Quali sono le soluzioni isotoniche?
In senso generale, due soluzioni sono isotoniche quando contengono le stesse quantità di soluti o sostanze disciolte e quindi hanno la stessa pressione osmotica. Come comunemente usate in campo medico, tuttavia, le soluzioni isotoniche sono soluzioni che hanno la stessa concentrazione di soluto delle cellule nel corpo umano. Una cellula posta in una soluzione isotonica non guadagnerà né perderà acqua.
Quando due soluzioni acquose di diverse concentrazioni o tonicità sono separate da una membrana semipermeabile come una parete cellulare, l'acqua migrerà dal lato meno concentrato, o ipotonico, al lato più concentrato, o ipertonico, nel tentativo di portare entrambi lati in equilibrio. Questo processo è noto come osmosi. Maggiore è la differenza nelle concentrazioni delle due soluzioni, maggiore sarà la pressione osmotica e più veloce sarà il trasferimento osmotico.
Se una cellula vivente, che ha una significativa concentrazione di soluti, viene collocata in un piatto di acqua pura, la pressione osmotica causerà la migrazione dell'acqua dal piatto nella cellula, causando il rigonfiamento della cellula e la possibile rottura. Al contrario, se la cellula viene collocata in un piatto d'acqua che contiene soluto in una concentrazione più elevata rispetto alla cellula, l'acqua scorrerà dalla cellula verso l'esterno nella soluzione, causando la cellula che si restringe e muore. Se la cellula viene posta in un piatto di soluzione isotonica, non vi sarà alcun movimento netto di acqua.
È la natura dell'osmosi che l'identità del soluto non ha importanza. Pertanto, sali, zuccheri e altri composti solubili sono tutti efficaci nel regolare la pressione osmotica. Tutti possono essere usati per preparare soluzioni isotoniche.
La tonicità è di fondamentale importanza in biologia e medicina a causa del suo effetto sulle cellule viventi. Le cellule cresceranno solo in soluzioni isotoniche e qualsiasi farmaco somministrato per via endovenosa deve essere regolato per essere effettivamente isotonico con il sangue umano. Una soluzione allo 0,9% di cloruro di sodio è considerata isotonica con il sangue, sebbene in realtà la sua pressione osmotica sia in realtà leggermente superiore.
Le bevande sportive sono bevande arricchite con elettroliti e zuccheri per sostituire quelli persi durante l'esercizio fisico intenso e possono essere isotoniche, ipertoniche o ipotoniche, a seconda della formula del produttore. Le soluzioni isotoniche contenenti queste sostanze sono generalmente considerate le migliori per coloro che svolgono una normale attività atletica, mentre le versioni ipertoniche sono maggiormente orientate a fornire energia durante eventi prolungati e di alta resistenza. Le bevande sportive ipotoniche sono le migliori per gli atleti che hanno bisogno di liquidi senza il potenziamento energetico dei carboidrati aggiunti.