Schlüsselbegriffe
- Osmose: die Nettobewegung von Lösungsmittelmolekülen aus einem Bereich mit hohem Lösungsmittelpotential in einen Bereich mit niedrigerem Lösungsmittelpotential durch eine teilweise durchlässige Membran
- hypoton: hat einen niedrigeren osmotischen Druck als ein anderes.
- isotonisch: Hat den gleichen osmotischen Druck.
- hypertonisch: Hat einen größeren osmotischen Druck als ein anderes.
- halophil: Organismen, die in hohen Salzkonzentrationen gedeihen.
Osmotischer Druck ist ein wichtiger Faktor, der die Zellen beeinflusst. Osmose ist die Nettobewegung von Lösungsmittelmolekülen durch eine teilweise durchlässige Membran in eine Region mit höherer Lösungsmittelkonzentration. Das Ziel der Osmose ist es, die Konzentrationen der gelösten Stoffe auf beiden Seiten auszugleichen. Osmose ist in biologischen Systemen essentiell, da biologische Membranen semipermeabel sind. Im Allgemeinen sind diese Membranen undurchlässig für große und polare Moleküle wie Ionen, Proteine und Polysaccharide. Sie sind jedoch durchlässig für unpolare und/oder hydrophobe Moleküle wie Lipide sowie für kleine Moleküle wie Sauerstoff, Kohlendioxid, Stickstoff, Stickstoffoxid, etc. Die Osmose ist das primäre Mittel, mit dem Wasser in und aus den Zellen transportiert wird. Osmoregulation ist der Homöostase-Mechanismus eines Organismus, um ein Gleichgewicht im osmotischen Druck zu erreichen.
Es ist wichtig, den richtigen osmotischen Druck im Kulturmedium zu haben. Eine Zelle kann auf drei Arten durch eine Lösung beeinflusst werden. Angenommen, eine Zelle wird in eine Lösung aus Zucker oder Salzwasser gegeben. Wenn das Medium hypoton ist – eine verdünnte Lösung mit einer höheren Wasserkonzentration als die Zelle – wird die Zelle durch Osmose Wasser aufnehmen. Wenn das Medium isotonisch ist – eine Lösung mit genau der gleichen Wasserkonzentration wie die Zelle – wird es keine Nettobewegung von Wasser durch die Zellmembran geben. Wenn das Medium hyperton ist – eine konzentrierte Lösung mit einer geringeren Wasserkonzentration als die Zelle – verliert die Zelle Wasser durch Osmose.
Im Wesentlichen bedeutet dies, dass eine Zelle schrumpft, wenn sie in eine Lösung gegeben wird, die eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen hat als sie selbst. Wird sie in eine Lösung mit einer geringeren Konzentration an gelösten Stoffen als die eigene gegeben, dann dehnt sich die Zelle aus und platzt.