Difuzija je, ko se tekočine ali plini mešajo s pomočjo Brownovega molekularnega gibanja. V telesu pride do difuzije za izmenjavo snovi med celicami in za izmenjavo plinov v pljučih. Motnje difuzije v pljučih povzročajo dihalno insuficienco.
Kaj je difuzija?
V telesu pride do difuzije za izmenjavo snovi med celicami in za izmenjavo plinov v pljučih. Difuzija vključuje mešanje snovi različnih koncentracij, ki so v neposrednem ali posrednem stiku med seboj z naključnimi pravilnimi gibi. Pravilni gibi difuzije se imenujejo tudi Brownovo molekularno gibanje. So sunkoviti in nepravilni toplotni gibi drobnih delcev v plinih in tekočinah, ki so vidni le mikroskopsko. Predlogi so poimenovani po botaniku Robertu Brownu, ki jih je prvič opazil v 19. stoletju. Difuzija poteka pasivno ali aktivno. V aktivni obliki je tudi pogovor aktivnih masa prenos. Od pasivne difuzije se razlikuje po porabi energije. V človeškem telesu ima difuzija vlogo pri izmenjavi snovi med celicami in okoljem. V celicah se redko pojavi pasivna difuzija. Aktivna oblika je fiziološka difuzijska oblika snovi skozi a celična membrana. Selektivna oblika difuzije se pojavi tudi v organih, kot so ledvice ali na kri-možganov ovira.
Funkcija in namen
Če v kozarec dodate posamezne kapljice črnila vode in ne mešajte, lahko opazite proge. Čez nekaj časa pa vode postane sorazmerno modro in proge izginejo. Ta postopek se imenuje tudi pasivna difuzija, ki kompenzira razlike v koncentracija dveh tekočin. Notranje gibanje delcev samo odpravi koncentracija razlike. Takšne difuzije se lahko pojavijo tudi med ločenimi tekočinami. Tako je v človeškem telesu, kjer membrane ločujejo snovi. Membrane s prepustnostjo za katero koli snov preidejo iz bolj koncentrirane raztopine v manj koncentrirano. Njihova selitev poteka po ti koncentracija gradient. Število delcev v prvi tekočini kaže razlike na poti difuzije na začetku. Med difuzijo se število vzdolž difuzijske poti izenači in nastopi stanje ravnotežja. Po nastopu ravnotežja je enako število molekule difuzno skozi membrano v vsako smer. Tako je na koncu difuzije koncentracija na obeh straneh membrane enaka. Za pasivno difuzijo je velikost por membrane najpomembnejša, manjši delci bolj verjetno pasivno difundirajo kot večji. Poleg velikosti por hitrost difuzije določajo tudi viskoznost topila in temperatura. V telesu je difuzija ključnega pomena za izmenjavo snovi med celicami. Celice telesa morajo vzdrževati koncentracijo nekaterih snovi. Popolno ravnotežje koncentracije v kontekstu pasivne difuzije bi sprožilo celično smrt. Snovi zato v telesu pogosto difundirajo proti gradientu koncentracije. Znan primer aktivne oblike lahko zasledimo v črpalkah K + / Na +. Pri selektivni difuziji, kakršno najdemo v človeškem telesu v različnih organih, difuzijska membrana kaže prepustnost samo za izbrane snovi.
Bolezni in bolezni
V človeških pljučih poteka trajna izmenjava plinov. V pljučnih alveolah pride do absorpcije O2 in sproščanja CO2. Poleg prezračevanje, perfuzija in distribucija, difuzija igra tudi pomembno vlogo pri izmenjavi. Pri dihalnih okvarah pride do motenj enega ali več od štirih procesov, ki sodelujejo pri izmenjavi plinov. Vzroki za respiratorno insuficienco so lahko različni. Na primer, obstrukcija dihalnih poti in osrednje ali periferno dihanje depresija pa tudi spremenjena pljuč morfologija so vsi možni sprožilci. Če je stopnja delne difuzije motena, je to pogosto posledica daljše difuzijske razdalje. Takšno podaljšanje je lahko prisotno pri nastavitvi pljučnica, aspiracija ali ARDS. Fibroza, pljučni edemali sarkoidoza je lahko tudi vzrok. Včasih so difuzijske napake in z njimi povezana odpoved dihanja tudi skrajševanje kri kontaktni čas.Takšno skrajšanje pride na primer zaradi emfizema, fibroze ali anemija. Vendar pa sepse ali povečanje srčnega utripa je lahko tudi glavni vzrok. Kadar pljučna difuzijska odpoved ni posledica niti skrajšanja kri kontaktni čas ali podaljšana difuzijska razdalja je vzrok za odpoved dihanja verjetno zmanjšana površina izmenjave. Na primer, površina za izmenjavo plinov se lahko zmanjša s fibrozo. Tudi resekcije se lahko štejejo za glavni vzrok. Enako velja za atelektaza, plevralni izlivin hema ali pleumototoraks. V nekaterih okoliščinah se dvigne membrana tudi zmanjša površino. Uporaba a difuzijski test, lahko zdravnik spremlja difuzijo v pljučih in ugotovi morebitne nepravilnosti. Metode v stanju dinamičnega ravnovesja, z dihanjem in z enim dihanjem so možni testi. Difuzijska sposobnost se določi bodisi s koncentracijo plinov v izdihanem zraku, bodisi v kombinaciji z merjenjem volumna vdihov. Motnje difuzije lahko vplivajo ne le na izmenjavo plinov v pljučih, temveč tudi na presnovno izmenjavo telesnih celic ali selektivno difuzijo v organih, kot so ledvice. Selektivna difuzija se pojavi na primer pri krvno-možgansko pregrado, ki je zasnovan za zaščito osrednjega živčni sistem pred škodljivimi ali neuporabnimi snovmi. Pri različnih nevroloških boleznih krvno-možgansko pregrado opusti to selektivno funkcijo in omogoča prehod skozi lažne ali celo vse snovi.
