常指细胞质或血浆)的溶液。其核心特征为渗透压较低,当细胞置于其中时,水分会通过渗透作用进入细胞,导致细胞膨胀甚至破裂(如红细胞溶血)。
中文定义
低渗溶液指渗透压低于生物体细胞内液或标准参照溶液(如生理盐水)的溶液。其溶质微粒浓度较低,水分子会顺渗透梯度向高溶质浓度区域扩散,引发细胞吸水。
来源:人民卫生出版社《生理学》(第9版)
英文定义
Ahypotonic solution has a lower solute concentration compared to the cytosol of a cell. This results in water entering the cell via osmosis, potentially causing cellular swelling or lysis.
来源:Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 14th Ed.
细胞反应机制
在低渗环境中,细胞膜内外渗透压失衡,水分子通过水通道蛋白(aquaporins)快速内流。例如,红细胞会膨胀成球形并破裂(溶血),植物细胞则依赖细胞壁抵抗膨胀(膨胀状态)。
临床应用警示
静脉注射低渗溶液可导致血细胞溶解,故临床输液需严格使用等渗溶液(如0.9% NaCl)。但特定场景如低钠血症治疗时,需在监护下缓慢输注低渗溶液纠正电解质失衡。
来源:Lippincott Illustrated Reviews: Physiology
溶液类型 | 渗透压关系 | 细胞水分运动方向 | 典型示例 |
---|---|---|---|
低渗溶液 | 低于细胞内液 | 向细胞内流入 | 蒸馏水、0.45% NaCl |
等渗溶液 | 等于细胞内液 | 动态平衡 | 0.9% NaCl(生理盐水) |
高渗溶液 | 高于细胞内液 | 向细胞外流出 | 10% 葡萄糖溶液 |
低渗溶液在实验室中用于细胞裂解(如DNA提取),而在自然界中,淡水生物通过排泄多余水分维持渗透平衡。其作用机制遵循范特霍夫渗透压公式:
$$ pi = iCRT $$
其中 $pi$ 为渗透压,$C$ 为摩尔浓度,$R$ 为气体常数,$T$ 为绝对温度,$i$ 为溶质解离系数。
低渗溶液是指渗透压低于正常血浆渗透压的溶液,其核心特征为溶质浓度较低,导致水分通过半透膜向溶液内扩散。以下是详细解释:
定义与标准
以人体血浆正常渗透压(约720-800 kPa或7.6个大气压)为基准,低渗溶液的渗透压低于此范围。具体数值上,若溶液渗透浓度<280 mmol/L(血浆正常渗透浓度为280-320 mmol/L),则属于低渗溶液。
渗透作用原理
当细胞置于低渗溶液中时,因外界溶液浓度<细胞质浓度,水分子会通过细胞膜向细胞内扩散,导致细胞吸水膨胀。这种现象在生物学中称为渗透作用,渗透压差是驱动水分移动的关键因素。
应用与实例
对比其他溶液
低渗溶液通过浓度差影响生物体内的水分平衡,其定义和实际应用均围绕渗透压展开,需结合具体场景(如医疗、实验)选择合适浓度的溶液。
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