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Osmose
 

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Stefan Barres erklärt die Hintergründe der Osmose und Diffusion und erklärt umfassend die Zusammenhänge des Stoffaustauschs im Körper. ...

Stefan Barres erklärt die Hintergründe der Osmose und Diffusion und erklärt umfassend die Zusammenhänge des Stoffaustauschs im Körper.
Er stellt diese beiden grundlegenden Prinzipien Osmose und Diffusion des Stoffaustauschs noch einmal nebeneinander dar und gibt Ihnen wichtige Verständnishinweise und zeigt deutliche Veranschaulichungen.

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    Osmose Osmose Document Transcript

    • "Osmose "Um die Osmose richtig verstehen zu können müssen wir uns zunächst einen gewissenHintergrund schaffen. Wir müssen wissen, dass es im Körper bestimmte voneinandergetrennte Wasserräume gibt. Die Vorstellung, die wir haben können ist, dass der Körper wieein Gefäß gefüllt mit Flüssigkeit ist – mit Wasser im Wesentlichen im menschlichen Körper– und das jede Zelle und jedes Organ von dieser Flüssigkeit, von dem Wasser umspült ist.Selbst wenn wir mehrere Zellen nah beieinander haben ist zwischen Ihnen immer noch einHauch dünne Schicht von Wasser. In dieses Wasser hinein kommen also jetzt die Organe,die einzelnen Zellen und die Blutgefäße. Man unterscheidet jetzt den Intrazellularraum, denRaum innerhalb der einzelnen Zellen, vom Extrazellularraum, dem gesamte Raumaußerhalb der Zellen.Dieser Extrazellularraum wird jetzt noch einmal unterteilt in das so genannte Interstitium,also der Raum die Zellen herum und in den Intravasalraum, den Raum in den Blutgefäßen.Es gibt noch ein paar andere, kleinere Räume, z.B. den Raum für die Liquorflüssigkeit oderfür die Gelenkflüssigkeit. Die werden aber an dieser Stelle nicht weiter beachtet.Der Hintergrund dieser Wasserräume ist jetzt, dass es zu einem Austausch von Stoffenzwischen diesen Räumen kommen muss im Körper. Denn wie wir wissen, wenn derSauerstoff z.B. im Blut ist, muss er von der Blutbahn in die Zelle gelangen. Oder er mussüberhaupt erst einmal von der Lunge ins Blut gelangen. Genau müssen die Nährstoffe, diewir mit der Nahrung aufnehmen vom Darm ins Blut gelangen und vom Blut schließlichwieder in die einzelnen Zellen. Die Abfallstoffe müssen wieder zurück und müssen dann z.B.an der Niere ausgeschieden werden. Also findet ständig ein Stoffaustausch zwischen deneinzelnen Wasserräumen im Körper statt.Die Bedingung dafür, dass dieser Stoffaustausch stattfinden kann ist, dass die Trennwandzwischen den einzelnen Räumen durchlässig ist. Man nennt das eine permeable Membran.Die meisten Membranen sind jetzt aber nicht für alle Stoffe durchlässig, sondern nur fürganz bestimmte Stoffe. Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
    • Dann spricht man von einer so genannten semipermeablen Membran, also einerhalbdurchlässigen Membran.Welche Stoffe durch eine Membran hindurch können oder nicht ist von verschiedenenDingen abhängig, z.B. von der Größe und der elektrischen Ladung eines Stoffes. Damit jetztein Stoff von einer Seite auf die andere Seite einer Membran gelangen kann, als von einemRaum in einen anderen Raum unterscheidet man grundsätzlich zwei Wege:Zum einen gibt es den aktiven Stoffaustausch. Da wird ein Stoff unter Energieeinsatz vonder einen Seite der Membran auf die andere Seite gepumpt. Und man unterscheidet denpassiven Stoffaustausch, wo ein Stoff ohne Energieeinsatz von der einen Seite auf dieandere Seite gelangt. Die Diffusion und die Osmose gehören zum passiven Stoffaustausch.Schauen wir uns zunächst den aktiven Stoffaustausch an. Dabei werden die Stoffe durchbestimmte Durchlässe in den Membranwänden, gerade bei den Zellen spricht man z.B. vonden so genannten Tunnelproteinen, unter Energieeinsatz von einer Seite zur anderengepumpt. Das bekannteste Beispiel für einen solchen Kanal ist die