關于等張溶液是否等滲的思考

張藍天

在高中生物“滲透壓”這一概念的教學時，不少教師都會引用生活實例即“靜脈注射時用生理鹽水作為母液……”。近期在閱讀醫學文章時，發現“給藥需用嚴格的等張溶液”的說法，于是就有了關于等張溶液是否等滲的思考。

在教科書、期刊文章和網上資料的論述中，關于溶液等張與等滲的聯系和區別，既有“等滲溶液不一定等張，等張溶液一定等滲”，也有“等滲溶液不一定等張，等張溶液亦不一定等滲”的觀點。可見，對溶液等滲不一定等張，沒有異議；而對溶液等張是否一定等滲，說法卻不一致。對于這種不一致，金維芬的解釋是兒科學與藥劑學的計算依據不同所致，但是未說明計算依據有何差異。因此，關于溶液等張與等滲的關系，存在觀念不清、闡釋不明的情況。目前，等張溶液一定是等滲溶液的認識更占主流。那么，溶液等張一定等滲嗎？

1等滲與等張概念的辨析

在化學上，等滲是指某一溶液與另一溶液的滲透摩爾濃度（滲透壓）相等。當互為等滲的溶液被理想半透膜隔開時，無滲透現象，或者說無水的透膜凈擴散。在生理學和醫藥學上，等滲的概念中規定了參比滲透壓，即以正常人血漿滲透壓為參照，任何溶液與血漿的滲透壓相等即為等滲。用理想半透膜分隔這種等滲溶液與正常人血漿，不會發生水的跨膜凈擴散。與正常人血漿相比，滲透壓較低和較高的溶液，分別稱為低滲和高滲溶液。等張是一個生物學概念，其基本內涵是細胞內外液體的滲透壓相等。須要指出，如果細胞浸浴的溶液含有能通過細胞膜的溶質，等張是指這類溶質跨細胞膜擴散達到平衡狀態時細胞內外液體的滲透壓相等。當細胞浸浴在等張溶液中，平衡狀態下沒有水分子跨細胞膜的凈擴散。按同樣的平衡條件，細胞浸浴在低張溶液中，有水進入細胞的凈擴散；細胞浸浴在高張溶液中，有水從細胞內出來的凈擴散。在臨床醫學和藥劑學中，溶液等張、低張和高張一般是針對正常人紅細胞而言的。當紅細胞浸浴在溶液中，達到平衡狀態時，如無水的跨細胞膜凈擴散，細胞體積和形狀不變，此溶液是等張的；如有水向細胞內的凈擴散，細胞脹大，甚至破裂，則溶液是低張的；有水向細胞外的凈擴散，細胞變小、皺縮，則溶液是高張的。

2等滲與等張的區別

由上述可知，在溶液等滲和等張的概念中，溶液分隔膜是不同的。滲透壓比較時，溶液分隔膜是理想半透膜。理想半透膜只允許溶劑水分子通過，而溶質分子或離子不能通過。然而，比較溶液張力時，分隔膜是細胞膜。細胞膜并非理想半透膜，除了允許水分子通過，也允許多種溶質顆粒通過。如果某溶液與正常人血漿互為等滲，且只含細胞膜非通透性溶質，正常人紅細胞浸浴其中時，細胞體積和形狀無變化，這一溶液是等張的。但是，同樣是與正常人血漿互為等滲的溶液，如果含有能通過細胞膜的溶質，正常人紅細胞浸浴其中時，細胞脹大，甚至破裂，此溶液卻是低張的。顯而易見，造成這種差異的原因是等滲溶液是否含有細胞膜通透性溶質。細胞膜通透性溶質能跨膜擴散，在膜內外兩側達到濃度平衡（相等）時，這部分溶質對跨膜水擴散不產生影響。此時，跨細胞膜水擴散的驅動力只來自細胞膜非通透性溶質在膜內外兩側的滲透摩爾濃度梯度。在含有細胞膜通透性溶質并與血漿互為等滲的溶液中，細胞膜非通透性溶質的滲透摩爾濃度必然比血漿的低，也比紅細胞內液的低，導致水進入細胞內的凈擴散，故這種等滲溶液是低張的。與正常人血漿相比，如果某溶液所含細胞膜非通透性溶質的滲透摩爾濃度更高，那無疑是高張溶液。

3總結

溶液等張、低張和高張取決于所含細胞膜非通透性溶質產生的滲透壓，而與細胞膜通透性溶質產生的滲透壓無關。不論溶液是否含有細胞膜通透性溶質，只要溶液與正常血漿中細胞膜非通透性溶質的滲透摩爾濃度相等，也就是與紅細胞內細胞膜非通透性溶質的滲透摩爾濃度相等，溶液就是等張的。同理，某溶液與正常血漿的細胞膜非通透性溶質的滲透摩爾濃度相等，還含有細胞膜通透性溶質，那么此溶液是高滲的，也是等張的。當然，對于低滲溶液而言，無論其溶質組成如何，都不可能是等張的。所以，等張溶液不一定都是等滲的，也可以是高滲的。

最后，還須補充一點，以細胞浸浴在溶液中為前提，無論溶液滲透壓的比較，或者溶液張力的比較，參比溶液都是細胞內液。當細胞浸浴在高滲且等張的溶液中，所含細胞膜通透性溶質擴散進入細胞內，達到平衡之前，浸浴液的滲透壓比細胞內液的高；達到平衡時，即達到等張狀態時，細胞內外液體是互為等滲的，但兩者的滲透壓均高于平衡之前細胞內液的滲透壓。