Come identificare una soluzione ipertonica

Ipertonico o ipertonico è un termine relativo usato in chimica, ma principalmente nelle scienze della salute, per descrivere una soluzione che ha una pressione osmotica più alta di un’altra che viene presa come riferimento (da qui il fatto che sia relativa) . In altre parole, quando si parla di soluzione ipertonica, si fa riferimento a una soluzione che presenta una concentrazione totale di particelle osmoticamente attive più elevata rispetto alla soluzione di riferimento.

La tonicità di una soluzione è una proprietà di grande importanza nel campo della medicina, poiché consente di prevedere come si comporterà questa soluzione nel flusso sanguigno e come interagirà con le cellule con cui viene a contatto, indipendentemente dal tipo di soluto . che contiene. Di conseguenza, le soluzioni ipertoniche trovano applicazioni molto specifiche per il trattamento rapido di alcune condizioni che verranno descritte in seguito. Prima di farlo, tuttavia, dovremmo fare una breve rassegna di ciò che rende importante la tonicità: osmosi e pressione osmotica.

Pressione osmotica

La pressione osmotica è la pressione che deve essere applicata a una soluzione per rallentare l’ingresso del solvente attraverso una membrana semipermeabile da un compartimento contenente solvente puro. In altre parole, è la pressione che deve essere applicata alla soluzione per arrestare il processo di osmosi.

È una proprietà colligativa delle soluzioni che dipende principalmente dalla concentrazione totale di particelle libere e non dalla loro identità. Questa pressione consente di prevedere in quale direzione si muoverà il solvente quando due soluzioni vengono messe in contatto attraverso una membrana semipermeabile. Infatti, l’acqua si sposterà sempre, seguendo il suo gradiente di concentrazione, dalla soluzione con la pressione osmotica più bassa (cioè la soluzione con la minore concentrazione di soluto) a quella con la pressione osmotica più alta (che è la soluzione più concentrata).

La pressione osmotica è di grande importanza in medicina poiché le membrane cellulari che circondano tutte le cellule del nostro corpo sono membrane semipermeabili. Pertanto, la pressione osmotica o, più precisamente, la differenza tra la pressione osmotica interna e quella esterna, è in grado di regolare il flusso dell’acqua da e verso il citoplasma; ingrossa le cellule se poste in una soluzione a bassissima pressione osmotica e le disidrata se avviene il contrario.

osmolarità e tonicità

Sulla base di quanto detto finora, si può comprendere che la tonicità di una soluzione è una misura relativa della pressione osmotica. A sua volta, la pressione osmotica è una misura della concentrazione totale di particelle osmoticamente attive. Quest’ultimo si riferisce a quelle particelle che non possono passare attraverso la membrana semipermeabile; include ioni disciolti e molecole grandi e voluminose che semplicemente non riescono a passare attraverso i pori della membrana.

La concentrazione totale di tutte queste particelle espressa in molarità è nota come concentrazione osmolare o osmolarità ed è data in unità di Osm/L. D’altra parte, un’unità più comune, ma che offre il vantaggio di essere indipendente dalla temperatura, è l’osmolalità, dove L rappresenta la concentrazione totale di particelle osmoticamente attive nella molalità, e che è data in unità di Osm/Kg di solvente.

soluzioni ipertoniche

Il concetto di osmolarità ci permette di dare una definizione più precisa di soluzioni ipertoniche: qualsiasi soluzione che abbia un’osmolarità maggiore di una soluzione di riferimento sarà ipertonica . Le soluzioni con un’osmolarità inferiore al riferimento sono dette soluzioni ipotoniche , mentre quelle con la stessa tonicità o osmolarità sono dette soluzioni isotoniche .

il punto di riferimento

Ma ora vale la pena porsi una domanda importante: qual è la soluzione che viene presa a riferimento? Questo è essenziale se vogliamo sapere se una soluzione è ipertonica o meno.

La risposta a questa domanda può creare confusione. In linea di principio, la tonicità di una soluzione dovrebbe essere riportata unitamente alla menzione della soluzione di riferimento. Si può quindi parlare di una soluzione A ipertonica rispetto alla soluzione B.

