Avainero – isotoninen vs hypertoninen
On tärkeää ymmärtää tonisuuden käsite ennen kuin analysoit isotonisen ja hypertonisen eron. Siksi kuvailkaamme ensin lyhyesti toonisuuden käsitettä ja sen merkitystä. Toonisuus on kahden liuoksen vesipitoisuuden varianssi jaettuna puoliläpäisevällä kalvolla. Se voidaan selittää myös liuosten suhteellisella vesipitoisuudella, joka määrää veden diffuusion suunnan ja määrän, kunnes se saavuttaa yhtä suuret pitoisuudet kalvon molemmilla puolilla. Tunnistamalla liuosten toonisuuden voimme määrittää, mihin suuntaan vesi diffundoituu. Tätä ilmiötä käytetään yleisesti, kun havainnollistetaan ulkoiseen liuokseen upotettujen solujen vastetta. On olemassa kolme toonisuuden luokitusta, jotka yhdellä liuoksella voi olla suhteessa toiseen. Ne ovat hypertonisia, hypotonisia ja isotonisia. Keskeinen ero isotonisen ja hypertonisen välillä on, että hypertoninen liuos sisältää enemmän liuotinta kuin liuennut aine, kun taas liuennut aine ja liuotin ovat jakautuneet tasaisesti isotoniseen liuokseen. Hypertonisten ja isotonisten liuosten määritelmän muistaminen ei kuitenkaan ole välttämätöntä, jos voimme ymmärtää eron isotonisten ja hypertonisten liuosten välillä.
Mikä on hypertonisuus?
Hyper on toinen sana ylimääräisestä tai liiallisesta. Hypertonisissa liuoksissa on korkeampi liuenneen aineen (glukoosin tai suolan) pitoisuus kuin solussa. Liuenneet aineet ovat alkuaineita, jotka liukenevat liuottimeen muodostaen siten liuoksen. Hypertonisessa liuoksessa liuenneiden aineiden pitoisuus on suurempi solun ulkopuolella kuin sen sisällä. Kun solu upotetaan hypertoniseen liuokseen, tapahtuu osmoottinen siirtymä ja vesimolekyylit virtaavat ulos solusta liuenneiden aineiden pitoisuuden tasapainottamiseksi ja solun koko kutistuu.
Mikä on isotoninen?
Iso on toinen sana tasa-arvolle ja tonic tarkoittaa liuoksen tonisuutta. Isotonisilla liuoksilla on samanlainen liuenneen aineen pitoisuus kuin liuoksessa, johon sitä verrataan. Isotonisessa liuoksessa liuenneiden aineiden pitoisuus on sama sekä solun sisällä että sen ulkopuolella, mikä luo tasapainon soluorganisaation ympäristössä. Kun solu upotetaan isotoniseen liuokseen, osmoottista siirtymää ei tapahdu ja vesimolekyylit diffundoituvat solukalvon läpi molempiin suuntiin liuenneiden aineiden pitoisuuden tasapainottamiseksi. Tämä prosessi ei aiheuta solun turvotusta tai kutistumista.
Mitä eroa on Isotonisella ja Hypertonisella?
Hypertonisen ja isotonisen erot voidaan luokitella seuraaviin luokkiin.
Isotonisen ja hypertonisen määritelmän
Hypertoninen: "hyper" tunnetaan ylläolevana tai liiallinen + "tonic" tunnetaan jonkinlaisena ratkaisuna. Siten hypertonisuus viittaa liuoksen lisääntyneeseen toonisuuteen.
Isotoninen: "iso" tunnetaan samana + "tonic" tunnetaan jonkinlaisena ratkaisuna. Siten isotonisuus viittaa samanlaiseen liuoksen toonisuuteen.
Isotonisen ja hypertonisen ominaisuudet
Liuenneen aineen ja liuoksen pitoisuus
Hypertoninen: Liuos sisältää enemmän liuotinta kuin liuennutta ainetta.
Isotoninen: Liuos ja liuotin liuoksessa jakautuvat tasaisesti.
Esimerkkejä
Hypertoninen: Puhdistettu vesi, koska puhdistettuun veteen ei liukene lainkaan/vähemmän liuennutta ainetta ja sen pitoisuus on hyvin alhainen verrattuna soluympäristöön.
Isotoninen: Suolaliuos on isotoninen ihmisen veriplasmalle
Solujen vaste hypertonisessa ja isotonisessa liuoksessa (katso kuva 1)
Hypertoninen: Kun biologinen solu on hypertonisessa ympäristössä, vesi virtaa solukalvon läpi ulos solusta tasapainottaakseen liuenneiden aineiden pitoisuutta sekä solussa että solua ympäröivässä ympäristössä. Tämän seurauksena solu kutistuu veden poistuessa solusta, mikä vähentää liuenneen aineen korkeampaa pitoisuutta ulkoympäristössä.
Isotoninen: Kun solu on isotonisessa liuoksessa, se ei aiheuta solun turpoamista tai kutistumista.
Veden pitoisuusgradientti
Hypertoninen: Vesipitoisuusgradientti voidaan havaita solun sisältä hypertoniseen liuokseen
Isotoninen: Vesipitoisuusgradienttia ei ole olemassa
Liuneen aineen pitoisuusgradientti
Hypertoninen: Liuenneen aineen pitoisuusgradientti näkyy hypertonisesta liuoksesta solun sisäpuolelle
Isotoninen: liuenneen aineen pitoisuusgradienttia ei ole olemassa.
Osmoottinen muutos
Hypertoninen: osmoottinen siirtymä on olemassa.
Isotoninen: osmoottista siirtymää ei ole olemassa
Veden liike
Hypertoninen: Vesimolekyylit liikkuvat tai diffundoituvat nopeasti solun sisältä ulompiin liuossuuntiin, jolloin solu menettää vettä.
Isotoninen: Vesimolekyylit liikkuvat tai diffundoituvat molempiin suuntiin, ja veden diffuusionopeus on sama kumpaankin suuntaan. Siten solu joko saa tai menettää vettä.
Urheilujuomat
Isotoninen: Isotoninen juoma sisältää samanlaiset suola-, sokeri- ja elektrolyyttipitoisuudet kuin ihmiskehossa. Isotonista urheilujuomaa suositellaan usein oraalisena nesteytysliuoksena. Siinä on yleensä 4-8 g hiilihydraattia 100 ml:ssa.
Hypertoninen: Hypertoninen juoma sisältää enemmän suolaa, sokerihiilihydraattia ja elektrolyyttejä kuin ihmiskehossa. Siinä on yleensä noin 8 g hiilihydraattia 100 ml:ssa. Hypertonista liuosta käytetään myös osmoterapiassa aivoverenvuodon hallintaan. Hypertoniset urheilujuomat ovat ihanteellisia niille, jotka tarvitsevat erittäin paljon energiaa.
Johtopäätöksenä on kolme liuosmuotoa, jotka perustuvat liuenneen aineen konsentraatioon, ja ne ovat isotonisia, hypotonisia ja hypertonisia. Liuenneiden aineiden pitoisuus on sama sekä solun sisällä että sen ulkopuolella isotonisessa liuoksessa. Hypotonisessa liuoksessa liuenneiden aineiden pitoisuus on suurempi solun sisällä kuin ulkoympäristössä, kun taas hypertonisessa liuoksessa liuenneiden aineiden pitoisuus on suurempi ulkoympäristössä kuin solun sisällä.
