Difúziou sa rozumie zmiešanie kvapalín alebo plynov pomocou Brownovho molekulárneho pohybu. V tele dochádza k difúzii na výmenu látok medzi bunkami a na výmenu plynov v pľúcach. Difúzne poruchy v pľúcach spôsobujú dýchaciu nedostatočnosť.
Čo je to difúzia?
V tele dochádza k difúzii na výmenu látok medzi bunkami a na výmenu plynov v pľúcach. Difúzia spočíva v zmiešaní látok rôznych koncentrácií, ktoré sú navzájom v priamom alebo nepriamom kontakte náhodnými správnymi pohybmi. Správne pohyby difúzie sa tiež nazývajú Brownove molekulárne pohyby. Sú to trhané a nepravidelné tepelné pohyby malých častíc v plynoch a tekutinách, ktoré sú viditeľné iba mikroskopicky. Pohyby sú pomenované po botanikovi Robertovi Brownovi, ktorý ich prvýkrát pozoroval v 19. storočí. Difúzia prebieha buď pasívne alebo aktívne. V aktívnej forme existuje tiež hovoriť aktívnych hmota prevod. Od pasívnej difúzie sa líši tým, že sa spotrebuje energia. V ľudskom tele hrá difúzia úlohu pri výmene látok medzi bunkami a prostredím. Pasívna difúzia sa v bunkách vyskytuje zriedka. Aktívna forma je fyziologická difúzna forma látok cez a bunková membrána. Selektívna forma difúzie sa vyskytuje aj v orgánoch, ako sú obličky alebo pri krv-mozog bariéra.
Funkcia a účel
Ak pridáte jednotlivé kvapky atramentu do pohára voda a nemiešajte, môžete pozorovať pruhy. Po určitom čase však voda sa zmení na relatívne rovnomerne modrú a pruhy zmiznú. Tento proces sa nazýva aj pasívna difúzia, ktorá vyrovnáva rozdiely v koncentrácie dvoch tekutín. Samotné vnútorné pohyby častíc rušia koncentrácie rozdiely. Takéto rozdiely sa môžu vyskytnúť aj medzi oddelenými tekutinami. To je prípad ľudského tela, kde membrány oddeľujú látky. Membrány s permeabilitou pre ktorúkoľvek látku migrujú z koncentrovanejšieho roztoku do menej koncentrovaného. Ich migrácia prebieha pozdĺž tzv koncentrácie sklon. Počet častíc v prvej kvapaline ukazuje na začiatku rozdiely pozdĺž difúznej dráhy. V priebehu difúzie sa číslo pozdĺž difúznej dráhy vyrovná a nastane stav rovnováhy. Po dosiahnutí rovnováhy rovnaký počet molekuly difundujú cez membránu v každom smere. Na konci difúzie je teda koncentrácia rovnaká na oboch stranách membrány. Pre pasívnu difúziu je najdôležitejšia veľkosť pórov membrány, pričom menšie častice pravdepodobnejšie pasívne difundujú ako väčšie častice. Okrem veľkosti pórov je rýchlosť difúzie tiež určená viskozitou a teplotou rozpúšťadla. V tele je difúzia rozhodujúca pre výmenu látok medzi bunkami. Bunky tela musia udržiavať koncentráciu určitých látok. Úplná rovnováha koncentrácie v kontexte pasívnej difúzie by iniciovala bunkovú smrť. Látky preto majú tendenciu aktívne difundovať v tele proti koncentračnému gradientu. Známy príklad aktívnej formy možno vysledovať v pumpách K + / Na +. Pri selektívnej difúzii, ktorá sa nachádza v ľudskom tele v rôznych orgánoch, vykazuje difúzna membrána permeabilitu iba pre vybrané látky.
Choroby a choroby
V ľudských pľúcach dochádza k trvalej výmene plynov. K absorpcii O2 a uvoľňovaniu CO2 dochádza v pľúcnych alveolách. Okrem tohoto vetranie, perfúzia a distribúcia, pri výmene zohráva dôležitú úlohu aj difúzia. Pri dýchacích nedostatkoch existujú poruchy jedného alebo viacerých zo štyroch procesov podieľajúcich sa na výmene plynov. Príčiny respiračnej nedostatočnosti môžu byť rôzne. Napríklad obštrukcia dýchacích ciest a centrálne alebo periférne dýchanie depresia ako aj zmenené pľúca morfológia sú všetky možné spúšťače. Ak je krok čiastočnej difúzie narušený, je to často kvôli predĺženej difúznej vzdialenosti. Takéto predĺženie môže byť prítomné v prostredí pneumónia, aspirácia alebo ARDS. Fibróza, pľúcneho edému, Alebo sarkoidóza môže byť tiež príčina. Niekedy sú difúzne poruchy a súvisiace respiračné zlyhanie spôsobené aj skrátením krv kontaktný čas.Takéto skrátenie nastáva napríklad v dôsledku emfyzému, fibrózy alebo anémia. Avšak, sepsa alebo zvýšenie srdcového výdaja môžu byť tiež primárnymi príčinami. Keď zlyhanie pľúcnej difúzie nie je spôsobené ani skrátením krv kontaktná doba alebo dlhšia difúzna vzdialenosť, príčinou zlyhania dýchania je pravdepodobne zmenšený výmenný povrch. Povrch na výmenu plynov môže byť zmenšený napríklad fibrózou. Resekcie možno tiež považovať za primárnu príčinu. To isté platí pre atelektáza, pleurálny výpotoka hem alebo pleumototorax. Za určitých okolností je to nadmorská výška membrána tiež zmenšuje povrch. Pomocou a difúzny test, môže lekár sledovať difúziu v pľúcach a identifikovať akékoľvek abnormality. Metódy ustáleného stavu, intra-dychu a jedného dychu sú všetky možné testy. Difúzna kapacita je určená buď koncentráciou plynov vo vydychovanom vzduchu samotnou, alebo je kombinovaná s meraním objemov dychov. Poruchy difúzie môžu ovplyvňovať nielen výmenu plynov v pľúcach, ale aj metabolickú výmenu buniek tela alebo selektívnu difúziu v orgánoch, ako sú obličky. Selektívna difúzia nastáva napríklad na hematoencefalickú bariéru, ktorý je určený na ochranu centrálneho nervový systém pred škodlivými alebo zbytočnými látkami. Pri rôznych neurologických ochoreniach sa hematoencefalickú bariéru sa vzdáva tejto selektívnej funkcie a umožňuje priechod falošným alebo dokonca všetkým látkam.
