Biologia per i maggiori II

Trasporto degli elettroliti

Gli elettroliti, come il cloruro di sodio, si ionizzano in acqua, cioè si dissociano nei loro ioni componenti. In acqua, il cloruro di sodio (NaCl) si dissocia nello ione sodio (Na+) e nello ione cloruro (Cl-). Gli ioni più importanti, le cui concentrazioni sono strettamente regolate nei fluidi corporei, sono i cationi sodio (Na+), potassio (K+), calcio (Ca+2), magnesio (Mg+2), e gli anioni cloruro (Cl-), carbonato (CO3-2), bicarbonato (HCO3-), e fosfato (PO3-). Gli elettroliti vengono persi dal corpo durante la minzione e la traspirazione. Per questo motivo, gli atleti sono incoraggiati a sostituire elettroliti e fluidi durante i periodi di maggiore attività e sudorazione.

La pressione osmotica è influenzata dalla concentrazione di soluti in una soluzione. È direttamente proporzionale al numero di atomi o molecole di soluto e non dipende dalla dimensione delle molecole di soluto. Poiché gli elettroliti si dissociano nei loro ioni componenti, essi, in sostanza, aggiungono più particelle di soluto nella soluzione e hanno un effetto maggiore sulla pressione osmotica, per massa rispetto ai composti che non si dissociano in acqua, come il glucosio.

L’acqua può passare attraverso le membrane per diffusione passiva. Se gli ioni elettroliti potessero diffondere passivamente attraverso le membrane, sarebbe impossibile mantenere concentrazioni specifiche di ioni in ogni compartimento del fluido, quindi richiedono meccanismi speciali per attraversare le membrane semipermeabili del corpo. Questo movimento può essere realizzato attraverso la diffusione facilitata e il trasporto attivo. La diffusione facilitata richiede canali basati su proteine per spostare il soluto. Il trasporto attivo richiede energia sotto forma di conversione di ATP, proteine trasportatrici o pompe per spostare gli ioni contro il gradiente di concentrazione.

Osmolalità e Milliequivalente

Per calcolare la pressione osmotica, è necessario capire come si misurano le concentrazioni dei soluti. L’unità di misura dei soluti è la mole. Una mole è definita come il peso molecolare in grammi del soluto. Per esempio, il peso molecolare del cloruro di sodio è 58,44. Quindi, una mole di cloruro di sodio pesa 58,44 grammi. La molarità di una soluzione è il numero di moli di soluto per litro di soluzione. La molalità di una soluzione è il numero di moli di soluto per chilogrammo di solvente. Se il solvente è l’acqua, un chilogrammo di acqua è uguale a un litro di acqua. Mentre la molarità e la molalità sono usate per esprimere la concentrazione delle soluzioni, le concentrazioni degli elettroliti sono solitamente espresse in termini di milliequivalenti per litro (mEq/L): il mEq/L è uguale alla concentrazione dello ione (in millimoli) moltiplicato per il numero di cariche elettriche sullo ione. L’unità di milliequivalente prende in considerazione gli ioni presenti nella soluzione (poiché gli elettroliti formano ioni nelle soluzioni acquose) e la carica sugli ioni.

Quindi, per gli ioni che hanno una carica di uno, un milliequivalente è uguale a un millimole. Per gli ioni che hanno una carica di due (come il calcio), un milliequivalente è uguale a 0,5 millimoli. Un’altra unità per l’espressione della concentrazione di elettroliti è il milliosmole (mOsm), che è il numero di milliequivalenti di soluto per chilogrammo di solvente. I fluidi corporei sono di solito mantenuti tra 280 e 300 mOsm.

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