拡散は、液体または気体がブラウン分子運動によって混合するときです。 体内では、細胞間の物質交換や肺でのガス交換のために拡散が起こります。 肺の拡散障害は呼吸不全を引き起こします。
拡散とは？
拡散は、細胞間の物質交換および肺でのガス交換のために体内で発生します。 拡散には、ランダムな適切な動きによって互いに直接または間接的に接触するさまざまな濃度の物質の混合が含まれます。 拡散の固有運動は、ブラウン分子運動とも呼ばれます。 それらは、微視的にしか見えない、気体や液体中の小さな粒子のぎくしゃくした不規則な熱運動です。 動きは、19 世紀に最初にそれらを観察した植物学者ロバート ブラウンにちなんで名付けられました。 拡散は受動的または能動的に起こります。 アクティブ フォームには、次のものもあります。 話す アクティブの 質量 転送。 エネルギーが消費されるという点で、パッシブ拡散とは異なります。 人体では、拡散は細胞と環境の間で物質を交換する役割を果たします。 細胞内で受動拡散が起こることはめったにありません。 活性型は、物質の生理学的拡散型です。 細胞膜. 選択的な形態の拡散は、腎臓などの臓器でも発生します。 血–脳 バリア。
機能と目的
グラスにインクを一滴ずつ加えると 水 かき混ぜないでください。縞模様が観察できます。 しかし、しばらくすると、 水 比較的均一な青色に変わり、すじが消えます。 このプロセスはパッシブ拡散とも呼ばれ、 濃度 XNUMX つの液体の。 粒子の固有の動きだけが打ち消し合う 濃度 違い。 このような拡散は、分離された流体間でも発生する可能性があります。 これは、膜が物質を分離する人体の場合です。 いずれかの物質を透過する膜は、より濃縮された溶液からより濃縮されていない溶液に移動します。 彼らの移行は、いわゆる 濃度 勾配。 最初の液体の粒子数は、最初の拡散経路に沿って違いを示します。 拡散の過程で、拡散経路に沿った数が均等になり、平衡状態が発生します。 平衡が発生した後、同数の 膜を通して各方向に拡散します。 したがって、拡散の最後では、濃度は膜の両側で同じです。 受動拡散の場合、膜の孔径が最も重要であり、小さな粒子は大きな粒子よりも受動的に拡散する可能性が高くなります。 細孔径に加えて、拡散速度も溶媒の粘度と温度によって決まります。 体内では、細胞間の物質交換に拡散が重要です。 体の細胞は、特定の物質の濃度を維持する必要があります。 受動拡散のコンテキストでの完全な濃度平衡は、細胞死を開始します。 したがって、物質は濃度勾配に逆らって体内で活発に拡散する傾向があります。 活性型のよく知られた例は、K+/Na+ ポンプで追跡できます。 選択拡散では、人体の様々な臓器に見られるように、拡散膜は特定の物質に対してのみ透過性を示します。
病気と病気
人間の肺では、恒久的なガス交換が行われています。 O2 の取り込みと CO2 の放出は、肺胞で起こります。 に加えて 換気、灌流、および ディストリビューション、拡散も交換に重要な役割を果たします。 呼吸不全では、ガス交換に関与する XNUMX つのプロセスのうちの XNUMX つまたは複数の障害があります。 呼吸不全の原因はさまざまです。 例えば、気道閉塞および中枢または末梢呼吸 うつ病 同様に変更された 肺 形態はすべて可能なトリガーです。 部分拡散ステップが妨げられる場合、これは多くの場合、拡散距離が長くなるためです。 このような延長は、以下の状況で存在する可能性があります。 肺炎、願望、またはARDS。 線維症, 肺水腫または サルコイドーシス も原因の可能性があります。 場合によっては、拡散障害および関連する呼吸不全も、呼吸の短縮によって引き起こされます。 血 このような短縮は、例えば、肺気腫、線維症、または 貧血。 しかし、 敗血症 または心拍出量の増加も主な原因である可能性があります。 肺拡散不全が肺動脈の短縮によるものではない場合 血 接触時間または拡散距離の延長、呼吸不全の原因はおそらく交換表面の減少によるものです。 ガス交換の表面積は、例えば線維症によって減少する可能性があります。 切除も主な原因と考えられます。 についても同じことが言えます 無気肺, 胸水、およびヘマまたは胸郭。 状況によっては、 横隔膜 表面積も減少します。 を使って 拡散試験、医師は肺の拡散を追跡し、異常を特定できます。 定常状態、呼吸法、および単一呼吸法はすべて可能なテストです。 拡散能力は、呼気中のガス濃度のみによって決定されるか、呼吸量の測定値と組み合わされて決定されます。 拡散障害は、肺でのガス交換だけでなく、体細胞の代謝交換や腎臓などの臓器での選択的拡散にも影響を及ぼします。 選択的拡散は、例えば、 血液脳関門、中央を保護するように設計されています 神経系 有害または役に立たない物質から。 さまざまな神経疾患では、 血液脳関門 この選択的機能を放棄し、偽の物質またはすべての物質さえも通過させます。
