浸透圧濃度

浸透圧濃度（旧称：浸透圧モル濃度）^{[ 1 ]}は、溶質濃度の尺度であり、溶液1リットル（L）あたりの溶質のオスモル数（Osmol/LまたはOsm/L）として定義されます。溶液の浸透圧濃度は通常、Osm/L （「オスモラー」と発音）で表されます。これは、溶液の モル濃度が「M」（「モル」と発音）で表されるのと同じです。

モル濃度は溶液の単位体積あたりの溶質のモル数を測定するのに対し、浸透圧濃度は溶液の単位体積あたりの浸透活性物質の解離粒子数（溶質粒子のオスモル数）を測定します。 ^{[ 2 ]}この値により、溶液の浸透圧を測定し、浸透圧濃度の異なる2つの溶液を隔てる半透膜を介して溶媒がどのように拡散するか（浸透）を判定できます。

ORSサシェとその成分の浸透圧

ユニット

浸透圧濃度の単位はオスモルです。これはSI法に基づかない測定単位で、溶液の浸透圧に寄与する溶質のモル数を定義します。1ミリオスモル（mOsm）は1オスモルの1000分の1です。1マイクロオスモル（μOsm）（マイクロオスモルとも綴られます）は100万分の1です。

溶質の種類

浸透圧濃度は、溶質のモル数ではなく溶質粒子の浸透圧を測定する点で、モル濃度とは異なります。この違いは、一部の化合物は溶液中で解離しますが、他の化合物は解離しないという点に起因します。^{[ 2 ]}

塩などのイオン性化合物は、溶液中で構成イオンに解離するため、溶液のモル濃度と浸透圧の間には1対1の関係はありません。例えば、塩化ナトリウム（NaCl）はNa ⁺イオンとCl ^-イオンに解離します。したがって、溶液中のNaCl 1モルごとに、溶質粒子は2オスモル存在します（つまり、1 mol/L NaCl溶液は2 osmol/L NaCl溶液です）。ナトリウムイオンと塩化物イオンの両方が溶液の浸透圧に影響を与えます。^{[ 2 ]} [注：NaClは標準温度および圧力下では水中で完全に解離しないため、溶液はNa + イオン、Cl - イオン、および少量のNaCl分子で構成され、実際の浸透圧はNa + 濃度 x 1.75となります。]

もう一つの例は塩化マグネシウム（MgCl ₂）です。これはMg ^{2+ イオン}と2Cl ⁻イオンに解離します。溶液中の MgCl ₂ 1モルごとに、3オスモルの溶質粒子が存在します。

非イオン性化合物は解離せず、溶質1モルあたり1オスモルの溶質しか形成しません。例えば、1モル/リットルのグルコース溶液は1オスモル/リットルです。^{[ 2 ]}

溶液の浸透圧には複数の化合物が寄与することがあります。例えば、3 Osmの溶液は、グルコース3モル、NaCl1.5モル、グルコース1モル＋NaCl1モル、グルコース2モル＋NaCl0.5モル、あるいはその他の組み合わせで構成される場合があります。^{[ 2 ]}

意味

溶液の浸透圧は、オスモル/リットル（osmol/L）で表され、次の式で計算されます 。 $${\displaystyle \mathrm {浸透圧} =\sum _{i}\varphi _{i}\,n_{i}C_{i}}$$

• φは浸透圧係数であり、溶液の非理想性の度合いを表します。最も単純なケースでは、溶質の解離度を表します。この場合、φは0から1の間で、1は100%の解離を示します。ただし、φ は1より大きい値になることもあります（例：ショ糖）。塩の場合、静電効果により、たとえ100%の解離が起こったとしても、 φ は1より小さくなります（デバイ・ヒュッケルの式を参照） 。
• nは分子が解離してできる粒子（イオンなど）の数です。例えば、グルコースのnは1ですが、NaClのnは2です。
• Cは溶質のモル濃度である。
• インデックスiは特定の溶質の ID を表します。

浸透圧は、凝固点降下、蒸気圧、沸点上昇などの束縛特性を測定する浸透圧計を使用して測定できます。

浸透圧と張度

浸透圧と張度は関連していますが、異なる概念です。したがって、 -osmoticで終わる用語（等張、高浸透圧、低浸透圧）は、 -tonicで終わる用語（等張、高張、低張）と同義ではありません。これらの用語は、どちらも膜で隔てられた2つの溶液の溶質濃度を比較するという点で関連しています。浸透圧は透過する溶質と透過しない溶質の合計濃度を考慮するのに対し、張度は透過しない溶質の合計濃度のみを考慮するという点で、これらの用語は異なります。^{[ 3 ] [ 2 ]}

浸透性溶質は細胞膜を透過して拡散し、水分子を「引き寄せる」ことで細胞容積に瞬間的な変化を引き起こします。非浸透性溶質は細胞膜を通過できません。したがって、溶液が平衡に達するには、細胞膜を越えた水の移動（すなわち浸透）が起こらなければなりません。

溶液は高浸透圧と等張性の両方の状態になることがあります。^{[ 2 ]}例えば、細胞内液と細胞外液は高浸透圧でありながら等張性である場合があります。これは、一方のコンパートメントの溶質の総濃度がもう一方のコンパートメントと異なるが、イオンの1つが膜を通過できる場合（つまり、浸透する溶質）、水を引き込み、溶液の体積に正味の変化が生じない場合です。

