アイソトニックと高張力の違い

等張と高張の違いを分析する前に、張力の概念を理解することが重要である。そこで、まずはトーンの概念とその重要性について簡単に紹介します。張力とは、2つの溶液を1枚の半透膜で割ったときの水分の濃度変化のことです。また、溶液の相対的な水分濃度とも解釈でき、膜の両側で等しい濃度になるまでの水の拡散の方向と量を決定する。溶液の色相を決めることで、水がどの方向に拡散するかを判断することができるのです。この現象は、外部の溶液に浸された細胞の反応を説明するためによく使われる。あるソリューションが持つ色相の分類は、他のソリューションに対して3つあります。高張性、低張性、等張性である。等張液と高張液の主な違いは、高張液は溶質よりも溶媒を多く含むのに対し、等張液は溶質と溶媒が均一に分散していることである。しかし、高張液と高張液の違いを理解できれば、高張液と等張液の定義を覚えることは必要ない。

ハイパトニックは何ですか？

ハイパーとは、オーバーやオーバーピリオドを表す別の言葉です。高張液の溶質（グルコースや塩）の濃度は、細胞の濃度より高い。溶質とは、溶媒に溶けて溶液を形成する元素のことです。高張力溶液では、細胞外の溶質濃度が細胞内の濃度よりも高くなる。高張力溶液に細胞を浸すと浸透圧変位が起こり、溶質の濃度と釣り合うように水分子が細胞外に流れ出し、細胞の大きさが縮む。

アイソトニックは何ですか？

Isoはequalの別称、tonicは溶液の強壮性を表す言葉です。等張溶質***は、比較される溶液と同じような濃度の溶質を持つことになります。等張溶液では、溶質の濃度は細胞の内外を問わず同じであり、細胞組織の環境内で平衡が保たれている。細胞が等張の溶液に浸された場合、オ○チックシフトは起こらず、水分子は細胞膜を通して両方向に拡散し、溶質の濃度を均衡させる。このプロセスでは、細胞の膨張や収縮を生じさせることはありません。

アイソトニックとハイパートニックの違いは何ですか？

高張力と等張力の違いは、以下のように分けることができます。

アイソトニックとハイパートニックの定義

高浸透圧：「Hyper」は「以上」、「too much」、「tonic」は「溶液」を指す。したがって、高浸透圧とは溶液の張力が増加することを示す。

等張性：「iso」は同じ呼び方＋「tonic」は溶液の線に沿ったものという意味。したがって、等張性は溶液のテンションが似ていることを意味する。

等張性・高張性

溶質と溶液の濃度

高張性：溶液が溶質よりも溶媒を多く含むこと。

等張性：溶液中の溶質と溶媒が等しく分布していること。

例

高張水：純水。純水には溶質があまり溶解しておらず、細胞内環境と比較して濃度が非常に低いため。

等張性：生理食塩水はヒトの血漿に対して等張である。

高張力液と等張力液における細胞応答（図1参照）

高張性：生体細胞が高張性の環境にあるとき、細胞内の溶質と細胞周囲の環境の濃度のバランスをとるために、細胞膜を通して細胞外に水が流出する。その結果、水が細胞から出ると、細胞は外部環境の高い溶質濃度を下げるために収縮する。

アイソトニック。細胞が等張液の中にあるとき、細胞の膨潤や収縮を生じない。

水の濃度勾配

高張性：細胞内から高張性溶液への水の濃度勾配が観察できる

等張性：水の濃度勾配がないこと

溶質濃度勾配

高張性：高張性溶液から細胞内への溶質濃度勾配

等張性：溶質の濃度勾配が存在しない。

ペネトレーション変位量

高浸透圧：浸透圧の変位があること。

アイソトニック：透過変位がない。

水分の移動

高張性：細胞内部から外部溶液に向かって水分子が急速に移動または拡散し、細胞から水分が失われること。

等張性：水分子が2方向に移動または拡散し、各方向の水の拡散速度が同程度であること。このようにして、細胞は水を得るか、失うかのどちらかになる。

スポーツドリンク

アイソトニック飲料：アイソトニック飲料は、塩分、糖分、炭水化物、電解質などが人体に存在する濃度と同程度の濃度で含まれています。経口補水液としては、通常、アイソトニック・スポーツドリンクが望ましいとされています。通常、100mlあたり4〜8gの炭水化物が含まれています。

高張力飲料：高張力飲料は、塩分、糖分、炭水化物、電解質などを高濃度に含んでいる。通常、100mlあたり約8gの炭水化物が含まれています。高張液は、脳出血の治療のための浸透圧療法にも使用されています。高張力スポーツドリンクは、非常に高いレベルのエネルギーを必要とする人に最適です。

要約すると、溶質の濃度によって、等張性、低張性、高張性の3つの形態の溶液が存在する。等張溶液では、細胞内外の溶質濃度は同じである。低張溶液では、細胞内の溶質濃度が外部環境よりも大きく、高張溶液では、外部環境が細胞内の溶質濃度よりも大きい溶質濃度となる。

References Mansoor, M. A., Beverly, J., and Sandmann. (2002). Applied Physical Pharmacy. McGraw-Hill Professional. pp. 54–57. Voet, D., Judith, G. V. and Charlotte, W. P. (2001). Fundamentals of Biochemistry (Rev.ed.). New York: Wiley. p.30.   Image Courtesy: “O**otic pressure on blood cells diagram” by LadyofHats – did it myself based on [1], [2] ,[3] and [4]..(Public Domain) via Wikimedia Comm***