હાયપરટોનિક, હાયપોટોનિક અને આઇસોટોનિક વચ્ચે શું તફાવત છે?

જ્યારે છોડ સુકાઈ જાય છે, ત્યારે તે નીચે પડી જાય છે અને નરમ વાસણ બની જાય છે. જ્યારે પાણી છોડના કોષોને છોડી દે છે અને તેના આંતરિક દબાણને ખલેલ પહોંચાડે છે ત્યારે કરમાવું થાય છે. આ ત્રણ પ્રકારના ટોનીસીટીમાંથી એકનું ઉદાહરણ છે. સોલ્યુશનમાં બીજા સોલ્યુશનની તુલનામાં ટોનિસિટીની ત્રણ શ્રેણીઓ હોઈ શકે છે: હાયપરટોનિક, હાયપોટોનિક અને આઇસોટોનિક. ઓસ્મોસિસની સાથે, જૈવિક પ્રણાલીઓ યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવા માટે ટોનિસિટી અભિન્ન છે. દરેક પ્રકારનું ટોનિસિટી વર્ણન કરે છે કે વિવિધ ઉકેલો વચ્ચે અભિસરણ કેવી રીતે થશે.

અભિસરણ

ટોનીસીટી સમજવા માટે, સૌ પ્રથમ અભિસરણને સમજવું જરૂરી છે. અર્ધપારગમ્ય પટલમાં પાણીની ચોખ્ખી હિલચાલ ઓછી દ્રાવ્ય સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારથી ઉચ્ચ દ્રાવ્ય સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારમાં અભિસરણ છે. દ્રાવક કોઈપણ સામગ્રી અથવા કોષ હોઈ શકે છે જે દ્રાવક ઓગળે છે. સાથે મળીને, તેઓ એક ઉકેલ બનાવે છે. માનવ શરીરમાં, દ્રાવ્ય ખાંડ, યુરિયા, પોટેશિયમ અથવા અન્ય વિવિધ સામગ્રી હોઈ શકે છે. ઓસ્મોસિસ એ પ્રાથમિક માધ્યમ છે જેના દ્વારા પાણી કોષોમાં પ્રવેશે છે અને બહાર નીકળે છે.

કેવી રીતે અને શા માટે ઓસ્મોસિસ થાય છે

અભિસરણનો અભ્યાસ કરતી વખતે, પાણીથી ભરેલા બે કમ્પાર્ટમેન્ટ સાથેના બરણી તરીકે કોશિકાઓની કલ્પના કરવી સરળ છે. એક પટલ જારને અડધા ભાગમાં વિભાજિત કરે છે અને ભાગોને અલગ કરે છે. જો કોઈ પણ ડબ્બામાં કોઈ દ્રાવ્ય ન હોય તો, પાણી પટલમાંથી મુક્તપણે અને સમાન રીતે આગળ વધશે. જો કે, જો એક જારમાં બીજા કરતાં વધુ દ્રાવ્ય સાંદ્રતા હોય, તો પાણી દ્રાવ્ય સાથેના વિસ્તારની બહાર નીકળવાની શક્યતા ઓછી હોય છે. મોટાભાગના વૈજ્ઞાનિકો સમર્થન આપે છે કે આનું કારણ એ છે કે દ્રાવ્ય અણુઓ પટલમાંથી ઉછળી રહ્યા છે અને ભૌતિક રીતે પાણીના અણુઓને પટલથી દૂર ખસેડી રહ્યા છે.

ટોનીસીટી

ઓસ્મોસિસની પ્રક્રિયા દ્વારા પાણીને કોષમાં અથવા બહાર જવા માટે દબાણ કરવાની દ્રાવણની ક્ષમતા તેની શક્તિ છે. કોષની ઓસ્મોટિક સાંદ્રતા એ કોષમાં રહેલા દરેક દ્રાવ્યની કુલ સાંદ્રતા છે. કોષની ઓસ્મોટિક સાંદ્રતા એ દ્રાવણના લિટર દીઠ દ્રાવ્યના ઓસ્મોલ્સની સંખ્યાનું માપ છે. આ osmol/L અથવા Osm/L તરીકે દેખાઈ શકે છે. ટોનીસીટીની ત્રણ શ્રેણીઓ કોષની ઓસ્મોટિક સાંદ્રતા અને તેની આસપાસના બાહ્યકોષીય પ્રવાહીની ઓસ્મોટિક સાંદ્રતાનું વર્ણન કરે છે.

હાયપરટોનિક

જો કોષમાં તેની આસપાસના પ્રવાહી કરતાં ઓછી ઓસ્મોટિક સાંદ્રતા હોય, તો પ્રવાહી કોષ માટે હાયપરટોનિક છે. પાણી કોષમાંથી બહાર નીકળવાની અને બાહ્યકોષીય પ્રવાહીમાં પ્રવેશવાની શક્યતા વધારે છે કારણ કે પ્રવાહીમાં દ્રાવ્યોની સાંદ્રતા વધુ હોય છે. આ કોષની બહારની સાંદ્રતાને સહેજ અસર કરશે, તેને કોષની અંદરની સાંદ્રતા જેટલી વધુ સમાન બનાવે છે. કેટલીક વ્યક્તિઓ હાયપરટોનિસિટી સેલ સંકોચન કહે છે, કારણ કે પાણીની ખોટથી કોષનું કદ સંકોચાય છે.