医学では

血漿浸透圧と浸透圧

血漿浸透圧は、血漿浸透圧から次の式で計算できます。 ^{[ 4 ]}

浸透圧 =浸透圧× ( ρ _sol − c _a )

どこ：

• ρsol_は溶液の密度（g/ml）で、血漿の場合は1.025 g/mlである。 ^{[ 5 ]}
• c _aは（無水）溶質濃度（g/ml）です。乾燥血漿の密度と混同しないでください。

IUPACによれば、浸透圧は水の有効活量の自然対数の負数と水のモル質量の商であり、一方、浸透圧は浸透圧と水の質量密度（浸透圧濃度とも呼ばれる）の積である。^{[ 1 ]}

簡単に言えば、浸透圧濃度は溶媒の質量あたりの溶質浸透圧濃度の表現であるのに対し、浸透圧濃度は溶液の体積あたりです（したがって、溶液中の溶媒の質量密度（溶媒 kg/溶液 リットル）を掛けて変換します）。 $${\displaystyle {\text{浸透圧}}=\sum _{i}\varphi _{i}\,n_{i}m_{i}}$$

ここで、m _iは成分iのモル濃度です。

血漿浸透圧/浸透圧は、血流中の適切な電解質バランスを維持するために重要です。通常、血漿（または血清）浸透圧の主な要因はナトリウムですが、グルコースと尿素もこれに寄与します。^{[ 6 ]}バランスが崩れると、脱水、アルカローシス、アシドーシス、その他の生命を脅かす変化を引き起こす可能性があります。抗利尿ホルモン（バソプレシン）は、血流を濾過する際に腎臓から体内に保持される水分量を制御することで、このプロセスに一部関与しています。^{[ 7 ]}

高浸透圧と低浸透圧

浸透圧活性物質の濃度が高い場合、組織、臓器、または系における浸透圧の変化を引き起こす場合、その濃度は高浸透圧性であると言われます。高ナトリウム血症、糖尿病性ケトアシドーシス、尿毒症は、高浸透圧性の病理学的原因です。^{[ 6 ]}同様に、浸透圧または浸透圧濃度が低すぎる場合、低浸透圧性であると言われます。例えば、経腸栄養の浸透圧が高すぎると、重篤な組織損傷を引き起こす可能性があります。^{[ 8 ]}低浸透圧性に関連する状態の一例として、水中毒が挙げられます。^{[ 9 ]}

参照

• モル濃度
• モル濃度
• 血漿浸透圧
• 張性
• ファントホッフ因子

参考文献

• DJテイラー、NPOグリーン、GWスタウト生物科学

1. McNaught, AD; Wilkinson, A.; Chalk, SJ (1997). IUPAC. 化学用語集（「ゴールドブック」）（第2版）. Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-9678550-9-8. 2022年1月23日閲覧。
2. ウィドマイヤー、エリック・P.、ハーシェル・ラフ、ケビン・T.・ストラング (2008).ヴァンダーの人間生理学、第11版. マグロウヒル. pp.  108–12 . ISBN 978-0-07-304962-5。
3. Costanzo, Linda S. (2017-03-15).生理学. 先行版: Costanzo, Linda S., 1947- (第6版). フィラデルフィア, ペンシルベニア州. ISBN 9780323511896. OCLC  965761862 .
4. Martin, Alfred N.; Patrick J Sinko (2006). Martinの物理薬学と薬学：薬学における物理化学と生物薬剤学の原理. フィラデルフィア、ペンシルバニア州: Lippincott Williams and Wilkins. p. 158. ISBN 0-7817-5027-X。
5. Shmukler, Michael (2004). Elert, Glenn (ed.). 「血液の密度」 . The Physics Factbook . 2022年1月23日閲覧。
6. ビューユカラゴズ、バハール州; Bakkaloğlu、Sevcan A. (2023)。「血清浸透圧と高浸透圧状態」。小児腎臓学。38 (4): 1013–1025。土井: 10.1007/s00467-022-05668-1。ISSN 0931-041X 。2025 年 7 月 1 日に取得。 
7. Earley, LE; Sanders, CA (1959). 「血清浸透圧の変化が肝不全および低血清浸透圧を有する特定の患者における抗利尿ホルモン放出に及ぼす影響」. Journal of Clinical Investigation . 38 (3): 545– 550. doi : 10.1172/jci103832 . PMC 293190. PMID 13641405 .  
8. パンガニバン、ジェニファー; マスカレニャス、マリア・R. (2021)、「経皮栄養」、小児消化管・肝疾患、エルゼビア、pp. 980–994.e5、doi : 10.1016/b978-0-323-67293-1.00088-8、ISBN 978-0-323-67293-1、2024年5月10日取得
9. ドナルドソン、D.（1994）、「生化学的起源の精神疾患」、臨床実践における生化学の科学的基礎、エルゼビア、pp.  144– 160、doi：10.1016/b978-0-7506-0167-2.50013-3、ISBN 978-0-7506-0167-2、2024年5月10日取得

外部リンク

• オンライン血清浸透圧/浸透圧計算機