Natrium-Kalium-Pumpe.Energieeinsatz bedeutet, dass die Zelle ATP-Moleküle, also Adenosintriphosphat-Molekülezu ADP (Adenosindiphosphat)-Moleküle abbaut. Was es mit ATP und ADP auf sich hat, sollaber Thema eines anderen Videos sein.Kommen wir nun zu den passiven Stoffaustauschwegen. Zunächst einmal sei wiederholt:Bei passivem Stoffaustausch wandern die Stoffe ohne Energieeinsatz von einer Seite derMembran zur anderen. lipophile, also fettlösliche Stoffe, wandern dabei oft direkt durch eineMembran, hydrophile Stoffe, also wasserlösliche Stoffe, wandern oft durch spezielle Kanäle,oder verwenden so genannte Carriermoleküle zur Hilfestellung.Das Ziel beim passiven Stoffaustausch ist es jetzt, einen Konzentrationsausgleich einesbestimmten Stoffes auf beiden Seiten der Membran zu erreichen. Der erste undgrundlegende Fall des passiven Stoffaustausches ist die Diffusion. Die Grundbedingung fürdie Diffusion ist, dass die Membran für einen bestimmten Stoff durchlässig ist. Wenn dieMembran durchlässig ist, dann breitet sich der Stoff der Konzentrationsgradienten folgendvom Raum höherer Konzentration zu Raum niedriger Konzentration aus. Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
    • Das bedeutet, dass von dort, wo mehr Teilchen sind, sich die Teilchen nach dorthinbewegen, wo weniger Teilchen sind.Auf diesem Bild sehen wir z.B. das rechts sehr viele rote Teilchen sind und links sehr vieleweiße Teilchen. Der Konzentrationsgradient der roten Teilchen geht also von rechts nachlinks bergab und der der weißen Teilchen von links nach recht. Wenn die Membran in derMitte für rote und weiße Teilchen durchlässig ist, dann haben wir nach einer Weile einegleichmäßige Verteilung von roten und weißen Teilchen.Auf diesem Bild sehen wir zunächst, dass die roten Teilchen ganz auf der linken Seiteeingesperrt sind. Nimmt man die trennende Membran weg oder tut eine Membran zwischendie beiden Räume, die durchlässig ist für rote Teilchen, dann verteilen sich die Teilchennach einer Weile gleichmäßig im Raum. Das ist also das Prinzip der Diffusion.Kommen wir nun zum zweiten Fall, der Osmose. Die Osmose kommt dann zum Tragen,wenn eine Membran für einen bestimmten Stoff nicht durchlässig ist, aber für dasLösungsmittel dieses Stoffes. Im Körper ist das normalerweise Wasser. Wenn die Membranalso nichtdurchlässig für den Stoff, aber durchlässig für das Lösungsmittel ist, dann zieht derRaum mit der höheren Stoffkonzentration das Wasser des anderen Raumes an, um seineeigene Stoffkonzentration dem anderen anzupassen. Jetzt erfolgt die Wanderung desLösungsmittels also in Richtung der Konzentration oder Ladungssteigung. Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
    • Auf diesem Bild sehen wir, dass wir zunächst zwei Räume gefüllt mit Wasser haben. Nunfüllen wir in den einen Raum Salz hinein und die Membran in der Mitte soll durchlässig fürWasser sein, aber nicht durchlässig für Salz. Unter diesen Bedingungen entfaltet das Salzeine osmotische Kraft und zieht das Wasser aus dem linken Raum in den rechten Raumhinein, um dort die Salzkonzentration zu verringern. Dies ist das Prinzip der Osmose.Stellen wir diese beiden grundlegenden Prinzipien des Stoffaustauschs noch einmalnebeneinander. Das Ziel ist es, dass in beiden Räumen auf beiden Seiten der Membran einAusgleich der Stoffkonzentration stattfindet. Im ersten Fall ist die Membran durchlässig füreinen Stoff, dann findet Diffusion statt. Nun geht der Stoffaustausch in Richtung desKonzentrationsgefälles, also die Teilchen gehen von dort, wo viele sind nach dort, wo wenigsind.Im zweiten Fall ist die Membran nicht durchlässig für den Stoff, aber für das Lösungsmittel.Nun kommt es zur Osmose. Der Stoffaustausch des Lösungsmittels geht jetzt in Richtungder Konzentrationssteigung. Das Lösungsmittel, meistens Wasser, geht nun als von demRaum mit wenig Teilchen zu dem Raum mit vielen Teilchen. Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
