SOLUTION ISOTONIQUE: COMPOSANTS, PRÉPARATION, EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Une solution isotonique est une solution qui présente la même concentration de soluté par rapport à une solution séparée ou isolée par une barrière semi-perméable. Cette barrière permet au solvant de passer à travers, mais pas à toutes les particules de soluté.

En physiologie, ladite solution isolée se réfère au fluide intracellulaire, c'est-à-dire à l'intérieur des cellules; tandis que la barrière semi-perméable correspond à la membrane cellulaire, formée par une bicouche lipidique à travers laquelle les molécules d'eau peuvent être contraintes dans l'environnement extracellulaire.

Interaction d'une cellule avec une solution isotonique. Source: Gabriel Bolívar.

L'image ci-dessus illustre ce que l'on entend par solution isotonique. La "concentration" de l'eau est la même à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule, de sorte que ses molécules entrent ou sortent à travers la membrane cellulaire avec des fréquences égales. Par conséquent, si deux molécules d'eau pénètrent dans la cellule, deux d'entre elles sortiront simultanément vers l'environnement extracellulaire.

Cet état, appelé isotonicité, se produit uniquement lorsque le milieu aqueux, à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule, contient le même nombre de particules de soluté dissout. Ainsi, une solution sera isotonique si la concentration de ses solutés est similaire à celle du fluide ou du milieu intracellulaire. Par exemple, une solution saline à 0,9% est isotonique.

Composants des solutions isotoniques

Pour qu'il y ait une solution isotonique, il faut d'abord s'assurer que l'osmose se produit dans la solution ou le milieu solvant et non la diffusion du soluté. Cela n'est possible que si une barrière semi-perméable est présente, ce qui permet aux molécules de solvant de passer à travers, mais pas les molécules de soluté, en particulier les solutés chargés électriquement, les ions.

Ainsi, le soluté ne pourra pas diffuser de régions plus concentrées vers des régions plus diluées. Au lieu de cela, ce seront les molécules d'eau qui se déplaceront d'un côté à l'autre, traversant la barrière semi-perméable et l'osmose se produira. Dans les systèmes aqueux et biologiques, cette barrière est par excellence la membrane cellulaire.

Ayant une barrière semi-perméable et un milieu solvant, la présence d'ions ou de sels dissous dans les deux milieux est également nécessaire: l'interne (à l'intérieur de la barrière), et l'externe (à l'extérieur de la barrière).

Si la concentration de ces ions est la même des deux côtés, il n'y aura pas d'excès ou de déficit de molécules d'eau pour les solvater. Autrement dit, le nombre de molécules d'eau libres est le même et, par conséquent, elles ne passeront pas à travers la barrière semi-perméable de chaque côté afin d'égaliser les concentrations d'ions.

préparation

- Conditions et équation

Bien qu'une solution isotonique puisse être préparée avec n'importe quel solvant, puisque l'eau est le milieu pour les cellules, cela est considéré comme l'option préférée. En connaissant exactement la concentration de sels dans un organe spécifique du corps, ou dans la circulation sanguine, il est possible d'estimer la quantité de sels à dissoudre dans un volume donné.

Chez les organismes vertébrés, il est admis qu'en moyenne, la concentration de solutés dans le plasma sanguin est d'environ 300 mOsm / L (milliosmolarité), et elle peut être interprétée comme près de 300 mmol / L. Autrement dit, c'est une concentration très diluée. Pour estimer la milliosmolarité, l'équation suivante doit être appliquée:

Osmolarité = m v g

Pour des raisons pratiques, on suppose que g, le coefficient osmotique, a une valeur de 1. L'équation ressemble donc maintenant à:

Osmolarité = mv

Où m est la molarité du soluté, et v est le nombre de particules dans lesquelles ledit soluté se dissocie dans l'eau. Nous multiplions ensuite cette valeur par 1000 pour obtenir la milliosmolarité pour un soluté particulier.

S'il y a plus d'un soluté, la milliosmolarité totale de la solution sera la somme des milliosmolarités pour chaque soluté. Plus il y a de soluté par rapport à l'intérieur des cellules, moins la solution préparée sera isotonique.

- Exemple de préparation

Supposons que vous souhaitiez préparer un litre d'une solution isotonique à partir de glucose et de phosphate diacide de sodium. Combien de glucose devriez-vous peser? Supposons que 15 grammes de NaH ₂ PO _{4 seront utilisés}.

Premier pas

Il faut d'abord déterminer l'osmolarité de NaH ₂ PO _{4 en} calculant sa molarité. Pour ce faire, nous utilisons sa masse molaire ou poids moléculaire, 120 g / mol. Puisqu'on nous demande un litre de solution, nous déterminons les moles et nous aurons directement la molarité:

moles (NaH ₂ PO ₄) = 15 g ÷ 120g / mol

= 0,125 mol

M (NaH ₂ PO ₄) = 0,125 mol / L

Mais lorsque NaH ₂ PO _{4 se} dissout dans l'eau, il libère un cation Na ⁺ et un anion H ₂ PO ₄ ^-, donc v a une valeur de 2 dans l'équation d'osmolarité. Nous procédons ensuite au calcul pour NaH ₂ PO ₄:

Osmolarité = mv

= 0,125 mol / L 2

= 0,25 Osm / L

Et quand multiplié par 1000, nous avons la milliosmolarité de NaH ₂ PO ₄:

0,25 Osm / L 1000 = 250 mOsm / L

Deuxième pas

Comme la milliosmolarité totale de la solution doit être égale à 300 mOsm / L, on soustrait pour savoir ce que devrait être le glucose:

mOsm / L (glucose) = mOsm / L (Total) - mOsm / L (NaH ₂ PO ₄)

= 300 mOsm / L - 250 mOsm / L

= 50 mOsm / L

Le glucose ne se dissociant pas, v est égal à 1 et son osmolarité est égale à sa molarité:

M (glucose) = 50 mOsm / L ÷ 1000

= 0,05 mol / L

Étant la molaire de glucose 180 g / mol, nous déterminons enfin combien de grammes nous devons peser pour le dissoudre dans ce litre de solution isotonique:

Masse (glucose) = 0,05 mol 180 g / mol

= 9 g

Par conséquent, cette solution isotonique de NaH ₂ PO ₄ / glucose est préparée en dissolvant 15 grammes de NaH ₂ PO ₄ et 9 grammes de glucose dans un litre d'eau.

Exemples de solutions isotoniques

Les solutions ou liquides isotoniques ne provoquent aucun gradient ni changement de concentration d'ions dans l'organisme, leur action est donc essentiellement centrée sur l'hydratation des patients qui en reçoivent en cas de saignement ou de déshydratation.

Saline normale

L'une de ces solutions est une solution saline normale, avec une concentration de NaCl de 0,9%.

Solution de sonnerie lactée

D'autres solutions isotoniques utilisées dans le même but sont Lactated Ringer, qui abaisse l'acidité en raison de sa composition tampon ou tampon, et les solutions de phosphate de Sorensen, qui sont constituées de phosphates et de chlorure de sodium.

Systèmes non aqueux

L'isotonicité peut également être appliquée à des systèmes non aqueux, tels que ceux où le solvant est un alcool; tant qu'il existe une barrière semi-perméable qui favorise la pénétration des molécules d'alcool et retient les particules de soluté.

Références

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5. Felicitas Merino de la Hoz. (sf). Thérapie liquide intraveineuse. Université de Cantabrie.. Récupéré de: ocw.unican.es
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