હાયપરટોનિસિટીના ઉદાહરણો

પર્યાપ્ત પાણી વિના, છોડ સુકાઈ જશે અને તેમની કઠોરતા ગુમાવશે. આ હાયપરટોનિસિટીનું ઉદાહરણ છે. પાણી છોડના કોષની અંદરથી તેની બહારના પ્રવાહીમાં જાય છે. કોષની દિવાલો પર પાણી દબાવ્યા વિના, કોષો અને છોડ ટર્ગર દબાણ ગુમાવે છે. જો છોડને પાણી મળે છે, તો તે તેની કઠોરતા પાછી મેળવી શકશે. મનુષ્યોમાં, જો લાલ રક્ત કોશિકાઓ એવા દ્રાવણમાં પ્રવેશ કરે છે જેમાં વધુ દ્રાવ્ય સાંદ્રતા હોય, તો પાણીની ખોટ કોષના સંખ્યાબંધ કાર્યોને નિષ્ફળ બનાવશે.

હાયપરટોનિસિટીને અટકાવવું

કેટલાક જીવો અને સજીવોએ હાઈપરટોનિસિટી સામે રક્ષણ આપવા અથવા તેની ભરપાઈ કરવા માટેની પદ્ધતિઓ વિકસાવી છે. ખારું પાણી તેની અંદર રહેતી માછલીઓ માટે હાયપરટોનિક છે. આને કારણે, માછલી કુદરતી રીતે નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં પાણી ગુમાવે છે. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે માછલી સમુદ્રના પાણી સાથે ગેસનું વિનિમય કરે છે. પાણીની ખોટની ભરપાઈ કરવા માટે, માછલીઓ મોટા પ્રમાણમાં ખારા પાણીનો ઉપયોગ કરે છે. પછી તેઓ વધારાનું મીઠું બહાર કાઢે છે. આ ઓસ્મોરેગ્યુલેશનની પ્રક્રિયા છે.

હાયપોટોનિક

જો કોષમાં તેની આસપાસના પ્રવાહી કરતાં વધુ ઓસ્મોટિક સાંદ્રતા હોય, તો પ્રવાહી કોષ માટે હાઇપોટોનિક છે. બદલામાં, આનો અર્થ એ છે કે પ્રવાહીમાંથી કોષમાં પાણી જવાની શક્યતા વધુ છે. આનાથી કોષ ફૂલેલું અથવા ટર્જીડ દેખાઈ શકે છે. પ્રાણી કોષોમાં કોષની દિવાલો હોતી નથી. રક્ષણાત્મક કોષ દિવાલ વિના, કોષમાં પાણીનો વધુ પડતો પ્રસાર કોષને ફાટી શકે છે. જો કે, છોડમાં, કોષ દિવાલ કોષનું રક્ષણ કરે છે. આ છોડના ટર્ગોર દબાણમાં ફાળો આપે છે અને વધુ કઠોરતા માટે પ્રદાન કરે છે.

હાયપોનેટ્રેમિયા

માનવ શરીરમાં હાયપોટોનિસિટીની સંભવિત અસરોમાંની એક હાયપોનેટ્રેમિયા અથવા પાણીનો ઓવરડોઝ છે. જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ વધુ પડતું પાણી પીવે છે, ત્યારે બાહ્ય મીઠાનું દ્રાવણ પાતળું થઈ જાય છે. સમકક્ષ ઓસ્મોટિક સાંદ્રતા સુધી પહોંચવા માટે, પાણી પછી રક્ત કોશિકાઓમાં ધસી જાય છે. હાઈપોનેટ્રેમિયાના લક્ષણોમાં ઉબકા, માથાનો દુખાવો, મૂંઝવણ અને થાક છે. જો મગજના રક્ત કોશિકાઓ ફૂલી જાય અને ફાટી જાય, તો હાયપોનેટ્રેમિયા સંભવિત રીતે જીવલેણ બની શકે છે. આ સ્થિતિ શિશુઓમાં વધુ પ્રચલિત છે કારણ કે તેમના નાના શરીર પાણીના ઉચ્ચ સ્તરને નિયંત્રિત કરી શકતા નથી.

આઇસોટોનિક

ટોનિસિટીના અન્ય બે સ્વરૂપોથી વિપરીત, આઇસોટોનિસિટી કોષ અને તેની આસપાસના એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર પ્રવાહી બંનેને સમાન ઓસ્મોટિક સાંદ્રતા ધરાવતા તરીકે વર્ણવે છે. આને કારણે, પાણી કોષ અને પ્રવાહી વચ્ચે મુક્તપણે ખસેડી શકે છે. વધુમાં, કોષ સંકોચતો નથી અથવા વિસ્તરતો નથી કારણ કે એકાગ્રતા બે ક્ષેત્રો વચ્ચે સમાન રહે છે. કોષની અંદર અને બહાર બંને દિશામાં પાણીના પ્રસારનો દર સમાન છે.

શરીરમાં આઇસોટોનિસિટી

સામાન્ય રીતે, લાલ રક્ત કોશિકાઓ જેવા કોષો માટે આઇસોટોનિક સ્થિતિઓ આદર્શ છે. હાયપરટોનિક પરિસ્થિતિઓને કારણે કોષો સંકોચાય છે અને યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવાની તેમની ક્ષમતા ગુમાવે છે. હાયપોટોનિક પરિસ્થિતિઓ કોષને ફૂલે છે અને ફાટી જાય છે. કારણ કે તે લાલ રક્ત કોશિકાઓ માટે તેમના કાર્યને જાળવવા માટે અભિન્ન છે, માનવ શરીરમાં સંખ્યાબંધ હોમિયોસ્ટેટિક કાર્યો છે જે આંતરિક પરિસ્થિતિઓની સ્થિર સ્થિતિ જાળવી રાખે છે. આ સ્થિતિઓમાંની એક લાલ રક્ત કોશિકાઓના સંબંધમાં એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર પ્રવાહીની ટોનિસિટી છે.