permeabiliteit

De permeabiliteit is de permeabiliteit van anorganische of organische vaste stoffen voor een zogenaamd permeaat. Dit permeaat kan overeenkomen met gassen, vloeistoffen of andere moleculen en is relevant in het lichaam, bijvoorbeeld voor celmembranen en bloedvaten. In de psychologie daarentegen is permeabiliteit de ontvankelijkheid voor onbewuste impulsen.

Wat is de doorlaatbaarheid?

Biologische membranen zijn doorlaatbaar voor verschillende stoffen, bijvoorbeeld verschillende gassen of vloeistoffen. Deze permeabiliteit komt overeen met de membraanpermeabiliteit. De doorlaatbaarheid heeft niet alleen invloed op celmembranen, maar kan ook verwijzen naar andere organische en anorganische stoffen.

In relatie tot de bloedvaten van een organisme kan de permeabiliteit bijvoorbeeld overeenkomen met de vasculaire permeabiliteit voor vaste bloedbestanddelen, bijvoorbeeld de permeabiliteit voor immuuncellen of stollingsfactoren. In verband met de capillairen spreken we ook van capillaire permeabiliteit.

Een bijzondere vorm van permeabiliteit is ook semipermeabiliteit of selectieve permeabiliteit. Een semi-permeabele stof is alleen permeabel voor bepaalde moleculen. Voor anderen is er ondertussen geen permeabiliteit. De semi-permeabiliteit is vaak gebaseerd op een op grootte gebaseerde selectie van de moleculen. Vooral bij membranen komen vaak alleen moleculen tot een bepaalde korrelgrootte de cel binnen.

De psychologie daarentegen definieert permeabiliteit als een gevoeligheid voor onbewuste impulsen. In de sociale psychologie kan de term ook de gemakkelijke verandering tussen klassen en lagen betekenen.

Functie en taak

Organische en anorganische stoffen zijn ofwel ondoordringbaar, d.w.z. ondoordringbaar, of hebben een zekere permeabiliteit. Deze doorlaatbaarheid is gebaseerd op drijvende krachten zoals de concentratie- en drukgradiënt en maakt het mogelijk dat de stof doordringt door andere stoffen zoals gassen of vloeistoffen. Voor de membranen van cellen is permeabiliteit voor massaoverdracht een essentiële eigenschap.

De stof die er doorheen is gegaan, wordt ook wel permeaat genoemd. Door de externe invloeden beweegt een permeaat in de richting van lagere concentraties, dus in de richting van lagere partiële druk. Dit permeatieproces bestaat uit verschillende substappen. De zogenaamde sorptie vindt aanvankelijk plaats op het grensvlak van de vaste stof. Dampen, gassen of de chemicaliën van een oplossing, evenals zwevende stoffen, worden zo geabsorbeerd door het vaste oppervlak. Het permeaat diffundeert vervolgens door de vaste stof. Tijdens deze diffusie dringt het permeaat de poriën of moleculaire ruimtes in het vaste materiaal binnen. Dan vindt er een desorptie plaats, waarbij aan de andere kant een zogenaamd adsorbaat de vaste stof in gasvorm verlaat.

Als de betreffende vaste stof een membraan is, kan het grensvlak ook semi-permeabel of gedeeltelijk permeabel zijn. Semipermeabele membranen laten bijvoorbeeld wel oplosmiddelen door, maar niet de daarin opgeloste stoffen. Dit betekent dat alleen moleculen tot een bepaald molecuulgewicht kunnen passeren. Deze semi-permeabiliteit is de basis van de osmose van alle cellen, d.w.z. voor de stroming van moleculaire deeltjes door een celmembraan.

Met betrekking tot vaten kan de term permeabiliteit de permeabiliteit voor vaste stoffen van het bloed aanduiden. Vasculaire permeabiliteit speelt voornamelijk een rol voor de bloedcapillairen en venulen en is afhankelijk van het endotheel van de bloedvaten. De capillaire permeabiliteit maakt ook een selectieve uitwisseling van stoffen tussen de intravasculaire ruimte en het inwendige van de vaten mogelijk. In lipiden oplosbare en kleine stoffen zoals kooldioxide en zuurstof kunnen gemakkelijk door het endotheel passeren. De capillaire permeabiliteit is dus betrokken bij de gasuitwisseling. Grootmoleculaire stoffen zoals eiwitten en immobiele cellen zoals erytrocyten diffunderen daarentegen niet door de wanden van de capillairen.

Ziekten en aandoeningen

Systemische ontstekingsreacties zoals sepsis zijn direct gerelateerd aan vasculaire permeabiliteit. Bij sepsis neemt de vasculaire permeabiliteit toe. De oorzaak van sepsis is meestal trauma, grote operaties, brandwonden of infecties. Bij sepsis komen ziektekiemen in de bloedbaan terecht en veroorzaken bloedvergiftiging in de zin van een globale ontstekingsreactie. Een verhoogde vasculaire permeabiliteit wordt ook gekenmerkt door allergische reacties van het eerste type en kan leiden tot de vorming van oedeem.

Normaal gesproken wordt een toename van de vasculaire permeabiliteit voorafgegaan door het vrijkomen van mediatorsubstanties zoals histamine. Als gevolg van de toename ontsnapt vloeistof uit de bloedvaten en veroorzaakt het vaak zwellen van de weefsels.

Doorlaatbaarheidsstoringen kunnen ook verband houden met de doorlaatbaarheid van de membranen. In veel gevallen gaan aandoeningen van de membraanpermeabiliteit vooraf aan hart- en vaatziekten. Het resultaat is vaak een verstoring van de elektrolytenbalans. Erfelijke oorzaken zijn ook mogelijk voor aandoeningen van de membraanpermeabiliteit. Wanneer membraaneiwitten muteren, verandert het bijvoorbeeld de permeabiliteit van de cel. Dit is bijvoorbeeld het geval bij Myotonia congenita Thomsen, dat wordt geassocieerd met spierstoornissen. De oorzaak is een genetische mutatie die resulteert in veranderde chloridekanalen in de spiervezelmembranen en de membraanpermeabiliteit voor chloride-ionen vermindert. Als gevolg hiervan hebben patiënten last van onvrijwillige spiersamentrekkingen die als stijfheid worden ervaren. De getroffen persoon kan zijn gesloten vuist of zijn gesloten ogen pas na een bepaalde vertraging openen.

Met name de membraanpermeabiliteit kan ook worden aangetast door auto-immuunziekten. Sommige van deze ziekten zijn gericht tegen de biomembranen, zoals het antifosfolipidensyndroom. Bovendien verstoren mitochondriale ziekten de membraanpermeabiliteit. Mitochondriën zijn celorganellen die bekend staan ​​als de energiecentrales van de cel en die vrije radicalen vormen als afvalproduct van energieproductie. Als deze radicalen niet onschadelijk worden gemaakt, vernietigen ze de membranen en verstoren zo de doorlaatbaarheid.

Klachten in verband met psychische permeabiliteit kunnen voorkomen in de context van veel psychische aandoeningen en zijn meestal te wijten aan een verminderde zelfperceptie, wat merkbaar kan zijn in een verminderde permeabiliteit voor impulsen vanuit het onderbewustzijn.