Sự khuếch tán là khi chất lỏng hoặc chất khí trộn lẫn với nhau bằng chuyển động của phân tử Brown. Trong cơ thể, sự khuếch tán xảy ra để trao đổi chất giữa các tế bào và trao đổi khí ở phổi. Rối loạn khuếch tán trong phổi gây suy hô hấp.
Sự khuếch tán là gì?
Sự khuếch tán xảy ra trong cơ thể để trao đổi chất giữa các tế bào và trao đổi khí ở phổi. Sự khuếch tán bao gồm sự trộn lẫn các chất có nồng độ khác nhau tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau thông qua các chuyển động thích hợp ngẫu nhiên. Các chuyển động thích hợp của sự khuếch tán còn được gọi là chuyển động phân tử Brown. Chúng là những chuyển động nhiệt giật cục và không đều của các hạt nhỏ trong chất khí và chất lỏng mà chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi. Các chuyển động này được đặt theo tên của nhà thực vật học Robert Brown, người lần đầu tiên quan sát chúng vào thế kỷ 19. Sự khuếch tán diễn ra thụ động hoặc chủ động. Ở dạng hoạt động, cũng có nói chuyện hoạt động khối lượng chuyển khoản. Nó khác với khuếch tán thụ động ở chỗ năng lượng được sử dụng. Trong cơ thể con người, khuếch tán có vai trò trao đổi chất giữa tế bào và môi trường. Khuếch tán thụ động hiếm khi xảy ra trong tế bào. Dạng hoạt động là dạng khuếch tán sinh lý của các chất qua một màng tế bào. Một hình thức khuếch tán chọn lọc cũng xảy ra ở các cơ quan như thận hoặc ở máu–não rào chắn.
Chức năng và mục đích
Nếu bạn thêm từng giọt mực riêng lẻ vào một ly nước và không khuấy, bạn có thể quan sát thấy vệt. Tuy nhiên, sau một thời gian, nước chuyển sang màu xanh tương đối đồng nhất và các vệt biến mất. Quá trình này còn được gọi là khuếch tán thụ động, nó bù đắp cho sự khác biệt trong tập trung của hai chất lỏng. Chuyển động nội tại của các hạt một mình loại bỏ tập trung sự khác biệt. Sự khuếch tán như vậy cũng có thể xảy ra giữa các chất lỏng tách biệt. Đây là trường hợp trong cơ thể con người, nơi các màng ngăn cách các chất. Màng có tính thấm đối với một trong hai chất sẽ chuyển từ dung dịch đậm đặc hơn sang dung dịch ít đậm đặc hơn. Sự di cư của họ diễn ra dọc theo cái gọi là tập trung dốc. Số lượng các hạt trong chất lỏng đầu tiên cho thấy sự khác biệt dọc theo đường khuếch tán lúc đầu. Trong quá trình khuếch tán, số lượng dọc theo đường khuếch tán cân bằng và trạng thái cân bằng xảy ra. Sau khi cân bằng xảy ra, cùng một số phân tử khuếch tán qua màng theo từng hướng. Như vậy, khi kết thúc quá trình khuếch tán, nồng độ ở cả hai phía của màng là như nhau. Đối với khuếch tán thụ động, kích thước lỗ của màng là quan trọng nhất, với các hạt nhỏ có nhiều khả năng khuếch tán thụ động hơn các hạt lớn hơn. Ngoài kích thước lỗ xốp, tốc độ khuếch tán còn được xác định bởi độ nhớt và nhiệt độ của dung môi. Trong cơ thể, sự khuếch tán có ý nghĩa quyết định đối với sự trao đổi chất giữa các tế bào. Các tế bào của cơ thể phải duy trì nồng độ của một số chất. Sự cân bằng nồng độ hoàn toàn trong bối cảnh khuếch tán thụ động sẽ bắt đầu quá trình chết tế bào. Do đó, các chất có xu hướng khuếch tán tích cực trong cơ thể theo gradient nồng độ. Một ví dụ nổi tiếng về dạng hoạt động có thể được tìm thấy trong máy bơm K + / Na +. Trong khuếch tán chọn lọc, như được tìm thấy trong cơ thể người ở các cơ quan khác nhau, màng khuếch tán chỉ thể hiện tính thấm đối với các chất được chọn.
Bệnh tật
Quá trình trao đổi khí vĩnh viễn diễn ra trong phổi của con người. Sự hấp thụ O2 và giải phóng CO2 xảy ra ở các phế nang của phổi. Ngoài thông gió, tưới máu, và phân phối, sự khuếch tán cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi. Trong bệnh suy hô hấp, có sự rối loạn của một hoặc nhiều trong bốn quá trình liên quan đến trao đổi khí. Nguyên nhân của suy hô hấp có thể khác nhau. Ví dụ, tắc nghẽn đường thở và hô hấp trung ương hoặc ngoại vi trầm cảm cũng như đã thay đổi phổi hình thái là tất cả các yếu tố có thể gây ra. Nếu bước khuếch tán từng phần bị xáo trộn, điều này thường do khoảng cách khuếch tán kéo dài. Sự kéo dài như vậy có thể có trong thiết lập của viêm phổi, nguyện vọng hoặc ARDS. Xơ hóa, phù phổi, hoặc là bệnh sarcoid cũng có thể là nguyên nhân. Đôi khi khuyết tật khuếch tán và suy hô hấp liên quan cũng do sự rút ngắn của máu Thời gian tiếp xúc. Sự rút ngắn như vậy xảy ra, ví dụ, do khí phế thũng, xơ hóa, hoặc thiếu máu. Tuy nhiên, nhiễm trùng huyết hoặc tăng cung lượng tim cũng có thể là nguyên nhân chính. Khi suy khuếch tán phổi không phải do rút ngắn máu thời gian tiếp xúc hoặc khoảng cách khuếch tán kéo dài, nguyên nhân của suy hô hấp có lẽ là do bề mặt trao đổi giảm. Ví dụ, diện tích bề mặt để trao đổi khí có thể bị giảm do xơ hóa. Sự phản đối cũng có thể được coi là nguyên nhân chính. Điều này cũng đúng với xẹp phổi, Tràn dịch màng phổi, và hema hoặc màng phổi. Trong một số trường hợp, độ cao của cơ hoành cũng làm giảm diện tích bề mặt. Sử dụng một kiểm tra khuếch tán, bác sĩ có thể theo dõi sự khuếch tán trong phổi và xác định bất kỳ bất thường nào. Tất cả các phương pháp kiểm tra trạng thái ổn định, hơi thở trong và hơi thở đơn đều là những xét nghiệm có thể thực hiện được. Khả năng khuếch tán được xác định bằng nồng độ của khí trong không khí thở ra một mình hoặc kết hợp với phép đo thể tích hơi thở. Rối loạn khuếch tán có thể ảnh hưởng không chỉ đến sự trao đổi khí ở phổi, mà còn ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của các tế bào cơ thể hoặc sự khuếch tán có chọn lọc ở các cơ quan như thận. Sự khuếch tán có chọn lọc xảy ra, ví dụ, ở nghẽn mạch máu não, được thiết kế để bảo vệ trung tâm hệ thần kinh từ các chất độc hại hoặc vô dụng. Trong các bệnh thần kinh khác nhau, nghẽn mạch máu não từ bỏ chức năng chọn lọc này và cho phép tất cả các chất giả hoặc thậm chí tất cả các chất đi qua.
