OSMOMETRIE Mgr. Nikola Kučeráková Osmometrie  analytická metoda k měření koncentrace částic v roztoku  využívá změn, které způsobí částice rozpuštěné v rozpouštědle tzv. koligativních vlastností roztoku  Koligativní vlastnost závisí na koncentraci látky v roztoku, ne na velikosti molekuly rozpuštěné látky, jejím náboji nebo jejím tvaru  Rozpuštění látky v rozpouštědle vede ke:  snížení tenze vodních par  zvýšení teploty varu (ebulioskopický efekt)  snížení teploty tuhnutí (kryoskopický efekt)  vzniku osmózy - zvýšení osmotického tlaku  Osmotický tlak představuje z hlediska biologie člověka nejvýznamnější koligativní vlastnost Osmotický tlak (π)  = tlak nízkomolekulárních látek a iontů v rozpouštědle  jestliže jsou dva vodné roztoky o různé koncentraci od sebe odděleny polopropustnou membránou, která je propustná pouze pro vodu (ne pro rozpuštěné částice), potom voda proniká z prostoru s nižší koncentrací rozpuštěných částic, do prostoru s vyšší koncentrací rozpuštěných částic  tento pohyb molekul vody se nazývá osmóza  tlak, který je třeba vyvinout k zabránění pohybu vody přes membránu, se nazývá osmotický tlak Osmotický tlak (π)  Osmotický tlak vzniká důsledkem působení celkového počtu osmoticky aktivních částic v roztoku bez ohledu na jejich velikost  Každá částice – molekula, atom nebo ion v roztoku se podílí na konečné hodnotě osmotického tlaku stejnou mírou  Osmoticky aktivní jsou pouze částice, které jsou rozpuštěné v roztoku a které nemůžou volně přecházet přes membránu. Kryoskopie  V laboratoři se používá nepřímé měření osmotického tlaku.  Přístroje pro měření osmolality se nazývají osmometry.  Nejvíce používaná metoda k měření osmolární koncentrace je metoda založena na měření snížení bodu tuhnutí - kryoskopie.  Osmometry založené na kryoskopickém principu využívají snížení teploty tuhnutí roztoku v závislosti na koncentraci částic v roztoku.  Bod tuhnutí čisté vody je 0,000 °C  1 mol osmoticky aktivní látky (glukóza) rozpuštěný v 1kg vody má bod tuhnutí snížen o -1,858 °C.  Kryoskopický osmometr musí být vybaven velmi citlivým teploměrem, protože snížení teploty tuhnutí je velmi malé.  1 mmol látky rozpuštěný v 1 kg vody, sníží bod tuhnutí o -0,001858 ºC. Průběh měření 1. Vzorek se nejprve pomalu termoelektricky ochladí několik stupňů pod bod tuhnutí (podchlazený vzorek). 2. Poté se mechanicky indukuje začátek krystalizace.  krátkodobá vibrace kovového drátku  poklep kladívka na stěnu měřící nádobky  účinek ultrazvukových vln 3. V tomto bodě se při krystalizaci uvolňuje skupenské teplo tuhnutí – dojde ke zvýšení teploty přesně na teplotu tuhnutí. 4. Teplota tuhnutí je stejná po dobu, kdy se uvolňuje skupenské teplo tuhnutí rozpouštědla - „fáze plateau“. 5. Teprve pak pokračuje ochlazování mrznoucího roztoku. 6. Pokles bodu tuhnutí roztoku (vzorku) proti bodu tuhnutí rozpouštědla (vody) je přímo úměrný osmolalitě. Osmolalita séra (plazmy)  Osmolalita charakterizuje osmotickou kapacitu tekutiny, schopnost působit osmotickým tlakem na semipermeabilní membránu.  Osmolalita plazmy se za fyziologických podmínek pohybuje v rozmezí 285 ± 10 mmol/kg a je velmi přísně regulována pomocí osmoreceptorů v mezimozku, které regulují sekreci adiuretinu (ADH), jež ovlivňuje zpětnou resorpci vody v distálním tubulu ledvin.  Systémy řídící příjem a výdej vody zajišťují nejen konstantní objem celkové tělesné vody, ale i konstantní osmolalitu.  Nemáme-li k dispozici osmometr, lze k odhadu osmolality použít výpočet.  Nejvíce rozšířená je rovnice: Osmolalita séra (vypočítaná) = 2xNa++ urea + glukóza Diagnostický význam stanovení osmolality  O osmolalitě séra (plazmy) rozhoduje především Na+ a odpovídající anionty, dále urea, glukóza a v malé míře bílkoviny.  Podíl urey se stává významnějším až s její retencí v organizmu, podíl glukózy roste u dekompenzovaného diabetika nebo při intoleranci glukózy u kriticky nemocných.  Podíl bílkovin, tzv. koloidně osmotický tlak, je významný pro udržení cirkulujících tekutin v cévním řečišti.  Při patologicky zvýšených hodnotách osmolality hovoříme o hyperosmolalitě a naopak při snížených hodnotách osmolality jde o stav, který se nazývá hypoosmolalita. Hyperosmolalita  Příčina: ztráta prosté vody, akutní katabolizmus, diabetické kóma, popáleniny, často selhání ledvin, těžké sepse, akutní intoxikace látkami o malé molekule (ethylenglykol) nebo tonutí ve slané vodě.  Klinické projevy:  stavy od mírných neuropsychickýchnporuch spojených s nespecifickými motorickými symptomy až k deliriu a nakonec kómatu. Vývoj hyperosmolálního stavu provázejí zmatenost a halucinace, které jsou někdy u starších lidí mylně považovány za projevy sklerózy mozkových cév.Typická je žízeň a bolesti hlavy.  Při léčbě je nutné sledovat rychlost změny osmolality – je-li pokles osmolality větší než 2-4 mmol/L za hodinu, hrozí nasávání vody do CNS a rozvoj edému mozku. Hypoosmolalita  Příčina: metabolická odpověď na trauma, nadbytek celkové vody, chronický katabolizmus, tonutí ve sladké vodě, nepřiměřená sekrece ADH.  Klinické projevy: slabost, nevolnost, apatie a opět bolesti hlavy. Vzniká difúzní edém mozku, bílkovina v mozkomíšním moku je snížena pod 0,1 g/L. Osmolalita moče  Stanovení osmolality moče má diagnostický význam u onemocnění ledvin.  Podle hodnoty osmolality moče se posuzuje koncentrační schopnost ledvin.  Porucha koncentrační schopnosti ledvin patří k prvním známkám onemocnění ledvin.  Na osmolalitě moče mají hlavní podíl kationty – Na+, K+ , NH4+ a urea.  Koncentrační schopnost ledvin je menší u kojenců  Postupné snižování osmolality je fyziologické i vlivem stárnutí. Děkuji za pozornost