הבדל מפתח - איזוטוני לעומת היפרטוני
חשוב להבין את המושג Tonicity לפני ניתוח ההבדל בין איזוטוני להיפרטוני. לכן, תחילה נתאר בקצרה את מושג הטוניסטיות וחשיבותו. טוניקיות היא השונות בריכוז המים של שתי תמיסות המחולקות בקרום חדיר למחצה. ניתן להסביר זאת גם כריכוז המים היחסי של תמיסות שמחליטות על כיוון וכמות הדיפוזיה של המים עד להשגת ריכוזים שווים משני צידי הממברנה. על ידי זיהוי הטוניסטיות של פתרונות, נוכל לקבוע לאיזה כיוון המים יתפזרו.תופעה זו משמשת בדרך כלל כאשר ממחישים את התגובה של תאים שקועים בתמיסה חיצונית. ישנם שלושה סיווגים של טוניקות שיכולה להיות לפתרון אחד ביחס לאחר. הם היפרטוניים, היפוטוניים ואיזוטוניים. ההבדל העיקרי בין איזוטוני להיפרטוני הוא שהתמיסה ההיפרטונית מכילה יותר ממס מאשר מומס ואילו המומס והממס מפוזרים באופן שווה בתמיסה האיזוטונית. עם זאת, שינון ההגדרה של פתרונות היפרטוניים ואיזוטוניים אינו חיוני אם נוכל להבין את ההבדל בין פתרונות איזוטוניים לפתרונות היפרטוניים.
מה זה היפרטוני?
היפר היא מילה נוספת עבור למעלה או מוגזמת. תמיסות היפרטוניות יהיו בריכוז גבוה יותר של מומס (גלוקוז או מלח) מאשר בתא. מומסים הם היסודות המומסים בממס, ובכך יוצרים תמיסה. בתמיסה היפרטונית, ריכוז המומסים גדול יותר מחוץ לתא מאשר בתוכו.כאשר תא טבול בתמיסה היפרטונית תהיה תזוזה אוסמטית ומולקולות מים יזרמו החוצה מהתא על מנת לאזן את ריכוז המומסים ותהיה הצטמקות בגודל התא.
מה זה איזוטוני?
איזו היא מילה נוספת לשווה וטוניק היא עבור הטוניסטיות של הפתרון. לתמיסות איזוטוניות יהיה ריכוז מומס דומה לתמיסה שאליה משווים. בתמיסה איזוטונית, ריכוז המומסים זהה הן בתוך התא והן מחוצה לו ויוצר שיווי משקל בתוך הסביבה של הארגון הסלולרי. כאשר תא שקוע בתמיסה איזוטונית, לא יהיה שינוי אוסמוטי ומולקולות מים מתפזרות דרך קרום התא בשני הכיוונים כדי לאזן את ריכוז המומסים. תהליך זה לא יצור נפיחות או כיווץ של התא.
מה ההבדל בין איזוטוני להיפרטוני?
ניתן לסווג את ההבדלים בין היפרטוני לאיזוטוני לקטגוריות הבאות.
הגדרה של איזוטוני והיפרטוני
היפרטוני: "היפר" ידוע כמו למעלה או מוגזם + "טוניק" ידוע כמשהו בסגנון של פתרון. לפיכך, היפרטוני מרמז על טוניקות מוגברת של התמיסה.
איזוטוני: "iso" ידוע בשם זהה + "טוניק" ידוע כמשהו בסגנון פתרון. לפיכך, איזוטוני מרמז על טוניקות דומה של הפתרון.
מאפיינים של איזוטוני והיפרטוני
ריכוז המומס והתמיסה
Hypertonic: תמיסה מכילה יותר ממס מאשר מומס.
איזוטוני: המומס והממס בתמיסה מופצים באופן שווה.
דוגמאות
היפרטוני: מים מטוהרים, כי אין/פחות מומס מומס במים המטוהרים, וריכוזם נמוך מאוד בהשוואה לסביבה התאית.
איזוטוני: תמיסת מלח היא איזוטונית לפלזמה של דם אנושי
תגובת תאים בתמיסה היפרטונית ואיזוטונית (ראה איור 1)
היפרטוני: כאשר תא ביולוגי נמצא בסביבה היפרטונית, מים זורמים על פני קרום התא אל מחוץ לתא, על מנת לאזן את ריכוז המומסים הן בתא והן בסביבה סביב התא. כתוצאה מכך, התא יתכווץ כשהמים יעזבו את התא כדי להפחית את הריכוז הגבוה יותר של מומס בסביבה החיצונית.
איזוטוני: כאשר תא נמצא בפתרון איזוטוני, הוא לא יוצר נפיחות או כיווץ של התא.
שיפוע ריכוז המים
היפרטוני: ניתן לראות שיפוע ריכוז מים מהחלק הפנימי של התא עד לתמיסה ההיפרטונית
איזוטוני: שיפוע ריכוז המים אינו קיים
שיפוע ריכוז המומס
היפרטוני: שיפוע ריכוז המומס נראה מהתמיסה ההיפרטונית אל פנים התא
איזוטוני: שיפוע ריכוז המומס אינו קיים.
משמרת אוסמטית
היפרטוני: קיימת שינוי אוסמוטי.
איזוטוני: תזוזה אוסמטית לא קיימת
תנועת מים
היפרטוני: מולקולות מים נעות או מתפזרות במהירות מפנים התא לכיווני התמיסה החיצוניים, וכך התא יאבד מים.
איזוטוני: מולקולות מים נעות או מתפזרות בשני הכיוונים, וקצב פיזור המים דומה בכל כיוון. כך התא ישיג או יאבד מים.
משקאות ספורט
איזוטוני: משקה איזוטוני מכיל ריכוזים דומים של מלח, פחמימות סוכר ואלקטרוליטים כמו בגוף האדם. משקה ספורט איזוטוני מועדף לעתים קרובות כפתרון ריידציה דרך הפה. בדרך כלל יש בו 4-8 גרם פחמימה לכל 100 מ ל.
היפרטוני: משקה היפרטוני כולל ריכוזים גבוהים יותר של מלח, פחמימות סוכר ואלקטרוליטים כמו בגוף האדם. בדרך כלל יש בו כ-8 גרם פחמימה ל-100 מ ל. פתרון היפרטוני משמש גם באוסמותרפיה על מנת לנהל דימום מוחי. משקאות ספורט היפרטוניים הם אידיאליים למי שזקוק לרמות גבוהות מאוד של אנרגיה.
לסיכום, ישנן שלוש צורות של תמיסות המבוססות על ריכוז מומסים והן איזוטוניות, היפוטוניות והיפרטוניות. ריכוז המומסים זהה הן בתוך התא והן מחוצה לו בתמיסה איזוטונית. ריכוז המומסים גדול יותר בתוך התא מאשר הסביבה החיצונית בתמיסה היפוטונית ואילו התמיסה ההיפרטונית היא כזו שבה ריכוז המומסים גדול יותר בסביבה החיצונית מאשר בתוך התא.
