Difúze je, když se kapaliny nebo plyny mísí pomocí Brownova molekulárního pohybu. V těle dochází k difúzi pro výměnu látek mezi buňkami a pro výměnu plynů v plicích. Difúzní poruchy v plicích způsobují respirační nedostatečnost.
Co je to difúze?
V těle dochází k difúzi pro výměnu látek mezi buňkami a pro výměnu plynů v plicích. Difúze zahrnuje míchání látek různých koncentrací, které jsou v přímém nebo nepřímém kontaktu navzájem prostřednictvím náhodných správných pohybů. Správné pohyby difúze se také nazývají Brownovy molekulární pohyby. Jsou to trhané a nepravidelné tepelné pohyby drobných částic v plynech a kapalinách, které jsou viditelné jen mikroskopicky. Pohyby jsou pojmenovány po botanikovi Robertu Brownovi, který je poprvé pozoroval v 19. století. Difúze probíhá buď pasivně, nebo aktivně. V aktivní formě existuje také mluvit aktivních hmota převod. Liší se od pasivní difúze tím, že je vynaložena energie. V lidském těle hraje difúze roli při výměně látek mezi buňkami a prostředím. Pasivní difúze se v buňkách vyskytuje jen zřídka. Aktivní forma je fyziologická difúzní forma látek prostřednictvím a buněčná membrána. Selektivní forma difúze se vyskytuje také v orgánech, jako jsou ledviny nebo na krev-mozek bariéra.
Funkce a účel
Pokud přidáte jednotlivé kapky inkoustu do sklenice voda a nemíchejte, můžete pozorovat pruhy. Po nějaké době však voda změní na relativně rovnoměrnou modrou a pruhy zmizí. Tento proces se také nazývá pasivní difúze, která kompenzuje rozdíly v koncentrace dvou tekutin. Samotné vnitřní pohyby částic ruší koncentrace rozdíly. K difuzím, jako je tento, může docházet také mezi oddělenými tekutinami. To je případ lidského těla, kde membrány oddělují látky. Membrány s permeabilitou pro kteroukoli látku migrují z koncentrovanějšího roztoku do méně koncentrovaného. Jejich migrace probíhá podél tzv koncentrace spád. Počet částic v první kapalině ukazuje na začátku rozdíly podél difúzní dráhy. V průběhu difúze se číslo podél difuzní dráhy vyrovná a nastane stav rovnováhy. Poté, co nastane rovnováha, stejný počet molekuly difundovat přes membránu v každém směru. Na konci difúze je tedy koncentrace na obou stranách membrány stejná. Pro pasivní difúzi je nejdůležitější velikost pórů membrány, přičemž menší částice častěji pasivně difundují než větší. Kromě velikosti pórů je rychlost difúze také určena viskozitou a teplotou rozpouštědla. V těle je difúze zásadní pro výměnu látek mezi buňkami. Buňky těla musí udržovat koncentraci určitých látek. Úplná rovnováha koncentrace v kontextu pasivní difúze by iniciovala buněčnou smrt. Látky proto mají tendenci aktivně difundovat v těle proti koncentračnímu gradientu. Známý příklad aktivní formy lze vysledovat v pumpách K + / Na +. Při selektivní difúzi, která se nachází v lidském těle v různých orgánech, vykazuje difúzní membrána propustnost pouze pro vybrané látky.
Nemoci a nemoci
Trvalá výměna plynů probíhá v lidských plicích. K absorpci O2 a uvolňování CO2 dochází v plicních alveolách. Navíc větrání, perfúze a distribuce, při výměně hraje důležitou roli také difúze. U respiračních nedostatečností dochází k poruchám jednoho nebo více ze čtyř procesů podílejících se na výměně plynů. Příčiny respirační nedostatečnosti mohou být různé. Například obstrukce dýchacích cest a centrální nebo periferní dýchání deprese stejně jako změněno plíce morfologie jsou všechny možné spouštěče. Pokud je krok částečné difúze narušen, je to často způsobeno prodlouženou difuzní vzdáleností. Toto prodloužení může být přítomno v prostředí pneumonie, aspirace nebo ARDS. Fibróza, plicní otoknebo sarkoidóza může být také příčinou. Někdy jsou difuzní vady a související respirační selhání způsobeny také zkrácením krev doba kontaktu. K tomuto zkrácení dochází například v důsledku emfyzému, fibrózy nebo anémie. Nicméně, sepse nebo zvýšení srdečního výdeje může být také primární příčinou. Pokud selhání plicní difúze není způsobeno buď zkrácením krev doba kontaktu nebo prodloužená difuzní vzdálenost, příčinou selhání dýchání je pravděpodobně zmenšený výměnný povrch. Plocha pro výměnu plynů může být zmenšena například fibrózou. Resekce mohou být také považovány za primární příčinu. Totéž platí pro atelektáza, pleurální výpoteka hema nebo pleumotothorax. Za určitých okolností je nadmořská výška membrána také zmenšuje povrch. Používat difúzní testmůže lékař sledovat difúzi v plicích a identifikovat jakékoli abnormality. Metody ustáleného stavu, nitrobechu a jediného dechu jsou všechny možné testy. Difuzní kapacita je určena buď samotnou koncentrací plynů ve vydechovaném vzduchu, nebo je kombinována s měřením objemů dechů. Difúzní poruchy mohou ovlivnit nejen výměnu plynů v plicích, ale také metabolickou výměnu buněk těla nebo selektivní difúzi v orgánech, jako jsou ledviny. Selektivní difúze nastává například na hematoencefalická bariéra, který je určen k ochraně centrální nervový systém před škodlivými nebo zbytečnými látkami. U různých neurologických onemocnění se hematoencefalická bariéra se vzdává této selektivní funkce a umožňuje průchod rušivých nebo dokonce všech látek.