    • Teilchen, die also selbst nicht auf die andere Seite der Membran gelangen können undstattdessen das Lösungsmittel anziehen entfalten eine osmotische Kraft und es entsteht soin dem Raum, in dem diese Teilchen sind der so genannte osmotische Druck. Theoretischmüsse das ganze Lösungsmittel in den Raum mit dem Stoff gehen, da dort ja immer einehöhere Stoffkonzentration herrscht. Auf dem Bild können wir sehen, wenn wir das Salz aufdie eine Seite der Membran getan haben und das Wasser auf diese Seite gezogen wird,herrscht dort trotzdem noch eine höhere Konzentration an Salz als auf der linken Seite.Theoretisch müsste also das ganze Wasser auf die rechte Seite gezogen werden.So ist es aber in der Praxis nicht. Da die Menge des Lösungsmittels nun in dem Raum mitdem Stoff ansteigt, möchte es ja der Diffusion folgend vermehrt auch wieder in den anderenRaum zurück.Das heißt jetzt haben wir auf der rechten Seite eine erhöhte Wasserkonzentration als imVergleich zur linken Seite. Und das Wasser möchte sich nun auch wieder rechts und linksgleichmäßig verteilen. Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
    • Der Stoff mit der osmotischen Kraft zieht das Wasser an, das Wasser möchte aber wegender Diffusion wieder zurück. Der osmotische Druck ist nun der Wasserdruck, der durch dieMehrmenge an Wasser, die der Stoff auf seiner Seite festhalten kann, entsteht. Nach einerWeile pegelt sich das System also so ein, dass wir auf der Seite mit dem Salz mehr Wasserals auf der Seite ohne Salz. Der Druck mit dem diese vermehrte Wassermenge nun nachder Diffusion eigentlich wieder in den linken zurück möchte, nennt man den osmotischenDruck.Der osmotische Druck ist also der Wasserüberstand, in diesem Fall auf der rechten Seite.Im menschlichen Körper finden wir das z.B. im Verhältnis zwischen den Blutgefäßen unddem umliegenden Interstitium. Der Wasserdruck in den Blutgefäßen ist viel größer als imumliegenden Gewebe. Nach der Diffusion müsste also das Wasser aus den Blutgefäßenaustreten und ins Gewebe hinüber wechseln.Durch bestimmte osmotisch-wirksame Teilchen, vor allen Dingen Algumin, aber auchNatrium oder Glukose, wird jetzt aber Wasser in den Blutgefäßen gehalten. Und genau derDruck an Wasser, der jetzt in den Blutgefäßen herrscht, nennt man den osmotischen Druck. Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
    • Um die osmotische Kraft, die in einem bestimmten Raum herrscht, zu beschreiben, benutztman die Begriffe Osmolarität und Osmolalität. Die osmotische Kraft, die ein Raumgegenüber einem anderen entfalten kann, hängt nur von der Anzahl der osmotisch-wirksamen Teilchen ab, nicht von deren Eigenschaften wie Größe oder Masse. Das liegtdaran, dass Diffusion und Osmose keine chemischen Prozesse sind. Es kommt zu keinenchemischen Reaktionen. Osmose und Diffusion sind rein entropische Prozesse, die einfachdarauf beruhen, dass sich jedes Atom jeden Ort, den es erreichen kann, auch ansehenmöchte. Das führt dazu, dass sich Konzentrationsunterschiede zwischen Räumenausgleichen wollen.Die Anzahl der osmotischen Teilchen kann man nun pro-Literlösung oder pro Kilogrammeiner Lösung beschreiben. Pro-Literlösung nennt man es die Osmolarität, pro-Kilogrammlösung ist es die Osmolalität.Je höher Osmolarität oder Osmolalität sind, umso mehr osmotisch aktive Teilchen habenwir in einem Raum und umso größer ist die osmotische Kraft, die sich entwickeln. Je größerdie osmotische Kraft ist, umso mehr Lösungsmittel kann im eigenen Raum gegen die Kraftder Diffusion festgehalten werden.Zum Abschluss noch einige kurze Beispiele, die den Körper betreffen:Stoffe, die sich durch Diffusion von einem Raum zum anderen bewegen im Körper sind vorallen Dingen Wasser oder auch Sauerstoff und Kohlendioxid. Der Sauerstoff gelangt alleindurch die Kraft der Diffusion von der Lunge ins Blut und vom Blut ins Interstitium und vomInterstitium in die Zelle. Umgekehrt gelangt das Kohlendioxid allein durch die Kraft derDiffusion aus der Zelle ins Interstitium und vom Interstitium ins Blut. Schließlich gelangt dasKohlendioxid auch durch reine Diffusion vom Blut wieder in die Alveolen der Lunge.Stoff, die einen osmotischen Druck erzeugen und zu einer Bewegung des Lösungsmittelsführen sind im Körper vor allen Dingen Albumin, Natrium oder Glukose. Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
