
低滲溶液(Hypotonic Solution)是指溶質濃度低于另一種溶液(通常指細胞質或血漿)的溶液。其核心特征為滲透壓較低,當細胞置于其中時,水分會通過滲透作用進入細胞,導緻細胞膨脹甚至破裂(如紅細胞溶血)。
中文定義
低滲溶液指滲透壓低于生物體細胞内液或标準參照溶液(如生理鹽水)的溶液。其溶質微粒濃度較低,水分子會順滲透梯度向高溶質濃度區域擴散,引發細胞吸水。
來源:人民衛生出版社《生理學》(第9版)
英文定義
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.
來源:Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 14th Ed.
細胞反應機制
在低滲環境中,細胞膜内外滲透壓失衡,水分子通過水通道蛋白(aquaporins)快速内流。例如,紅細胞會膨脹成球形并破裂(溶血),植物細胞則依賴細胞壁抵抗膨脹(膨脹狀态)。
臨床應用警示
靜脈注射低滲溶液可導緻血細胞溶解,故臨床輸液需嚴格使用等滲溶液(如0.9% NaCl)。但特定場景如低鈉血症治療時,需在監護下緩慢輸注低滲溶液糾正電解質失衡。
來源:Lippincott Illustrated Reviews: Physiology
溶液類型 | 滲透壓關系 | 細胞水分運動方向 | 典型示例 |
---|---|---|---|
低滲溶液 | 低于細胞内液 | 向細胞内流入 | 蒸餾水、0.45% NaCl |
等滲溶液 | 等于細胞内液 | 動态平衡 | 0.9% NaCl(生理鹽水) |
高滲溶液 | 高于細胞内液 | 向細胞外流出 | 10% 葡萄糖溶液 |
低滲溶液在實驗室中用于細胞裂解(如DNA提取),而在自然界中,淡水生物通過排洩多餘水分維持滲透平衡。其作用機制遵循範特霍夫滲透壓公式:
$$ pi = iCRT $$
其中 $pi$ 為滲透壓,$C$ 為摩爾濃度,$R$ 為氣體常數,$T$ 為絕對溫度,$i$ 為溶質解離系數。
低滲溶液是指滲透壓低于正常血漿滲透壓的溶液,其核心特征為溶質濃度較低,導緻水分通過半透膜向溶液内擴散。以下是詳細解釋:
定義與标準
以人體血漿正常滲透壓(約720-800 kPa或7.6個大氣壓)為基準,低滲溶液的滲透壓低于此範圍。具體數值上,若溶液滲透濃度<280 mmol/L(血漿正常滲透濃度為280-320 mmol/L),則屬于低滲溶液。
滲透作用原理
當細胞置于低滲溶液中時,因外界溶液濃度<細胞質濃度,水分子會通過細胞膜向細胞内擴散,導緻細胞吸水膨脹。這種現象在生物學中稱為滲透作用,滲透壓差是驅動水分移動的關鍵因素。
應用與實例
對比其他溶液
低滲溶液通過濃度差影響生物體内的水分平衡,其定義和實際應用均圍繞滲透壓展開,需結合具體場景(如醫療、實驗)選擇合適濃度的溶液。
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