Ad esempio, potremmo dire che una soluzione che ha un’osmolalità di 1,5 Osm/Kg è ipertonica rispetto all’acqua del Mar Mediterraneo, poiché quest’ultima ha un’osmolalità di circa 1,3 Osm/Kg. Tuttavia, quella stessa soluzione è impotonica rispetto all’acqua del Mar Morto, poiché ha un’osmolalità di quasi 8 Osm/Kg. L’acqua del Mediterraneo è invece ipertonica rispetto al plasma sanguigno, che ha un’osmolalità di circa 0,3 Osm/Kg o 300 mOsm/Kg (miliosmolale). Questi esempi illustrano il carattere relativo della tonicità delle soluzioni.

Il plasma sanguigno è la soluzione di riferimento predefinita.

Gli esempi precedenti dimostrano che non è possibile determinare se una soluzione è o meno ipertonica senza sapere quale sia lo standard di riferimento; tuttavia è molto comune sentir parlare di soluzioni ipertoniche senza specificarne il riferimento. Ciò è particolarmente comune nel campo della medicina e di altre scienze della salute. In questi casi si capisce che il riferimento è il plasma sanguigno, cioè la soluzione in cui sono sospese tutte le cellule e le altre particelle che fanno parte del nostro sangue.

Il plasma sanguigno normale ha un’osmolarità compresa tra 275 mOsm/Kg e 295 mOsm/Kg. Per questo motivo, qualsiasi soluzione che abbia un’osmolalità maggiore di 295 mOsm/Kg sarà una soluzione ipertonica nel contesto delle scienze della salute.

Usi di soluzioni ipertoniche

Le soluzioni ipertoniche trovano molti usi, principalmente in medicina ma anche in altri ambiti. Uno degli usi più importanti è nella riduzione della pressione intracranica nei casi di edema cerebrale. L’iniezione di soluzioni ipertoniche nel flusso sanguigno consente di assorbire l’acqua in eccesso nel cervello per osmosi, abbassando così la pressione.

Inoltre, soluzioni saline ipertoniche vengono somministrate a pazienti affetti da grave iponatriemia, nonché in caso di shock ipovolemico. La prima condizione si verifica quando la concentrazione di sodio nel sangue è pericolosamente bassa e deve essere aumentata il prima possibile. Il secondo caso si verifica quando una persona ha perso molto sangue, quindi è necessario aumentare rapidamente il volume del plasma sanguigno. La soluzione ipertonica attira l’acqua dalle cellule nel flusso sanguigno, aumentando così il volume del sangue.

Oltre ai loro usi in campo medico, le soluzioni ipertoniche sono utilizzate anche come mezzo per la conservazione degli alimenti. Questo perché disidratano quasi completamente i batteri che entrano in contatto con esso, uccidendolo o impedendogli di crescere e proliferare.

Esempi di soluzioni ipertoniche

• La salamoia è una soluzione contenente il 5% o più di sale comune o cloruro di sodio. Questo gli conferisce un’osmolarità di quasi 2 Osm/L, che è più di 6 volte maggiore dell’osmolarità del plasma.
• L’acqua di mare . La concentrazione media dell’acqua di mare è di 35 g/L, che corrisponde a un’osmolarità di circa 1,2 Osm/L.
• La soluzione salina ipertonica è una soluzione sterile utilizzata per applicazioni mediche. Le sue concentrazioni variano a seconda dell’uso previsto. Hanno tutti una concentrazione di cloruro di sodio superiore allo 0,9%, motivo per cui sono ipertonici.
• Soluzioni di glucosio con glucosio dal 10% al 20% . Sono anche soluzioni sterili per la somministrazione endovenosa. Sono utilizzati per fornire calorie all’organismo con una quantità minima di liquidi, in particolare nei casi di insufficienza renale.

Riferimenti

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• Ozuna, C., & Carcel, JA (2011). INFLUENZA DELLA CONCENTRAZIONE DI SALAMOIA SUL TRASPORTO DI ACQUA E SALE DURANTE LA SALATURA DEL LOMBATO DI SUINO (Longissimus dorsi). Politecnico di Valencia. pubblicato. https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/13769/TesinaMaster_CesarOzuna.pdf?sequence=1
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• Salinità dell’acqua di mare . (2018, 11 ottobre). Esperimenti scientifici. https://www.experimentoscientificos.es/agua/agua-de-mar/salinidad-mar/
• Ulatowski, J. (2003, 1 maggio). Rianimazione con soluzioni saline ipertoniche in terapia intensiva – Medwave . Onda MED. https://www.medwave.cl/link.cgi/Medwave/PuestaDia/Congresos/591