    • Jeder kennt es. Wenn man salzreich gegessen hat, gelangt das Salz mit der Nahrung insBlut und zieht nun Wasser aus dem umliegenden Gewebe ins Blut. Das hat zum einen,wenn man chronisch betreibt, Auswirkungen auf den Blutdruck, da nun ja der Druck in denBlutgefäßen ansteigt. Zum anderen führt es dazu, dass das Gewebe einen Wassermangelhat und der Körper reagiert darauf mit der Entwicklung von Durst. Genauso verhält es sichmit der Glukose. Essen wir zuckerreich, gelangt der Zucker ins Blut und zieht dann Wasseraus dem umliegenden Gewerbe ins Blut. Auch hier bekommen wir wieder Durst.Umgekehrt scheidet der Körper Natrium und Glukose über die Niere aus und beide nehmenbei diesem Vorgang wieder Wasser mit. Gelangt mehr Natrium oder Glukose in denPrimärharn halten sie dort das Wasser fest. Die Folge ist, dass unsere Urinmenge ansteigt.Und nun noch zwei pathologische Beispiele aus dem Körper.Z.B. die Kugelzellelanämie. Bei der Kugelzellenanämie liegt ein Membranschaden amErythrozyt vor. Dadurch gelangt vermehrt Natrium in den Erythrozyt. Natrium ziehtosmotisch Wasser nach sich und der Erythrozyt lädt sich zur Kugelform auf, bis erschließlich platzt.Ein anderes Beispiel ist der Aszites, also die Bauchwassersucht. Durch einen Mangel anEiweiß oder durch einen Leberschaden kann der Körper nur noch vermindert Albumineherstellen. Albumine sind unter anderem dazu da, um Wasser in den Blutgefäßenfestzuhalten. Wenn wir einen Mangel an Albuminen haben, tritt das Wasser aus demIntravasalraum ins Interstitium aus und es bilden sich Ödeme, z.B. der Aszites.So, ich hoffe durch dieses Video ist dir das Prinzip des Stoffaustausches im Körper und vorallen Dingen das der Diffusion und Osmose klarer geworden.Vielen Dank für deine Aufmerksamkeit!Stefan Barres Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
    • Über HeilpraktikerAusbildung24Um sich der Herausforderung der Heilpraktikerprüfung mit Aussicht auf Erfolg stellen zu können,genügt es nicht, eine Heilpraktikerausbildung zu absolvieren, auch wenn die besuchteHeilpraktikerschule einen guten Unterricht anbietet.Die eigentliche Herausforderung beginnt, wenn Du aus der Schule nach Hause kommst. Waren dieZusammenhänge eben in der Schule noch ganz klar, kommt Dir inzwischen das meiste wieder wirr undunverständlich vor.Wieso ist das Hormon jetzt erhöht? Oder war es doch erniedrigt? Und warum geht der Blutdruck dannnach oben anstatt nach unten? Fragen über Fragen...Und nun kommt der entscheidende Moment. Bist Du bereit, Dich durch Deine Fragen hindurch zuarbeiten? Bist Du bereit in Deinem Leben Platz zum Studieren zu schaffen?Da sind bei den meisten der Beruf, die Familie, Hobbies und tausend Dinge, die wichtiger sind als dasLehrbuch für die Heilpraktikerausbildung. Und schaffst Du es dann doch, Dir einmal Zeit zu nehmen,dann bist Du müde und unkonzentriert. Sicher kennst Du diese Dynamik.Aber wahrscheinlich kennst Du es genauso, dass wenn Du diese Hürden überwunden hast, wenn DuDich einfach hinsetzt und anfängst, dann kommt plötzlich Freude am Lernen auf. Es ist interessant,den Fragen hinterher zu forschen und immer wieder ein neues Geheimnis des Wunders Mensch zuergründen.Aber wie oft kommst Du so zum Lernen? Und wie lange dauert es manchmal, eine Frage zu lösen?Wie gerne würdest Du Dir dies oder jenes Buch kaufen, um darin endlich den Schlüssel zum Heilpraktikerausbildung24 - Stefan Barres
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