關(guān)于等張溶液是否等滲的思考

張藍(lán)天

在高中生物“滲透壓”這一概念的教學(xué)時，不少教師都會引用生活實例即“靜脈注射時用生理鹽水作為母液……”。近期在閱讀醫(yī)學(xué)文章時，發(fā)現(xiàn)“給藥需用嚴(yán)格的等張溶液”的說法，于是就有了關(guān)于等張溶液是否等滲的思考。

在教科書、期刊文章和網(wǎng)上資料的論述中，關(guān)于溶液等張與等滲的聯(lián)系和區(qū)別，既有“等滲溶液不一定等張，等張溶液一定等滲”，也有“等滲溶液不一定等張，等張溶液亦不一定等滲”的觀點?？梢?，對溶液等滲不一定等張，沒有異議；而對溶液等張是否一定等滲，說法卻不一致。對于這種不一致，金維芬的解釋是兒科學(xué)與藥劑學(xué)的計算依據(jù)不同所致，但是未說明計算依據(jù)有何差異。因此，關(guān)于溶液等張與等滲的關(guān)系，存在觀念不清、闡釋不明的情況。目前，等張溶液一定是等滲溶液的認(rèn)識更占主流。那么，溶液等張一定等滲嗎？

1等滲與等張概念的辨析

在化學(xué)上，等滲是指某一溶液與另一溶液的滲透摩爾濃度（滲透壓）相等。當(dāng)互為等滲的溶液被理想半透膜隔開時，無滲透現(xiàn)象，或者說無水的透膜凈擴散。在生理學(xué)和醫(yī)藥學(xué)上，等滲的概念中規(guī)定了參比滲透壓，即以正常人血漿滲透壓為參照，任何溶液與血漿的滲透壓相等即為等滲。用理想半透膜分隔這種等滲溶液與正常人血漿，不會發(fā)生水的跨膜凈擴散。與正常人血漿相比，滲透壓較低和較高的溶液，分別稱為低滲和高滲溶液。等張是一個生物學(xué)概念，其基本內(nèi)涵是細(xì)胞內(nèi)外液體的滲透壓相等。須要指出，如果細(xì)胞浸浴的溶液含有能通過細(xì)胞膜的溶質(zhì)，等張是指這類溶質(zhì)跨細(xì)胞膜擴散達(dá)到平衡狀態(tài)時細(xì)胞內(nèi)外液體的滲透壓相等。當(dāng)細(xì)胞浸浴在等張溶液中，平衡狀態(tài)下沒有水分子跨細(xì)胞膜的凈擴散。按同樣的平衡條件，細(xì)胞浸浴在低張溶液中，有水進(jìn)入細(xì)胞的凈擴散；細(xì)胞浸浴在高張溶液中，有水從細(xì)胞內(nèi)出來的凈擴散。在臨床醫(yī)學(xué)和藥劑學(xué)中，溶液等張、低張和高張一般是針對正常人紅細(xì)胞而言的。當(dāng)紅細(xì)胞浸浴在溶液中，達(dá)到平衡狀態(tài)時，如無水的跨細(xì)胞膜凈擴散，細(xì)胞體積和形狀不變，此溶液是等張的；如有水向細(xì)胞內(nèi)的凈擴散，細(xì)胞脹大，甚至破裂，則溶液是低張的；有水向細(xì)胞外的凈擴散，細(xì)胞變小、皺縮，則溶液是高張的。

2等滲與等張的區(qū)別

由上述可知，在溶液等滲和等張的概念中，溶液分隔膜是不同的。滲透壓比較時，溶液分隔膜是理想半透膜。理想半透膜只允許溶劑水分子通過，而溶質(zhì)分子或離子不能通過。然而，比較溶液張力時，分隔膜是細(xì)胞膜。細(xì)胞膜并非理想半透膜，除了允許水分子通過，也允許多種溶質(zhì)顆粒通過。如果某溶液與正常人血漿互為等滲，且只含細(xì)胞膜非通透性溶質(zhì)，正常人紅細(xì)胞浸浴其中時，細(xì)胞體積和形狀無變化，這一溶液是等張的。但是，同樣是與正常人血漿互為等滲的溶液，如果含有能通過細(xì)胞膜的溶質(zhì)，正常人紅細(xì)胞浸浴其中時，細(xì)胞脹大，甚至破裂，此溶液卻是低張的。顯而易見，造成這種差異的原因是等滲溶液是否含有細(xì)胞膜通透性溶質(zhì)。細(xì)胞膜通透性溶質(zhì)能跨膜擴散，在膜內(nèi)外兩側(cè)達(dá)到濃度平衡（相等）時，這部分溶質(zhì)對跨膜水?dāng)U散不產(chǎn)生影響。此時，跨細(xì)胞膜水?dāng)U散的驅(qū)動力只來自細(xì)胞膜非通透性溶質(zhì)在膜內(nèi)外兩側(cè)的滲透摩爾濃度梯度。在含有細(xì)胞膜通透性溶質(zhì)并與血漿互為等滲的溶液中，細(xì)胞膜非通透性溶質(zhì)的滲透摩爾濃度必然比血漿的低，也比紅細(xì)胞內(nèi)液的低，導(dǎo)致水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的凈擴散，故這種等滲溶液是低張的。與正常人血漿相比，如果某溶液所含細(xì)胞膜非通透性溶質(zhì)的滲透摩爾濃度更高，那無疑是高張溶液。

3總結(jié)

溶液等張、低張和高張取決于所含細(xì)胞膜非通透性溶質(zhì)產(chǎn)生的滲透壓，而與細(xì)胞膜通透性溶質(zhì)產(chǎn)生的滲透壓無關(guān)。不論溶液是否含有細(xì)胞膜通透性溶質(zhì)，只要溶液與正常血漿中細(xì)胞膜非通透性溶質(zhì)的滲透摩爾濃度相等，也就是與紅細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜非通透性溶質(zhì)的滲透摩爾濃度相等，溶液就是等張的。同理，某溶液與正常血漿的細(xì)胞膜非通透性溶質(zhì)的滲透摩爾濃度相等，還含有細(xì)胞膜通透性溶質(zhì)，那么此溶液是高滲的，也是等張的。當(dāng)然，對于低滲溶液而言，無論其溶質(zhì)組成如何，都不可能是等張的。所以，等張溶液不一定都是等滲的，也可以是高滲的。

最后，還須補充一點，以細(xì)胞浸浴在溶液中為前提，無論溶液滲透壓的比較，或者溶液張力的比較，參比溶液都是細(xì)胞內(nèi)液。當(dāng)細(xì)胞浸浴在高滲且等張的溶液中，所含細(xì)胞膜通透性溶質(zhì)擴散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，達(dá)到平衡之前，浸浴液的滲透壓比細(xì)胞內(nèi)液的高；達(dá)到平衡時，即達(dá)到等張狀態(tài)時，細(xì)胞內(nèi)外液體是互為等滲的，但兩者的滲透壓均高于平衡之前細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓。