ऑस्मोलैरिटी और टोनिसिटी

ऑस्मोलैरिटी यह बताती है कि किसी घोल के घुले हुए कण कितने सांद्रित हैं, जबकि टोनिसिटी यह बताती है कि एक वास्तविक कोशिका झिल्ली के पार एक घोल का कोशिका आयतन पर क्या प्रभाव पड़ता है। यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि हर विलेय जो मापी गई ऑस्मोलैरिटी को बढ़ाता है, वास्तव में झिल्ली के पार पानी को नहीं चलाता है; केवल वे विलेय जो झिल्ली को स्वतंत्र रूप से पार नहीं कर सकते हैं — प्रभावी ऑस्मोल्स — टोनिसिटी और इसलिए कोशिका के आकार को बदलते हैं।

Definition

ऑस्मोलैरिटी (और इससे निकटता से संबंधित ऑस्मोलैलिटी) एक घोल में ऑस्मोटिक रूप से सक्रिय कणों की सांद्रता है, जबकि टोनिसिटी प्रभावी ऑस्मोलैलिटी है — उन विलेयों की सांद्रता जो कोशिका झिल्ली को पार नहीं कर सकते हैं और इसलिए यह निर्धारित करते हैं कि पानी कोशिकाओं में प्रवेश करता है या छोड़ता है, जिससे उनका आयतन बदल जाता है।

Scope

यह विषय ऑस्मोलैरिटी, ऑस्मोलैलिटी और टोनिसिटी की परिभाषाओं, प्रभावी और अप्रभावी ऑस्मोल्स के बीच के अंतर, और यह अंतर पानी की गति और कोशिका आयतन को क्यों नियंत्रित करता है, को शामिल करता है। यह द्रव शरीर विज्ञान की व्याख्या के लिए एक वैचारिक संदर्भ है; यह रोगी प्रबंधन के लिए नैदानिक सूत्र नहीं देता है।

Core questions

• ऑस्मोलैरिटी, ऑस्मोलैलिटी और टोनिसिटी में क्या अंतर है?
• केवल प्रभावी ऑस्मोल्स ही कोशिका आयतन को क्यों प्रभावित करते हैं?
• यूरिया जैसा विलेय अपने ऑस्मोटिक प्रभाव में सोडियम या मैनिटोल से कैसे भिन्न होता है?
• प्लाज्मा ऑस्मोलैलिटी का अनुमान इसके प्रमुख विलेयों से कैसे लगाया जाता है?

Key concepts

• ऑस्मोलैरिटी बनाम ऑस्मोलैलिटी
• टोनिसिटी (प्रभावी ऑस्मोलैलिटी)
• प्रभावी और अप्रभावी ऑस्मोल्स
• आइसोटोनिक, हाइपोटोनिक और हाइपरटोनिक घोल
• ऑस्मोटिक दबाव
• प्लाज्मा ऑस्मोलैलिटी और इसके विलेय योगदान
• ऑस्मोटिक गैप

Mechanisms

ऑस्मोलैरिटी प्रति इकाई आयतन में सभी घुले हुए कणों की गणना करती है, लेकिन एक घोल का जैविक प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि कौन से कण कोशिका को घेरने वाली झिल्ली को पार कर सकते हैं। एक तरफ तक सीमित विलेय (प्रभावी ऑस्मोल्स, जैसे सोडियम अपने आयनों के साथ, या मैनिटोल) एक ऑस्मोटिक ग्रेडिएंट उत्पन्न करते हैं जो पानी को खींचता है और कोशिका आयतन को बदलता है, टोनिसिटी को परिभाषित करता है। वे विलेय जो झिल्ली के पार स्वतंत्र रूप से संतुलित होते हैं, जैसे यूरिया, मापी गई ऑस्मोलैलिटी में जुड़ते हैं लेकिन कोई स्थायी ऑस्मोटिक बल नहीं डालते हैं और इसलिए टोनिसिटी को नहीं बदलते हैं। सोडियम लवण बाह्यकोशिकीय द्रव के प्रमुख प्रभावी ऑस्मोल्स हैं, यही कारण है कि प्लाज्मा सोडियम सांद्रता प्रभावी ऑस्मोलैलिटी को ट्रैक करती है और यही कारण है कि सोडियम सांद्रता के विकारों को टोनिसिटी और जल संतुलन के विकारों के रूप में व्याख्या किया जाता है (danziger-2015, adrogue-2000, boron-2017, guyton-hall-2020)।

Clinical relevance

ऑस्मोलैरिटी-टोनिसिटी का अंतर बताता है कि उच्च रक्त यूरिया कोशिकाओं को सिकोड़े बिना मापी गई ऑस्मोलैलिटी को क्यों बढ़ाता है, जबकि सोडियम या ग्लूकोज में तुलनीय वृद्धि कोशिकाओं से पानी को बाहर निकालती है। यह प्रविष्टि शारीरिक तर्क को बताती है; ऑस्मोलैलिटी गड़बड़ी की नैदानिक व्याख्या और प्रबंधन इसके दायरे से बाहर हैं।

Evidence & guidelines

अवधारणाएं शरीर विज्ञान और इलेक्ट्रोलाइट ग्रंथों और ऑस्मोटिक होमियोस्टेसिस की समकालीन समीक्षाओं (danziger-2015, boron-2017, guyton-hall-2020) में मानकीकृत हैं; प्लाज्मा सोडियम के विकारों के लिए उनका अनुप्रयोग adrogue-2000 जैसी नैदानिक समीक्षाओं में चर्चा की गई है।

History

ऑस्मोटिक दबाव की थर्मोडायनामिक अवधारणा को उन्नीसवीं शताब्दी के अंत में भौतिक रसायन विज्ञान में औपचारिक रूप दिया गया था, और शरीर विज्ञानियों ने बाद में इसे जीवित झिल्ली के अनुकूल बनाया, शरीर के तरल पदार्थों की मापी गई ऑस्मोलैलिटी को उनकी प्रभावी ऑस्मोलैलिटी (टोनिसिटी) से अलग किया, एक परिष्करण जो सोडियम और पानी के विकारों की आधुनिक व्याख्या को रेखांकित करता है (boron-2017)।

Key figures

• John Danziger
• Mark Zeidel
• Horacio Adrogué
• Nicolaos Madias

Seminal works

• danziger-2015
• adrogue-2000

Frequently asked questions

ऑस्मोलैरिटी और टोनिसिटी में क्या अंतर है?

ऑस्मोलैरिटी (या ऑस्मोलैलिटी) सभी घुले हुए कणों की गणना करती है, जबकि टोनिसिटी केवल उन कणों की गणना करती है जो कोशिका झिल्ली को पार नहीं कर सकते हैं और इसलिए वास्तव में कोशिकाओं में या बाहर पानी ले जाते हैं; टोनिसिटी प्रभावी ऑस्मोलैलिटी है।

यूरिया कोशिका आयतन को सोडियम की तरह क्यों प्रभावित नहीं करता है?

यूरिया कोशिका झिल्ली को अपेक्षाकृत स्वतंत्र रूप से पार करता है और दोनों तरफ संतुलित होता है, इसलिए हालांकि यह मापी गई ऑस्मोलैलिटी को बढ़ाता है, यह कोई स्थायी ऑस्मोटिक ग्रेडिएंट उत्पन्न नहीं करता है; सोडियम लवण बाह्यकोशिकीय स्थान तक सीमित होते हैं और इसलिए प्रभावी ऑस्मोल्स के रूप में कार्य करते हैं जो टोनिसिटी और कोशिका आयतन को बदलते हैं।