osmose

Vann er et eksempel på et løsemiddel, mens glukose er eksempel på et løst stoff. Man kan tenke seg at det er glukose bare i løsningen på den ene siden av membranen. På den andre siden av membranen er det bare vann. Vann vil da strømme spontant gjennom membranen inn i glukoseløsningen. Vi kan hindre dette ved å legge trykk på glukoseløsningen, for eksempel med et stempel.

Ved et bestemt trykk skjer det ingen vanntransport gjennom membranen. Dette trykket er det osmotiske trykket til glukoseløsningen, og betegnes med den greske bokstaven pi (Πぱい). Størrelsen bestemmes av den molare konsentrasjonen av det løste stoffet ([B]) ganget med Boltzmanns konstant (R) og temperaturen målt i kelvin (T):

Πぱい = [B] × R × T

Osmotisk drevet transport skyldes forskjell i kjemisk potensial mellom siden med rent vann og siden med løsning. Transport vil skje helt til det oppstår en kjemisk likevekt, altså når de kjemiske potensialene på hver side er like.

En membran som er gjennomtrengelig for én type molekyler (for eksempel vann), men ikke gjennomtrengelig for andre molekyler (for eksempel glukose), kalles semipermeabel. Cellemembraner er et eksempel på semipermeable membraner.

Cellemembraner er gjennomtrengelig for vann og for enkelte andre små molekyler, som etanol, men ikke for sukker, aminosyrer, salter, proteiner og så videre. Når sukker og liknende skal inn i cellen, må cellemembranen transportere dette gjennom membranen. Celler kan ikke holde på vannmolekyler, men de kan kontrollere vanninnholdet indirekte ved å kontrollere konsentrasjonen av oppløste salter (ioner) inne i cellen.

Ekte pølseskinn av tarm og kunstige pølseskinn av celluloseacetat kan også ses på som semipermeable membraner. Hvis man koker pølser i usaltet vann, vil det osmotiske trykket stige inne i pølsene, slik at de har lett for å sprekke. Det er også osmose som gjør at erter sveller. Det er det osmotiske trykket som holder plantedeler utspilt, gitt at de ikke er avstivet med cellulosefibre.

Osmose spiller en avgjørende rolle for utveksling av stoffer mellom blodet og vevsvæsken og mellom vevsvæsken og cellene. Det osmotiske trykket i kroppsvæskene reguleres nøye av nyrene, se osmoregulering.

To løsninger med samme osmotiske trykk kalles isotone. Blodplasma er for eksempel isoton med cellevæsken (cytoplasmaet) i de røde blodcellene. En væske som skal brukes som midlertidig erstatning for blodplasma, må være isoton med blodet for å unngå at de røde blodcellene skal bli skadet. For eksempel kan man bruke såkalt fysiologisk saltvann, som er en 0,9 prosent løsning av natriumklorid i vann.

En løsning som har høyere konsentrasjon kalles hyperton. Hvis man tilsetter en hyperton løsning til blodet, vil vann trenge ut av de røde blodcellene for å utligne konsentrasjonsforskjellen. Dette gjør at de røde blodcellene skrumper.

En løsning som har lavere konsentrasjon kalles hypoton. Hvis man tilsetter en hypoton løsning til blodet, vil vann diffundere inn i blodcellene slik at de sveller og eventuelt sprenges i stykker.

Blodet er hypertont i forhold til vevsvæsken. Dette skyldes at blodet inneholder proteiner som består av så store molekyler at de ikke kan trenge gjennom veggene i blodårene. Dette såkalte kolloid-osmotiske trykket i blodet er av fundamental betydning for utvekslingen mellom blodet og vevsvæsken.

Alle planteceller er omgitt av en relativt fast cellevegg, som lett slipper gjennom både vann og løste stoffer. Hos alle levende celler i planter er cellerommet innenfor celleveggen fylt av en protoplast, altså plantens levende innhold. Denne er avgrenset mot veggen med en tynn cellemembran (også kalt plasmalemma). Den største delen av protoplast utgjøres av den væskefylte vakuolen, som er avgrenset mot resten av protoplast med en vakuolemembran kalt tonoplast. Disse cellemembranene er bygd opp av proteiner og fosfolipider og er halvgjennomtrengelige. Membranene inneholder også vannkanaler (akvaporiner).

Vann går veldig lett gjennom membranene ved osmose, mens de fleste løste stoffer, som uorganiske ioner, sukker og aminosyrer ikke uten videre trenger gjennom membranene. Disse er ofte avhengig av ionepumper, kanalproteiner og bærerproteiner (se transportproteiner).

• membranseparasjon
• diffusjon