浸透

浸透は、溶媒は通すが一部の溶質は通しにくい膜を隔てて、水が移動する現象である。水は単純な総溶質濃度ではなく、膜を自由に通過できない有効浸透物質が多い側へ移動し、両側の水の化学ポテンシャル差を減少させる。

細かい網で仕切られた二つの水槽を想像するとよい。水だけが網を通り、片側に網を通れない粒子が多ければ、水はその粒子を薄める方向へ移る。粒子自体が網を通れるなら、持続的な水移動は起こりにくい。

膜両側で水の化学ポテンシャルが異なると、水はアクアポリンや脂質二重層を介して移動する。移動は、非透過性または移動の遅い溶質がつくる有効浸透圧差によって駆動され、静水圧差がこれと釣り合うまで続く。細胞膜では細胞外Na⁺塩が主要な有効浸透物質となり、腎集合管ではADHによる水透過性の変化が浸透性水移動量を調節する。

赤血球を高張液に入れると水が細胞外へ移動して縮小し、低張液に入れると水が細胞内へ移動して膨化する。等張液では細胞容積は大きく変化しない。

浸透圧濃度が同じでも張度が同じとは限らない。尿素のように細胞膜を通過しやすい溶質は浸透圧濃度には寄与しても、持続的な細胞容積変化を生む有効浸透物質にはなりにくい。